铝-空气电池的基础研究

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1、万方数据中图分类号!Q152UDC28硕士学位论文学校代码!Q53三密级．．坌珏铝一空气电池的基础研究BasicresearchoftheAluminum,airbattery作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：熊亚琪冶金工程冶金物理化学化学化工学院刘常青教授论文答辩日期丝!兰生圭旦多曰答辩委员会主席主叁退中南大学2014年5月万方数据学位论文原创性声明Y2686955IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII

2、本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

3、究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。作者签名：盈墨型日期：啦年羔月当日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校可以将

4、本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：垒亚旌日期：卫牡年里月辱日导师签名雅导师签名型峰亟日期：趁152年上月丑日万方数据中南大学硕士学位论文摘要铝．空气电池的基础研究摘要：目前铝一空气电池的研究工作还面临一些问题，第一是对铝．空气电池的电化学基础研究工作不足；第二是现有电池多为正负极一体化结构，这导致氧扩散对铝负极的影响难以消除；第三是铝一空气电池的电动势一直低于理论值，这个现象的原因未能解释清楚，还有铝．水体系中

5、的铝负极放电理论也研究不足。为解决以上问题，今围绕着电化学基础研究做了以下几点工作。1)对空气正极的研究。首先，加入阴离子交换膜去改进空气正极的结构，结果显示，这样能防止空气正极的氧气扩散到铝负极从而产生干扰；其次，试验了三种不同材料作为空气正极的集流体，结果表明采用碳毡集流体效果最好；最后，比较了空气正极和铝负极电势各自偏离理论值的大小，结果表明铝．空气电池的实际电动势之所以远低于理论电动势的原因是铝负极的严重极化。2)对铝负极的研究。首先，考察了除去铝负极表面氧化膜前后铝负极电势的变化，结果表明该电势变化不大

6、，氧化膜不是导致铝负极发生极化的原因；其次，讨论了铝的电化学腐蚀对铝的电极电势的影响，提出了铝．水体系中铝的电化学腐蚀导致铝负极极化偏移理论，实验结果显示，极化偏移理论符合实际，控制实验环境在低氧状态下，氢离子去极化腐蚀是铝负极的严重极化的原因；最后，补充了中性电解质溶液中铝稳定电极电势的快速切入实验测定。3)对组装而成的整体铝．空气电池的研究。组装完成了采用实用原型离子膜空气电极的铝一空气电池，其放电测试结果显示，在lmA恒流放电时电池的放电电势下降很快，可能的原因是电池正负极活性物质并没有得到充分激活，放电时

7、电极极化较大，让电池放电半小时后放电容量达到0．502mAh，电池放电远没有达到放电极限，可见电池容量很大，符合理论计算。关键词：铝一空气电池：铝负极；空气正极；E-pH图分类号：TQl52万方数据中南大学硕士学位论文ABSTRACTBasicresearchoftheAluminum—airbatteryAbstract：Currently,aluminum．airbatteryresearchstillfacessomeproblems．Firstly,aluminum-airbatteryelectroch

8、emistrylacksofbasicresearchwork；Secondly,currentbatteriesisintegratedstructure，whichleadstoanegativeimpacttothealuminumelectrodebyoxygendiffusion；Thirdly,thereasonofaluminum—airbatteryelectromotiveforcealwayslowerthanthetheoreticalvalueiSnotclear．andthetheory

9、ofaluminumcathodedischargetheoryinaluminum—watersystemisnotveryclear．Tosolveaboveproblems，theseworkshasbeendone：1)StudyofAircathode：Firstofall，addedanionexchangemembraneintoaircathodestru