【摘 要】
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铝空气电池作为绿色环保的新能源,具有比功率高、工作电压稳定、质量轻等优点,是一种较为理想的电池体系。然而金属铝在中性溶液中极易钝化,降低输出功率;在碱性溶液中又容易发生自腐蚀,降低了阳极的利用率。为了获得性能更好的阳极材料,本实验通过微合金化来活化铝阳极,提高其电化学性能;同时,添加超析氢过电位元素抑制析氢腐蚀,提高阳极利用率。Al-Mg-Zn-Ga-Sn合金作为阳极材料,设计4因素3水平的正交试
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铝空气电池作为绿色环保的新能源,具有比功率高、工作电压稳定、质量轻等优点,是一种较为理想的电池体系。然而金属铝在中性溶液中极易钝化,降低输出功率;在碱性溶液中又容易发生自腐蚀,降低了阳极的利用率。为了获得性能更好的阳极材料,本实验通过微合金化来活化铝阳极,提高其电化学性能;同时,添加超析氢过电位元素抑制析氢腐蚀,提高阳极利用率。Al-Mg-Zn-Ga-Sn合金作为阳极材料,设计4因素3水平的正交试验,同时添加一组A1（工业铝）-0.2Sn-0.15Ga-1Mg-1.5Sn合金以研究杂质元素Fe、Si的影响,共十组合金试样。阴极材料由催化层、导电集流网、防水透气层组成,催化层为MnO2:乙炔黑:活性炭:PTFE=3:1:4:2,防水透气层为乙炔黑:活性炭:PTFE:无水硫酸钠=1:1:6:2,电解液选择3mol/L的NaOH溶液。通过开路电位、极化曲线、腐蚀速率和腐蚀形貌,研究合金元素、杂质元素、退火工艺等对铝合金阳极的电化学性能影响。组装好铝空气电池,实时监测电池装置的放电电压、电流以及电解液温度、PH的变化规律。综合研究电池的放电性和稳定性,以便选出最佳的铝空气电池阳极材料。实验结果如下:（1）退火工艺有利于铝合金开路电位负移,提高了合金的放电能力;（2）经过退火处理的铝合金阳极,其腐蚀速率较未退火的要小;（3）退火和未退火的铝合金阳极放电都比较稳定,电压分别在1.7V～1.85V和1.8V～1.94V 之间;（4）Fe、Si杂质元素会加重铝合金的腐蚀,导致阳极利用率下降;（5）退火后的 Al-0.05Ga-0.6Sn-1.5Zn-0.6Mg 合金开路电位（-1.883V）最负,放电能力强,且腐蚀速率（0.003889 mg/（cm2·min））小,阳极利用率高;其稳定放电电压在1.75V～1.81V之间,腐蚀形貌均匀,是最佳的阳极材料。
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