酸性的膠體鉛蓄電池的特點(diǎn)[1],引起了人們很大的興趣,但堿性膠體電解質(zhì)的研究報(bào)道較少。鋁空氣電池有許多優(yōu)點(diǎn)[2],25%的聚丙烯酸(PAA)剛好能使4moL/LKOH生成膠體,且鋁的腐蝕小,但與自由堿溶液相比,鋁陽(yáng)極的極化程度增大[3],因?yàn)镻AA的含量影響電解質(zhì)擴(kuò)散,故應(yīng)減小其含量。本文作者將PAA濃度降到2%,用聚乙烯醇(PVA)和Ｎa3PO4作添加劑,對(duì)鋁陽(yáng)極在堿性膠體電解質(zhì)中的性能進(jìn)行了研究。
1實(shí)驗(yàn)
電極:①研究電極為鋁(99999%,Ф100mm),將其一端表面裸露,其余用環(huán)氧樹(shù)脂密封,分別用1200號(hào)、2000號(hào)、3000號(hào)金相砂紙打磨,然后用乙醇除油;②輔助電極為石墨;③參比電極為HgO/Hg,4moL/LKOH。試劑:KOH、Ｎa3PO4(AR),PAA、PVA(工業(yè)品)。儀器:用LK98BⅡ(天津產(chǎn)),測(cè)量鋁陽(yáng)極的線性掃描伏安曲線(1mV/s)、TafeL曲線(1mV/s)、電位變化曲線以及開(kāi)路電位Eocp;用CHI660A(美國(guó)產(chǎn))測(cè)量堿性膠體電解質(zhì)的電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)溫度為30℃。
2結(jié)果與討論
21添加劑PVA的影響
211腐蝕性能
圖1為AL在“4moL/LKOH+2%PAA+x%PVA”中的TafeL曲線。
顯然:①隨著PVA含量的增加,鋁的腐蝕電流密度降低,這是因?yàn)楦叻肿覲VA對(duì)氫陰極還原時(shí)水的擴(kuò)散有阻礙作用,鋁電極的自放電會(huì)明顯減小;②剛成為膠體時(shí),膠體電解質(zhì)“4moL/LKOH+2%PAA+2%PVA”的腐蝕速度(Jcorr=475mA/cm2)小于膠體電解質(zhì)“4moL/LKOH+25%PAA”(Jcorr=509mA/cm2),如表1所示。
212極化程度及開(kāi)路電位
在“4moL/LKOH+2%PAA”溶液中,隨添加劑PVA含量的遞增,鋁的極化程度增大(見(jiàn)圖2a)。
這可能是高分子添加劑使K+和OH-的電遷移將變得困難,但添加量過(guò)小將影響膠化。剛好使“4moL/LKOH+2%PAA”溶液成為膠體時(shí)PVA的最佳濃度為2%;同時(shí)PVA使鋁的開(kāi)位電位都負(fù)移,且鋁在“4moL/LKOH+2%PAA+2%PVA”中的開(kāi)路電位負(fù)移程度最大(見(jiàn)表1)。
