鎂電極在不同電解質(zhì)溶液中電化學(xué)性能初步研究.pdf

1、金屬鎂是一種非常有發(fā)展前景的電池負(fù)極材料。鎂一直沒有成功運(yùn)用于電化學(xué)能量儲存和轉(zhuǎn)換技術(shù)，是因?yàn)榻饘冁V表面很容易生成鈍化膜，導(dǎo)致電極電位顯著正偏移于理論值且電壓行為明顯滯后，同時金屬鎂的自腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致陽極效率低下。這些問題限制了鎂陽極的開發(fā)和應(yīng)用。因此，通過開發(fā)各種新型鎂合金陽極材料以及新型電解質(zhì)溶液和添加劑，使得鎂電極研究取得了很大進(jìn)展。
　　 本文首先研究了鎂電極在NaCl、MgCl2和Mg(NO3)2三種不同無機(jī)鹽溶液中的

2、電化學(xué)和自腐蝕性能，比較不同陽離子和不同陰離子對鎂電極性能的影響，為選擇合適的電解液體系提供了一個方向；同時，研究在電解液中分別添加錫酸鈉和硫脲兩種添加劑對鎂電極性能的影響，分析了不同性質(zhì)添加劑的緩蝕作用機(jī)理。從開路電壓、動電位掃描極化和恒流放電三個方面研究AP65鎂合金和純鎂電極電化學(xué)性能的區(qū)別。
　　 在此基礎(chǔ)上，又從改進(jìn)鎂自腐蝕的角度，將電解液體系換為非水體系，研究鎂電極在0.5M Mg(ClO4)2/DMF、0.5M M

3、g(ClO4)2/PC、0.5M Mg(ClO4)2/AN和0.5M Mg(ClO4)2/THF四種有機(jī)溶劑中的電化學(xué)性能，同時研究了合金電極Mg+Ga+X和AP65在0.5M Mg(ClO4)2/DMF溶液中的電化學(xué)性能。為了改善鎂電極在有機(jī)溶液中的放電性能，嘗試改變電極性質(zhì)，研究平板鎳、銅和泡沫鎳三種不同基底金屬上鎂的電沉積性能(電沉積液為EtMgBr/THF，1.0M)，通過恒壓極化比較基底電沉積后所得電極的放電性能。
　　

4、 研究結(jié)果表明，NO3-作為一種氧化性陰離子，會促進(jìn)鎂電極的鈍化，而不會對電極鈍化膜產(chǎn)生破壞作用，從而使得電極在含該離子溶液中的極化度增大，因此可以研究含有NO3-的一種復(fù)合電解質(zhì)溶液，改善鎂電極的電化學(xué)性能。當(dāng)在溶液中添加錫酸鈉或是硫脲時，均會抑制鎂電極的自腐蝕，但其起作用的方式有很大的不同。純鎂電極在所研究的四種有機(jī)溶液中表面極易生成鈍化膜，陽極極化嚴(yán)重，當(dāng)改為合金電極時，可以極大減小鈍化膜電阻，減緩陽極極化。同時發(fā)現(xiàn)鎂的電沉積和