铝空气电池电解液组分演化机理及新型絮凝剂研究

发布时间：2024-05-07 22:33

　　铝空气电池是以空气中的氧气作为正极活性物质、铝合金作为电池负极、盐或碱溶液作为电解质的高比能电池体系。铝空气电池的能量密度远高于锂离子电池,其原材料来源丰富,安全环保,是目前最有发展前景的金属空气电池之一。但是铝空气电池作为化学电源仍然存在很多问题,若要实现市场化、工业化,还需要了解电池性能下降的主要因素,并解决电池放电后期的产物分离问题。本文主要研究铝空气电池在放电过程中电解液组成演变,探索导致电导率下降的主要物质,为实现铝空气电池产物在线分离,改善电池性能提供方法依据。并对铝空气电池电解液絮凝剂进行研究,以降低放电产物Al(OH)3胶体在电池组内部地沉积,增强电解液的寿命。本文采用酸碱滴定、红外(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、核磁(NMR)等表征方法,研究了电解液在铝空气电池放电时的碱液浓度、离子形态、沉淀产物粒径这几个方面的变化。结果表明:电解液在放电过程中,电解液的NaOH浓度逐渐降低;电解液中的放电产物铝酸根离子浓度增加且种类变多,其中Al(OH)4-的含量始终为放电产物的主要成分,在这基础上随着电池放电过程的发生,电解液中会产生少量其他聚态的铝酸根离子;电解液中溶...

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【部分图文】：

图1-1金属-空气电池结构示意图[9]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-2-这使得电池安全性提高，成本降低。可称之为半燃料电池。金属空气电池的容量对负载和温度的没有过多的依赖性，放电电压平稳，且正极可以使用价格低廉的催化剂。因为金属空气电池所拥有的这些优势，使其受到特别的关注。金属空气电池由正极、电解液和负极组成，与一....

图1-2铝空气电池工作原理[27]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-图1-2铝空气电池工作原理[27]在电池工作过程中，正极的金属铝在反应中不断溶解，发生氧化反应；多孔的空气电极作为负极，空气中的氧气作为活性物质，在电解质、活性剂和催化剂的三相界面上发生还原反应。在整个过程中金属铝大量消耗，使化学能转变成电能。....

图2-1空气电极制备流程图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-15-续表通风橱BC-D北京斯尔福实验室设备有限公司超声波清洗机KQ-250DE昆山市超声仪器有限公司电化学分析仪CHI660E上海辰华仪器有限公司新威高精度电池测试系统CT-3008W-5V1A-10A深圳新威尔多科技有限公司X-射线衍射仪（XR....

图2-2铝空气电池测试装置图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-16-正常电池工作温度，减小温差引起的电池性能差异。2.3电池的装配空气电极和铝电极使用面积为100cm2（10×10cm2），如图2-2所示，空气电极和铝电极距离约为3mm，将铝电极和空气电极分别插入铝空气单体电池中，将电解液灌入一侧电解液槽中，....

本文编号：3967086