溶氧型海水電池由于具有良好的環(huán)境適應(yīng)性和放電穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用在海洋探測領(lǐng)域中,它主要由鎂合金負極和溶氧正極構(gòu)成。鎂合金是一種優(yōu)秀的電極材料,但是應(yīng)用在海水電池中時存在自腐蝕過快和利用率較低的問題。而溶氧正極的放電性能極易受環(huán)境因素的干擾。本文從這兩個問題出發(fā),一方面對鎂合金負極進行錫酸轉(zhuǎn)化處理和硅烷化處理,目的是提高合金的耐腐蝕性進而提高電極利用率,研究了兩種膜層對鎂合金負極物理化學性能和電化學性能的而影響;同時對溶氧正極的組成和影響電池放電的因素進行了探究。采用浸漬法成功在鎂合金表面制備了淺灰色錫酸轉(zhuǎn)化膜,膜層的微觀形貌為微米級球狀顆粒堆積結(jié)構(gòu),可以有效隔絕基體與腐蝕介質(zhì)的接觸從而起到緩蝕作用。通過對溶液組成和工藝參數(shù)進行單一因素實驗和正交試驗,得到了錫酸轉(zhuǎn)化的最佳工藝條件,研究表明,轉(zhuǎn)化處理后的鎂合金耐腐蝕性相比裸鎂合金有了很大的提高。對鎂合金與正極材料組成的海水電池進行恒流放電測試,結(jié)果表明轉(zhuǎn)化處理后的鎂合金負極放電比容量為1621.68 m Ah/g,較裸鎂合金1190.1 m Ah/g的比容量提高了36%,電極利用率提高了15%。對鎂合金表面的錫酸膜進行了硅烷化處理,在鎂合金...

【文章來源】： 哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究目的
    1.2 海水電池的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大功率海水電池
        1.2.2 溶氧型海水電池
    1.3 海水電池負極材料的研究進展
        1.3.1 鎂合金負極材料的缺陷
        1.3.2 Mg-Al系鎂合金負極材料
        1.3.3 Mg-Hg-Ga系鎂合金負極材料
        1.3.4 其它鎂合金負極材料
    1.4 海水電池正極材料的研究進展
    1.5 鎂合金負極表面錫酸膜和硅烷膜的研究進展
        1.5.1 鎂合金負極表面錫酸膜的研究進展
        1.5.2 鎂合金負極表面硅烷膜的研究進展
    1.6 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 試驗內(nèi)容及分析方法
    2.1 試驗藥品及儀器設(shè)備
        2.1.1 試驗藥品
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 海水電池的組成和結(jié)構(gòu)
        2.2.1 溶氧正極的制備
        2.2.2 電池組裝
    2.3 材料結(jié)構(gòu)和物理性能表征
        2.3.1 鎂合金膜層微觀形貌與元素成分測試
        2.3.2 鎂合金膜層相結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 靜態(tài)接觸角測試
    2.4 化學性能與電化學性能測試
        2.4.1 硫酸銅點滴實驗
        2.4.2 開路電位-時間曲線測試
        2.4.3 電化學阻抗譜測試
        2.4.4 動電位極化曲線測試
        2.4.5 電池恒流放電測試
第3章 鎂合金錫酸膜和錫酸-硅烷膜的性能研究
    3.1 引言
    3.2 浸漬法制備錫酸轉(zhuǎn)化膜的工藝研究
        3.2.1 浸漬法制備錫酸轉(zhuǎn)化膜
        3.2.2 錫酸鈉濃度的影響
        3.2.3 乙酸鈉濃度的影響
        3.2.4 焦磷酸鈉濃度的影響
        3.2.5 氫氧化鈉濃度的影響
        3.2.6 轉(zhuǎn)化溫度的影響
        3.2.7 轉(zhuǎn)化時間的影響
        3.2.8 正交實驗
    3.3 錫酸膜對鎂合金負極性能的影響
        3.3.1 錫酸膜對鎂合金負極微觀性質(zhì)的影響
        3.3.2 錫酸膜對鎂合金負極耐腐蝕性的影響
        3.3.3 錫酸膜對鎂合金負極疏水性的影響
        3.3.4 錫酸膜對鎂合金負極放電性能的影響
    3.4 錫酸-硅烷膜的制備及其對鎂合金負極性能的影響
        3.4.1 錫酸-硅烷復合膜層的制備
        3.4.2 復合膜對鎂合金負極微觀形貌的影響
        3.4.3 復合膜對鎂合金負極耐腐蝕性的影響
        3.4.4 復合膜對鎂合金負極疏水性的影響
        3.4.5 復合膜對鎂合金負極放電性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 正極組分與影響電池放電因素的研究
    4.1 引言
    4.2 溶氧正極組分的研究
        4.2.1 電極粘結(jié)劑的選擇與研究
        4.2.2 電極導電劑的選擇與研究
    4.3 其它因素對電池性能的影響
        4.3.1 放電電流密度對電池性能的影響
        4.3.2 電極間距對電池性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 經(jīng)濟成本分析
    5.1 引言
    5.2 錫酸轉(zhuǎn)化&硅烷化工藝的技術(shù)分析
        5.2.1 鎂合金轉(zhuǎn)化膜的技術(shù)現(xiàn)狀
        5.2.2 錫酸轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)與市場分析
        5.2.3 硅烷化工藝技術(shù)與市場分析
    5.3 海水電池經(jīng)濟成本核算
        5.3.1 錫酸轉(zhuǎn)化工藝的生產(chǎn)成本分析
        5.3.2 硅烷化處理成本分析
        5.3.3 溶氧正極制備的成本分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和其它成果
致謝



本文編號：3482853