最新录用 | 当期目录 | 过刊浏览 | 热点文章 | 虚拟专辑 | 阅读排行 | 下载排行 | 引用排行 | 期刊订阅

中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(4): 1073-1080 DOI: 10.11902/1005.4537.2023.279

轻质合金腐蚀与防护专栏

商用MB1和MB8镁合金在NaCl溶液中的电化学性能

王博1, 安士忠,1,2,3,4, 郭俊卿,1, 纪运广1, 李志强1

1.河南科技大学材料科学与工程学院 洛阳 471023

2.龙门实验室 洛阳 471000

3.省部共建有色金属新材料与先进加工技术协同创新中心 洛阳 471023

4.河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室 洛阳 471023

Electrochemical Performance of Commercial MB1 and MB8 Mg-alloys in NaCl Solution

WANG Bo1, AN Shizhong,1,2,3,4, GUO Junqing,1, JI Yunguang1, LI Zhiqiang1

1. School of Materials Science and Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China

2. Longmen Laboratory, Luoyang 471000, China

3. Provincial and Ministerial Co-construction of Collaborative Innovation Center for Non-ferrous Metal New Materials and Advanced Processing Technology, Luoyang 471023, China

4. Henan Key Laboratory of Nonferrous Materials Science and Processing Technology, Luoyang 471023, China

通讯作者: 安士忠，E-mail:anshizhong@sina.com，研究方向为磁、电及电化学功能材料;郭俊卿，E-mail:hkdgjq@163.com，研究方向为金属精密塑性成形理论

收稿日期: 2023-09-07   修回日期: 2023-12-11  

基金资助: 河南省重点研发与推广专项.  232102231019

Corresponding authors: AN Shizhong, E-mail:anshizhong@sina.com;GUO Junqing, E-mail:hkdgjq@163.com

Received: 2023-09-07   Revised: 2023-12-11  

Fund supported: Key Research and Promotion Project in Henan Province.  232102231019

作者简介 About authors

王博，男，1998年生，硕士生

摘要

研究了挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀和电化学性能。结果表明，随着NaCl电解液浓度升高，镁合金的阳极利用效率不断升高，放电电压更高。放电电流密度为10 mA·cm-2时，铸态MB8和挤压态MB1镁合金的阳极利用效率在4 mol/L的NaCl电解液中最高，分别为41.8%和38.8%。得益于更细的晶粒，挤压态MB1合金表现出更高的活性，放电电压比铸态MB8合金略高一些，且放电电压更稳定。铸态MB8合金晶粒相对较粗大，但自腐蚀速率更低、阳极利用效率更高。

关键词： 镁空气电池 ; 自腐蚀速率 ; 电化学性能 ; 放电性能 ; 加工工艺

Abstract

Mg-alloys, as light-weight high-performance materials, have extensive potential applications in various fields. However, in practical use for metal-air batteries, their electrochemical performance is significantly influenced by the composition and condition of the anode material. Therefore, to develop more efficient Mg-air batteries, it is crucial to study the electrochemical performance of commercial Mg-alloys in the presence of different electrolytes. This study focuses on the corrosion and electrochemical performance of extruded MB1 and cast MB8 Mg-alloys in NaCl solutions of varying concentrations in terms of the anode utilization efficiency, discharge voltage, and grain structures. The results indicate that the electrochemical performance of Mg-alloys was improved significantly as the NaCl electrolyte concentration increases. Specifically, with increasing concentration, the anode utilization efficiency was gradually improved, accompanied by higher discharge voltages. When the discharge current density is 10 mA·cm-2 in 4 mol/L NaCl electrolyte, the peak anode utilization efficiency for cast MB8 and extruded MB1 Mg-alloys reach 41.8% and 38.8%, respectively. The extruded MB1 alloy, due to its finer grain structure, exhibits higher activity, slightly higher and more stable discharge voltage in comparison with the cast MB8 alloy. Besides, the cast MB8 alloy has relatively coarser grains, but it has a lower self-corrosion rate and higher anode utilization efficiency. In sum, the extruded MB1 alloy shows higher activity, while the cast MB8 alloy exhibits superior corrosion resistance. These findings offer useful guidance for the future development of Mg-air batteries and are expected to further advance the application of Mg-alloys in the field of energy storage.

Keywords： magnesium-air battery ; self-corrosion rate ; electrochemical property ; discharge performance ; processing technology

PDF (10190KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

王博, 安士忠, 郭俊卿, 纪运广, 李志强. 商用MB1和MB8镁合金在NaCl溶液中的电化学性能. 中国腐蚀与防护学报[J], 2024, 44(4): 1073-1080 DOI:10.11902/1005.4537.2023.279

WANG Bo, AN Shizhong, GUO Junqing, JI Yunguang, LI Zhiqiang. Electrochemical Performance of Commercial MB1 and MB8 Mg-alloys in NaCl Solution. Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection[J], 2024, 44(4): 1073-1080 DOI:10.11902/1005.4537.2023.279

