鎂空氣電池電極材料及電解液的優(yōu)化.pdf

1、本文通過浸漬還原法合成了用炭黑以及碳凝膠負(fù)載的鉑基催化劑，并用 XRD、ICP、TEM、ICP等手段對其進(jìn)行了表征。相關(guān)的電化學(xué)測試包括在堿性介質(zhì)中的循環(huán)伏安測試、掃描電化學(xué)顯微鏡的線掃描測試和組裝成鎂空氣電池進(jìn)行的放電曲線測試。這些測試均表明：與本文中的其它催化劑相比，碳凝膠負(fù)載的Pt-Zn催化劑具有最高的氧還原催化活性。使用這種催化劑后，用厚度為0.1mm的AZ31箔片作為負(fù)極材料、3.5wt.％氯化鈉溶液作為電解液時(shí)，以5mA c

2、m-2放電時(shí)的鎂空氣電池的比容量可以高達(dá)1349.5mAh g-1。Pt-Zn/CA的高性能是因?yàn)殇\的摻入形成了富鉑的表面，產(chǎn)生了更多d軌道空穴，并減輕了浸出的問題。另一方面，使用碳凝膠作為載體大大地增大了比表面積。
　　本文嘗試使用多種無機(jī)溶液作為鎂空氣電池的電解液，包括氯化鈉、硝酸鎂、硝酸鈉、氯化鎂以及氫氧化鈉堿溶液并測定了鎂合金在其中的動(dòng)電位極化曲線。本文還在這些電解液中，用純鎂負(fù)極和以商用Pt/C作為催化劑的空氣正極組裝成

3、鎂空氣電池，在0.9mA cm-2的電流密度下進(jìn)行放電測試。測試結(jié)果表明，在這些溶液中，3.5wt.%的NaCl溶液最適合作為鎂空氣電池的電解液。另外，本文在此基礎(chǔ)上在3.5wt.%氯化鈉溶液中分別嘗試添加1wt.%的緩蝕劑六次甲基四胺、錫酸鈉，發(fā)現(xiàn)這兩種試劑都能有效地提高鎂空氣電池的放電平臺電壓和比容量。
　　本文研究了多種鎂合金負(fù)極材料，包括鑄態(tài) NZ30K、鑄態(tài)GW103K和擠壓態(tài)GW83K，以及傳統(tǒng)材料鑄態(tài)AZ31和鑄態(tài)純

4、鎂，通過 XRD、SEM等手段對一些鎂合金進(jìn)行了成分結(jié)構(gòu)和組織形貌的表征。由放電曲線可以直觀地反映出負(fù)極材料放電的能力。電池的放電測試結(jié)果表明，NZ30K的放電比容量和穩(wěn)定性都特別差，不適合作為鎂空氣電池負(fù)極材料應(yīng)用。GWK系列鎂合金的表現(xiàn)相比純鎂略有提高，而AZ31鎂合金片在3.5wt.%氯化鈉溶液中以商業(yè)Pt/C為催化劑時(shí)，比容量高達(dá)1083.36 mAh g-1，非常適合作為鎂空氣電池負(fù)極材料。為了研究鎂合金的耐腐蝕性能和其作為鎂