镁锂铝镧合金阳极电化学性能的研究

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1、镁锂铝镧合金阳极电化学性能的研究分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文硕士研究生：唐丹丹指导教师：吕艳卓副教授学科、专业：化学工程与技术论文主审人：陈猛教授哈尔滨工程大学2016年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文硕士研究生：唐丹丹指导教师：吕艳卓副教授学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2016年1月论文答辩日期：2016年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationf

2、ortheDegreeofM.EngElectrochemicalperformancesresearchofMg-Li-Al-LaalloyastheanodematerialCandidate:TangDandanSupervisor:AssociateProfessor.LvYanzhuoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyDateofSubmission:Ja

3、nuary,2016DateofOralExamination:March,2016University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由

4、本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本

5、论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要镁锂合金具有电极电位负、放电活性高、能量密度大、环境友好、安全可靠、造价低廉等优异特点，因此是一种理想的化学电源阳极材料，镁锂合金应用范围广泛，可作为镁-过氧化氢半燃料电池的阳极材料。然而，镁锂合金作为阳极材料也存在一些缺陷导致它应用的局限性，即放电时合金易发生自腐蚀析氢反应，引起电极的无功消耗，从而使阳极的利用率降低；容易产生“负差效应”，即随着放电

6、电位正移，析氢速率也增加，导致电极电流效率的降低；在合金表面容易形成钝化膜，使阳极放电活性下降等。本文为了改善镁合金放电性能，采用了两种方法：第一，提高镁合金中Li元素的含量；第二，向电解液中加入电解质添加剂以提高合金抗腐蚀性能及放电活性。本论文中以动电位极化法、恒电位氧化法和电化学阻抗谱法对Mg-5Li-3Al-1La及Mg-8Li-3Al-1La合金电极放电性能进行研究，采用扫描电镜法对合金电极放电后的表面形貌进行分析，利用X射线衍射法对放电产物成分进行研究分析。Li元素含量的增加对镁锂铝镧合金起

7、到一定的“活化”作用，使其放电活性得到显著提高，同时，电流效率也有所提高，即提高了合金的利用率。研究并讨论了氟化钠和六次甲基四胺作为电解质添加剂对以上两种合金电极电化学性能的影响，并且选出能使电极放电性能达到最佳效果的添加剂浓度。对于Mg-5Li-3Al-1La电极，氟化钠的最佳浓度为1mmol·L-1，六次甲基四胺的最佳浓度为0.8mmol·L-1；对于Mg-8Li-3Al-1La电极，氟化钠的最佳浓度为2mmol·L-1，六次甲基四胺的最佳浓度为1mmol·L-1。在电解液中分别添加最佳浓度的氟化

8、钠和六次甲基四胺以后，Mg-5Li-3Al-1La和Mg-8Li-3Al-1La两电极的放电电流密度均有所提高，自腐蚀速率下降，并且“滞后效应”也得到改善，这说明氟化钠与六次甲基四胺都是有效的添加剂，既在两种合金的放电过程中起到“活化”的作用，又对其在自腐蚀过程中产生“缓蚀”的效果。关键词：镁锂合金；阳极材料；电化学性能；电解质添加剂；耐腐蚀哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractMagnesiumlithiumalloyssystemshavethe