酸性的胶体铅蓄电池的特点[1],引起了人们很大的兴趣,但碱性胶体电解质的研究报道较少。铝空气电池有许多优点[2],25%的聚丙烯酸(PAA)刚好能使4moL/LKOH生成胶体,且铝的腐蚀小,但与自由碱溶液相比,铝阳极的极化程度增大[3],因为PAA的含量影响电解质扩散,故应减小其含量。本文作者将PAA浓度降到2%,用聚乙烯醇(PVA)和Ｎa3PO4作添加剂,对铝阳极在碱性胶体电解质中的性能进行了研究。
1实验
电极:①研究电极为铝(99999%,Ф100mm),将其一端表面裸露,其余用环氧树脂密封,分别用1200号、2000号、3000号金相砂纸打磨,然后用乙醇除油;②辅助电极为石墨;③参比电极为HgO/Hg,4moL/LKOH。试剂:KOH、Ｎa3PO4(AR),PAA、PVA(工业品)。仪器:用LK98BⅡ(天津产),测量铝阳极的线性扫描伏安曲线(1mV/s)、TafeL曲线(1mV/s)、电位变化曲线以及开路电位Eocp;用CHI660A(美国产)测量碱性胶体电解质的电导率。实验温度为30℃。
2结果与讨论
21添加剂PVA的影响
211腐蚀性能
图1为AL在“4moL/LKOH+2%PAA+x%PVA”中的TafeL曲线。
显然:①随着PVA含量的增加,铝的腐蚀电流密度降低,这是因为高分子PVA对氢阴极还原时水的扩散有阻碍作用,铝电极的自放电会明显减小;②刚成为胶体时,胶体电解质“4moL/LKOH+2%PAA+2%PVA”的腐蚀速度(Jcorr=475mA/cm2)小于胶体电解质“4moL/LKOH+25%PAA”(Jcorr=509mA/cm2),如表1所示。
212极化程度及开路电位
在“4moL/LKOH+2%PAA”溶液中,随添加剂PVA含量的递增,铝的极化程度增大(见图2a)。
这可能是高分子添加剂使K+和OH-的电迁移将变得困难,但添加量过小将影响胶化。刚好使“4moL/LKOH+2%PAA”溶液成为胶体时PVA的最佳浓度为2%;同时PVA使铝的开位电位都负移,且铝在“4moL/LKOH+2%PAA+2%PVA”中的开路电位负移程度最大(见表1)。
