本文概述了碱性锌基电池的种类及研究现状,分析了锌电极在碱性溶液中的性质及存在的问题,综述了解决碱性锌基电池阳极问题的主要方法和途径。在此基础上,对碱性介质中锌电极的电化学行为与筛选出的三种缓蚀剂——两种咪唑类化合物和PbCl2进行了研究。本文选用两种咪唑类化合物(苯并咪唑和6-硝基苯并咪唑)和一种铅盐(PbCl2)作为金属锌在氢氧化钾溶液中的缓蚀剂。通过失重法、动电位极化曲线、交流阻抗谱(EIS)、循环伏安曲线(CV)、现代表面分析技术(SEM)、电流-时间曲线以及量子化学计算方法研究上述三种物质对金属锌在碱性介质中电化学性能的影响。研究的主要结果如下:在常温条件下,两种咪唑化合物的浓度大于一定值后,对低浓度的氢氧化钾溶液中的锌腐蚀均具有较好的抑制作用,但是当两种咪唑化合物浓度较低时,缓蚀作用不明显,两种咪唑化合物对锌的缓蚀效率随着它们浓度的增加而增加。两种咪唑化合物都属于阳极型缓蚀剂,并且两种缓蚀剂在碱性锌电极表面的吸附均符合Langmiur等温吸附模型。本文还研究了两种咪唑化合物的缓蚀效率与温度的关系,结果表明,苯并咪唑的缓蚀效果受温度的影响较弱,而6-硝基苯并咪唑随着温度的升高,缓蚀效率降低。但是,当碱液浓度升高后,两种缓蚀剂都不能够表现出理想的缓蚀性能。应用电流-时间测量技术研究发现,在碱性锌电极的充电过程中,当Pb2+浓度小于0.1g/L时,Pb2+能有效地抑制锌枝晶的产生,且不会对碱性锌电极的充电效率产生明显的影响。当阴极极化过电位η≥-100mV时,6-硝基苯并咪唑在较低浓度时对碱性锌电极腐蚀的抑制效果反而更好,而随着苯并咪唑浓度的增加,其对锌枝晶的抑制作用有所提高。吸附热力学及吸附动力学研究表明:6-硝基苯并咪唑分子在锌表面的吸附是物理吸附与化学吸附共同作用的结果,随着6-硝基苯并咪唑浓度的增加,表观活化能也增大;而苯并咪唑分子在锌表面的吸附是以共价键作用为主的化学吸附,随着苯并咪唑浓度的增加,表观活化能先增大后减小。咪唑类化合物在碱性锌电极表面吸附改变了锌的腐蚀历程,缓蚀剂浓度变化能够引起吸附层性质的改变,这是导致锌腐蚀历程改变的决定性因素。量子化学计算表明,两种咪唑类化合物分子在金属表面能够形成稳定的吸附膜;铅在锌电极上沉积的密度泛函研究结果表明,铅原子在锌表面吸附后体系的能量总体都比锌原子在锌表面吸附后体系的能量低,说明在不考虑外界环境影响时,铅原子在锌表面形成的吸附比锌原子在锌表面形成的吸附更加稳定。