碱性动力电池铝合金阳极缓蚀剂的研究

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本文研究了一种新型铝合金阳极材料在含不同缓蚀剂的碱性电解液中的电化学行为。目的在于通过分析研究,得到一种优良缓蚀剂,使铝合金阳极在电解液中既有较好的电化学活性,能够积极参与放电,同时还拥有良好的耐腐蚀性能,以降低阳极自身的析氢腐蚀。实验采用析氢测量法、计时.电位法(E-T曲线)、动电位扫描法(Tafel曲线)、扫描电镜分析(SEM)等分析测试方法研究了该阳极材料在80℃,添加不同缓蚀剂的5mol/L NaOH电解液中的耐蚀性能及电化学性能。结果表明: 1.本文所选用的新型铝合金阳极材料具有良好的电化学活性,大电流密度放电时,稳定工作电位达-1.560V,电极电位较负,能满足电池大电流密度放电的要求;但在本实验电解液体系下,其析氢腐蚀较为严重,析氢速率高达1.604mL/min·cm<2>; 2.K<,2>MnO<,4>是本实验体系中综合性能较好的单一缓蚀剂,当其浓度为1.2mmol/L时,铝合金阳极析氢速率最小,为0.442mL/min·cm<2>,此时阳极电极电位较负,为-1.578V; 3.Na<,2>SnO<,3>在减缓阳极析氢腐蚀、降低阳极析氢速率方面作用突出,当其浓度为5mmol/L时,铝合金阳极析氢速率最小,为0.352mL/min-cm<2>; 4.柠檬酸钙在减小极化、活化阳极方面效果显著,当其含量为15%(叭)时,铝合金阳极电极电位为-1.698V,负移量达138mV; 5.虽然单组元缓蚀剂各有特色,但并不能满足碱性动力电池的技术要求,为此对缓蚀剂进行改性,形成的新型改性缓蚀剂GFH在保证铝合金阳极良好耐蚀性能的同时,又能使铝合金阳极具有较好的电化学活性。当GFH含量为4%(wt)时,缓蚀剂缓蚀效率高达85.58%,铝合金阳极析氢速率仅为0.241 mL/min·cm<2>,电极电位为-1.660V,比未加缓蚀剂时负移了100mV,说明改性复合缓蚀剂GFH是铝合金阳极在高温强碱性电解液中的优良缓蚀剂; 6.经一定的表面涂层处理后,铝合金阳极在80℃,添加GFH缓蚀剂的5mol/LNaOH电解液中的析氢速率为0.184 mL/min·cm<2>,电解液体系缓蚀效率高达89.59%,且经表面处理后试样的电极电位仍然较负,达-1.632V,说明表面涂层处理工艺是提高铝合金阳极材料在高温强碱性电解液中综合性能的有效方法。
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