利用启普发生器原理解决金属空气电池的停机腐蚀问题

发布时间：2021-10-14 17:00

　　金属空气电池的负极与电解液在停机期间一直接触发生腐蚀反应,这严重影响了金属空气电池的保质期。通过对常规金属空气电池结构简单改进,利用启普发生器原理解决金属空气电池的停机腐蚀问题。以铝箔为负极搭建结构改进前后的金属空气电池单池进行间断性恒流放电来测试电池停机寿命,并通过失重实验、析氢损耗测试实验对电池负极的停机腐蚀情况进行定量研究。结果显示,当负极为0.25 mm厚铝箔时,金属空气电池结构改进前后的停机寿命分别为4和21 d;改进结构后的金属空气电池负极在相同时间内的停机腐蚀量远小于常规金属空气电池负极;对单池而言,产生固液分离所需的氢气只需要消耗约0.0380 g的铝,约为一般商用铝负极的0.038%。 

【文章来源】：应用化学. 2020,37(09)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

电池结构改进前后的停机状态对比图

结构改进后电池具体工作原理如下:电池工作时,如图2A所示,盖板开启,金属负极上端敞开,两侧电解液上端均连通空气,气压相同,故两侧电解液液面位于同一水平面,金属负极与电解液接触,电池回路闭合发生放电反应,进而电池处于工作状态。 电池停机时,如图2B所示,盖板关闭,金属负极上端封闭,金属负极与电解液发生反应生成H2,生成的H2聚集至负极上端,将负极侧的电解液压出负极所处空间,直至电解液不再接触负极,即不再反应生成H2为止,最终达到固液分离的状态,从而使停机状态下负极与电解液发生的析氢腐蚀停止。1 实验部分

图3 失重实验装置结构图本实验为对照实验,同时搭建两个上述实验装置,一个不封漏斗口,一个封漏斗口作为对照组,同时进行操作测量,实验操作步骤均如下:取打磨抛光好的铝块,洗净吹干后用游标卡尺测出铝块的长宽高,由此算出表面积,再用电子天平测出铝块的质量,然后根据上述搭建方法将实验装置搭建好,保持外部环境温度为25 ℃,加入4 mol/L NaOH水溶液将铝块完全浸没后开始计时,12 h后将铝块取出并置于铬酸溶液中,一段时间后取出洗净,再放入超声波清洗机中清洗,5 min后取出吹干,再次称量质量。结束后重复上述实验2次,整理所有数据。

【参考文献】：
期刊论文
[1]金属/空气电池的研究进展[J]. 朱明骏,袁振善,桑林,丁飞,刘浩杰.  电源技术. 2012(12)
[2]金属空气电池的发展及应用[J]. 许艳芳,郑克文.  舰船科学技术. 2003(01)



本文编号：3436511