【摘要】：鎂電池是一種廉價、安全、環(huán)保及高性能新能源電池。但鎂電池的許多問題限制了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),如鎂的化學(xué)活性,在中性和酸性條件下,鎂與水劇烈反應(yīng),并放出氫氣,使電極利用率降低,并給電池的組裝帶來困難;缺乏適當(dāng)?shù)膫鲗?dǎo)Mg2+的非水介質(zhì);經(jīng)過放電后就失去良好的存儲能力,因此不能滿足長時間間歇性使用的要求等。鎂電池放電中還存在一個較為普遍的現(xiàn)象——“電壓滯后”,這使得電池在放電初期有一個較大的滯后時間和電位降,其嚴(yán)重影響了鎂電池的放電。其解決方法主要集中在電極表面處理;尋找更適合的電解液;使用加工技術(shù)改變鎂合金成分等,但鮮有學(xué)者使用脈沖法來解決該問題,因此,利用脈沖法來降低電壓滯后具有重要的意義。論文通過研究鎂合金作為負(fù)極在Mg SO4溶液中的滯后情況,利用單脈沖法和雙脈沖法來減少滯后。利用開路電位測試、交流阻抗測試、多電流階躍、掃描電鏡等方法對鎂合金滯后及其加載脈沖后表面膜層進(jìn)行了深入研究。結(jié)果表明,AZ21鎂合金在Mg SO4溶液中浸泡5天后,其滯后時間隨著放電電流密度的增加而減小,當(dāng)放電電流密度為1.5 m A/cm2時,滯后時間長達(dá)10 s;2.5 m A/cm2為4.2s;6 m A/cm2為2.2 s。加載單脈沖(100 ms-50 m A),放電電流密度為1.5 m A/cm2和2.5 m A/cm2時,滯后時間均縮短至0.2 s,電位降分別為4.53 V和3.83 V。單脈沖(100 ms-10 m A),放電電流密度為6 m A/cm2時,滯后時間縮短至0.1 s,電位降為4.07 V。實驗結(jié)果表明加載脈沖是減小滯后的有效手段,但存在脈沖電位降過高的問題。采用雙脈沖電流法可對此進(jìn)行改善,結(jié)果表明當(dāng)脈沖條件為(5 m A-100ms)-(25 m A-100 ms),放電電流1.5 m A和2.5 m A時,滯后時間均較短,電位降有所降低。將該條件運(yùn)用在Mg(NO3)2溶液中,得到的放電曲線較平穩(wěn),滯后時間短,電位降小,說明雙脈沖電流法是解決電壓滯后的較有效的手段。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.1

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本文編號：2570955