海水激活電池Mg-Al-Sn合金陽極材料電化學性能研究.pdf

1、鎂電極材料具有成本低、無毒、無污染、放電電壓平穩(wěn)、高比能量、高比功率、資源豐富、可再生等諸多優(yōu)點，受到人們的普遍關注。但是一直未得到廣泛的應用，其中一個主要原因是鎂在電解液中極化、腐蝕等情況嚴重，使其無法達到應用的標準，難以滿足使用要求。因此，研究高活性的合金元素對鎂合金陽極材料的活化作用，研究第二相、合金成分和顯微組織對鎂合金陽極材料性能的影響，具有重要的理論意義和實用價值。
　　 通過已有鎂合金陽極材料的研究，本論文設計了一

2、種不含有毒有害元素的海水激活電池用鎂合金陽極材料—Mg-Al-Sn系列鎂合金。通過設計5種不同成分的Mg-Al-Sn系列合金，考察添加不同合金元素含量對鎂合金陽極材料自腐蝕性能和電化學活性的影響。首先是通過析氫腐蝕、恒電流電位、動電位極化、交流阻抗等方法研究Mg-6％Al-1％Sn、Mg-6％Al-2.5％Sn、Mg-6％Al-5％Sn、Mg-6％Al-7.5％Sn和Mg-6％Al-10％Sn這5種鎂合金陽極在人造海水介質(zhì)中的自腐蝕情況

3、和電化學行為，考察他們作為鎂電池陽極材料的性能。析氫實驗結果表明Mg-6％Al-1％Sn具有較活潑的自腐蝕性能;動電位極化測試結果表明，Mg-6％Al-1％Sn的腐蝕電流密度較其他四種合金比相對較大;恒電流電位表明Mg-6％Al-1％Sn的電化學活性優(yōu)于其他四種成分的Mg-Al-Sn合金，表現(xiàn)為陽極極化小，開路電位較負;交流阻抗結果表明Mg-6％Al-1％Sn具有最小的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct。與此同時探討了Mg-Al-Sn系合金在人造海水介

4、質(zhì)中發(fā)生電化學反應時，第二相粒子Mg2Sn會在鎂基體和氧化膜之間形成活化點，從而增強了合金的電化學活性。
　　 通過已有的Mg-Al-Sn系合金陽極材料的研究，本論文進一步選取了Mg-Al-Sn系合金中電化學活性較好的Mg-6％Al-1％Sn合金，與已經(jīng)作為軍用陽極材料的AP65合金和非電池用鎂合金AZ31合金進行對比試驗。研究發(fā)現(xiàn)，在人造海水介質(zhì)中Mg-6％Al-1％Sn的自腐蝕活性、電化學活性均要優(yōu)于合金AP65和AZ31;