鋁在KOH甲醇-水溶液中的腐蝕與電化學(xué)行為研究.pdf

1、鋁是一種性能優(yōu)良的電化學(xué)能源體系的陽(yáng)極材料。它電化學(xué)當(dāng)量高，電極電位負(fù)，對(duì)環(huán)境友好，價(jià)格低廉，具有廣闊的發(fā)展前景。在強(qiáng)堿性溶液中，鋁具有良好的陽(yáng)極溶解性能(放電性能)，但其自腐蝕嚴(yán)重，釋放出大量氫氣，嚴(yán)重降低了鋁陽(yáng)極的庫(kù)侖效率和材料利用率，并引發(fā)了安全問(wèn)題。因此，如何在保持堿性鋁陽(yáng)極電化學(xué)活性的同時(shí)，有效地抑制其自腐蝕，已成為堿性鋁電池進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。本文主要研究了表面處理和添加劑對(duì)鋁在KOH甲醇—水溶液中腐蝕和電化學(xué)行為的影響。

2、r>　　 第一章中，主要概述了鋁作為陽(yáng)極材料的歷史發(fā)展及各種鋁電池，簡(jiǎn)要闡述了鋁在堿性溶液中的電化學(xué)行為機(jī)理以及合金元素和緩蝕劑對(duì)鋁陽(yáng)極行為的影響。
　　 第二章中，簡(jiǎn)單介紹了整個(gè)工作的總體思路和研究方案。
　　 第三章中，首先研究了表面處理對(duì)鋁在KOH甲醇—水溶液中的腐蝕和電化學(xué)行為的影響。實(shí)驗(yàn)表明：在含0.1 mol·L—1 NaOH，0.02 mol·L—1 Na2SnO3·4H2O，0.015mol·L—1 C

3、H3COONa和0.02 mol·L—1 Na4P2O7·10H2O的混合溶液浸泡30 min后，鋁電極的電化學(xué)性能有了很大改進(jìn)。在含水量30％的4 mol．L—1 KOH甲醇—水溶液中，表面處理過(guò)的鋁電極的析氫腐蝕電流密度為1.12 mA·cm—2，遠(yuǎn)小于純鋁電極5.01 mA．cm—2之的腐蝕電流密度。在20 mA·cm—2電流密度下，表面處理后的鋁電極放電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)70 min，而純鋁電極卻只有15 S。在前述研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研

4、究了錫酸鈉作為電解液添加劑對(duì)表面處理鋁電極性能的影響。具有高析氫過(guò)電位的金屬錫，通過(guò)在鋁電極表面的沉積，可以減緩鋁陽(yáng)極在電解液中的腐蝕，同時(shí)能夠有效地抑制鋁陽(yáng)極表面形成致密的鈍化膜，從而提高其陽(yáng)極活性。在電解液中加入0.0015 mol·L—1 Na2SnO3·4H2O后，在50 mA·cm—2電流密度下，表面處理電極的放電時(shí)間可達(dá)25 h，放電電壓保持在—1400 mV左右，腐蝕電流密度為0.823mA·cm—2。
　　 第四

5、章中，主要研究了在不同溫度下熱處理對(duì)表面處理過(guò)的鋁電極在堿性溶液中的電化學(xué)行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)300℃熱處理的鋁電極顯示了明顯改進(jìn)的放電性能。在含0.005 mol·L—1 Na2SnO3·4H2O的含水量30％的4.0 mol·L—1KOH甲醇—水溶液中，300℃熱處理后的鋁電極的腐蝕電流密度為1.20mA·cm—2，盡管比未熱處理前(1.02 mA·cm—2)稍微有所增大，但是在50 mA·cm—2電流密度下，它的放電時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5