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金属空气电池阴极的研究与改进

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毕业论文范文题目：金属空气电池阴极的研究与改进，论文范文关键词：金属空气电池阴极的研究与改进
金属空气电池阴极的研究与改进毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：本文通过金属空气电池阴极(空气电极)原料的预处理、催化剂的选择和电极制备工艺的改进等手段,制备出了适于不同电解液条件的空气电极。通过XPS、XRD、SEM、极化曲线和Tafel曲线等分析测试手段,研究了原料表面官能团的变化情况、催化剂的晶型、电极的表面形貌和微观结构以及极化电位和交换电流密度等影响空气电极性能的诸多因素。结果表明:通过对空气电极原料进行预处理,可以大幅地改善空气电极的传质性能和极化性能。实验发现,颗粒细小且均匀的活性炭会（文章此处忽略..）与PTFE更好的粘合,这既为电极反应的传质架构了畅通的渠道,又提高了辊压制备空气电极的稳定性和同一性。活性炭处理的优选方式是气流粉碎处理,粒径在5μm以下时性能显著改善。电极极化性能测试显示,在电流密度为100mA/cm2时,电极极化电位比未经粉碎的低50mV。另外实验还发现,乙炔黑的表面能较低时,可以抑制电极工作时产生的HO2-对电极的不利影响,分析表明,乙炔黑的表面能的降低是由于表面官能团中极性最大的羧基(?COOH)含量减少造成的。用双氧水对乙炔（文章此处忽略..）黑进行浸泡处理,即可以减少羧基含量。结果显示,浸泡240h时乙炔黑表面能最低,用此乙炔黑制备的空气电极在电流密度为100mA/cm2时,极化电位为-250mV。针对工作于不同条件下的空气电极,负载不同的催化剂可以改善其电化学性能和寿命。在碱性条件下,空气电极采用不同的银化合物作为催化剂。实验发现20wt%AgI700℃分解后作为电催化剂比相同含量的AgNO3分解作为催化剂更利于HO2-的分解,在-250mV极化电压下,电流密度可达100mA/cm2。用5%的稀盐酸浸泡负载锰氧化物催化剂（此处忽略..）的空气电极24h可以减少锰向溶液中的脱溶,抑制了不溶物MnOOH·xH2O的生成。电极在稳定运行150h时,浸泡前后电解液中Mn2+浓度从6.84mg/L下降至0.32mg/L。在中性条件下,采用向MnCO3中加入HNO3溶液而制得碳载Mn(NO3)2作为催化剂的前驱体,经过340℃焙烧后制得MnOx/C电催化剂,对应的空气电极在-200mV极化电压下电流密度可达100mA/cm2。在电极制备工艺中以铜网作为集流体、减薄催化层至0.15mm,可以提高中性条件下空气电极的性能。碱性条件下,采用厚为（文章此处忽略..）0.08mm和0.15mm双层催化层可以增强电极的耐腐蚀性,延长寿命。采用加垫20目铜网压合的工艺可以增强电极的牢固性,同时还增加了其反应面积,电极在电流密度为100mA/cm2时,极化电位下降了90mV。用上述工艺制备出在碱性和中性条件下寿命分别超过650h和2000h的空气电极。

以上为本篇毕业论文范文金属空气电池阴极的研究与改进的介绍部分。

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