鋁空氣電池具有僅次于鋰空氣電池的理論比能量(8.14k W·h·kg^-1),具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,放電過(guò)程中鋁陽(yáng)極不均勻消耗和鋁殘?jiān)漠a(chǎn)生,導(dǎo)致電池存在穩(wěn)定性和安全性的問(wèn)題,另一方面,電池的間歇性能差,嚴(yán)重限制了鋁空氣電池的產(chǎn)業(yè)化。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文分別從改善電流分布、設(shè)計(jì)過(guò)濾層和待機(jī)保護(hù)介質(zhì)幾方面開(kāi)展優(yōu)化和研究,達(dá)到陽(yáng)極腐蝕更均勻、阻截鋁殘?jiān)�、降低待機(jī)狀況下的自腐蝕的效果,改善電池的放電的穩(wěn)定性、安全性,提高電池的間歇性能。改善電流密度的研究主要通過(guò)極耳位置的設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)并制備了偏極耳、中極耳和正中極耳三種位置的鋁陽(yáng)極,并通過(guò)COMSOL Multiphysics?軟件對(duì)陽(yáng)極表面的電位分布和一次電流密度分布進(jìn)行了模擬計(jì)算,表明正中極耳使陽(yáng)極表面電位和電流密度分布更加均勻。電化學(xué)測(cè)試表明,三種極耳位置中,正中極耳鋁合金陽(yáng)極具有最優(yōu)異的電化學(xué)性能,最負(fù)的開(kāi)路電位,腐蝕速率最低(6.27 m A·cm^-2),具有更好的耐蝕性;與偏極耳相比,使用正中極耳鋁合金陽(yáng)極的電池具有優(yōu)異的大電流放電性能,在100 m A·cm^-2<... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 鋁空氣電池概述
    1.3 鋁空氣電池關(guān)鍵組成
        1.3.1 鋁合金陽(yáng)極
        1.3.2 空氣電極的催化劑
        1.3.3 電解液
    1.4 鋁空氣電池待機(jī)保護(hù)研究
    1.5 鋁空氣電池自腐蝕問(wèn)題研究
        1.5.1 電解液添加劑改進(jìn)耐蝕性
        1.5.2 鋁合金陽(yáng)極處理改進(jìn)耐蝕性
        1.5.3 其他改進(jìn)方式
    1.6 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器設(shè)備
    2.2 鋁空氣電池單體的制備與組裝
        2.2.1 鋁合金陽(yáng)極的制備
        2.2.2 C/Ag空氣電極的制備
        2.2.3 堿性電解液的制備
        2.2.4 鋁空氣電池單體的組裝
    2.3 電化學(xué)性能測(cè)試
        2.3.1 鋁合金陽(yáng)極開(kāi)路電壓的測(cè)試
        2.3.2 鋁合金陽(yáng)極線性極化曲線測(cè)試
        2.3.3 鋁合金陽(yáng)極Tafel曲線測(cè)試
        2.3.4 鋁合金陽(yáng)極恒流極化曲線的測(cè)試
        2.3.5 鋁合金陽(yáng)極電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試
        2.3.6 鋁空氣電池放電性能測(cè)試
        2.3.7 鋁空氣電池間歇放電性能測(cè)試
    2.4 物理性能表征
        2.4.1 X射線粉末衍射分析(XRD)
        2.4.2 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)
    2.5 失重法測(cè)試腐蝕速率
    2.6 電極電位與電流密度分布模擬方法
第3章 鋁合金陽(yáng)極耐蝕性的研究
    3.1 引言
    3.2 鋁合金陽(yáng)極自腐蝕速率的研究
    3.3 極耳位置分布的研究
        3.3.1 極耳位置設(shè)計(jì)
        3.3.2 鋁合金陽(yáng)極表面電流密度分布的研究
        3.3.3 極耳位置對(duì)鋁合金陽(yáng)極電化學(xué)性能的影響
        3.3.4 極耳位置對(duì)鋁空氣電池放電性能的影響
    3.4 全覆蓋式過(guò)濾層的研究
        3.4.1 全覆蓋式過(guò)濾層材料的選擇
        3.4.2 全覆蓋式過(guò)濾層對(duì)電池性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鋁空氣電池待機(jī)保護(hù)介質(zhì)的研究
    4.1 引言
    4.2 鋁陽(yáng)極連續(xù)放電與間歇性放電性能研究
    4.3 待機(jī)保護(hù)方法的研究
        4.3.1 待機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
        4.3.2 不同待機(jī)保護(hù)方法對(duì)放電性能的影響
        4.3.3 鋁合金陽(yáng)極在醋酸溶液中的電化學(xué)行為研究
    4.4 待機(jī)保護(hù)介質(zhì)對(duì)陽(yáng)極與空氣電極的影響
        4.4.1 鋁合金陽(yáng)極在不同待機(jī)保護(hù)介質(zhì)中的電化學(xué)性能研究
        4.4.2 待機(jī)保護(hù)介質(zhì)對(duì)空氣電極毒害性的研究
        4.4.3 擴(kuò)散層與催化層的SEM測(cè)試
    4.5 待機(jī)保護(hù)介質(zhì)對(duì)電池間歇性能的影響
        4.5.1 不同待機(jī)保護(hù)介質(zhì)對(duì)電池放電性能的影響
        4.5.2 待機(jī)保護(hù)介質(zhì)間歇性能差異的分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]鋁空氣電池關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 王誠(chéng),邱平達(dá),蔡克迪,肖堯,楊蕊,左朋建.  化工進(jìn)展. 2016(05)

博士論文
[1]全固態(tài)聚合物鋁空氣電池研究[D]. 張昭.吉林大學(xué) 2014

碩士論文
[1]鋁空氣電池電解液添加劑的研究[D]. 許超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]鋁空氣電池陽(yáng)極緩蝕與鹽藻絮凝采收耦合工藝研究[D]. 劉青.廈門大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3195506