燃烧化石燃料会释放出大量CO2，导致了全球变暖和极端天气等环境问题出现，已引起了广泛关注[1]。为应对日益严重的环境问题和能源危机，各国都在寻求绿色、高效、可持续的新型能源作为化石燃料的替代品[2,3]。金属空气电池(Al、Mg、Zn等作为阳极)因其高能量密度、高功率密度、安全、环保和低成本等优点而受到越来越多的关注[4,5]。其中，镁空气电池因其理论放电电压高(3.09 V)、理论能量密度高(6800 Wh·kg-1)、安全性高、成本低而备受关注[6]。

镁空气电池理论放电电压和能量密度高，但由于其自身的腐蚀，会造成H2的析出，使其阳极利用效率下降。其次，放电产物在电极和电解质之间形成阻隔，会导致放电电压下降[7,8]。为了解决上述问题，学者们尝试了一系列方法，包括合金化[9,10]、热处理[11,12]、塑性变形[13]等来提高镁空气电池的放电性能。其中，合金化是应用最广泛的方法之一。目前，常用的合金体系有Mg-Ca[12]、Mg-Al-Sn[14,15]、Mg-Li[16]、Mg-Al-Pb[17,18]、Mg-Al-Mn[19]、Mg-Al-Zn[20]等。这些合金体系在改善镁空气电池放电性能方面都取得了很好的效果。

研究表明Mn在Mg中的固溶度很小，不能与Mg形成金属化合物[21]。在镁合金中加入适量的Mn，可以有效地净化金属基体，提高其耐腐蚀性。同时，这也能使镁合金的晶粒细化，提高其焊接性能[22]。因此，Mg-Mn系合金有可能成为性能优异的镁空气电池阳极材料。然而，现阶段对于Mg-Mn系合金在NaCl溶液中的电化学性能尚不清楚，需要进一步探明。尹冬松等[23]研究表明铸态Mg-Mn合金的晶粒尺寸为700~900 μm，晶粒尺寸很大，且不均匀。大而不均匀的晶粒尺寸，不仅不利于屈服强度、延伸率等力学性能[24]，而且会导致镁阳极在放电过程中发生不均匀溶解、放电电压不稳定、放电活性较低[25]。考虑到细而均匀的晶粒有利于镁合金阳极材料放电的稳定性，需要细化铸态Mg-Mn合金的晶粒。常用的细化镁合金晶粒和组织的方法包括挤压等变形加工法和稀土合金化法。与铸态Mg-Mn合金相比，MB1镁合金采用挤压方法来细化晶粒和组织，MB8镁合金通过加入0.15%~0.35%的稀土元素Ce来细化镁合金晶粒。因此，本文选择挤压态MB1和铸态MB8商用镁合金为研究对象，研究了两种镁合金在NaCl溶液中的电化学性能。

1 实验方法

实验采用商用挤压态MB1和铸态MB8镁合金，表1列出了两种合金的化学成分。

表1   商用挤压态MB1和铸态MB8镁合金的成分 (mass fraction / %)

Table 1  Chemical compositions of commercial extruded MB1 and as-cast MB8 magnesium alloys

SampleMnCeZnAlCuNiSiFeBeOtherMg
MB11.30-2.50-0.300.200.050.0070.100.050.010.20Bal.
MB81.50-2.500.15-0.35-0.300.050.010.150.050.020.20Bal.

新窗口打开| 下载CSV


通过线切割切出底面积为1 cm2圆柱体试样，采用400~2000# SiC砂纸将试样表面打磨至光亮并进行抛光，使用腐蚀剂(10 mL乙酸 + 10 mL水 + 4.2 g苦味酸 + 70 mL酒精)腐蚀试样表面，再用金相显微镜观察合金组织。采用JSM-IT100型扫描电子显微镜(SEM)观察去除腐蚀产物前、后的样品表面形貌。

电化学测试在电化学工作站(CHI660D)上进行，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为石墨电极，工作电极为所测镁合金试样。腐蚀溶液为3.5%(质量分数，下同)NaCl溶液(0.6 mol/L)，5.5%NaCl溶液(1.0 mol/L)，10.5%NaCl溶液(2.0 mol/L)，19.0%NaCl溶液(4.0 mol/L)。在10-1~105 Hz，振幅为5 mV的开路电位(OCP)下测量电化学阻抗谱(EIS)数据，实验数据采用ZsimpWin软件拟合。然后测量从阴极电势到阳极电势的极化曲线，扫描速率为1 mV/s，在-2.5~-1.0 V范围内进行扫描。测量至少重复3次，以确保可重复性。采用析氢和质量损失实验来评估腐蚀速率。

从铸锭上切下镁阳极样品，装入塑料模具中，选取一个工作面并暴露出来，暴露面的表面积为1 cm × 1 cm。对样品工作表面用2000#砂纸打磨至光亮，用无水乙醇进行冲洗，晾干称重保存。阴极包含MnO2/C催化剂、防水气体扩散层和镍网，电解液为NaCl溶液。然后将镁合金阳极、空气阴极片、电解液组装，在不同浓度的NaCl电解液中，采用CT3002A型的蓝电电池测试系统测试其放电性能，测试温度为25℃，放电时间为5 h，电流密度为10 mA·cm-2。经过放电测试的试样在煮沸的铬酸中清洗5 min，然后用酒精在超声波中振动清洗5 min，以去除腐蚀产物，取出干燥、称重。计算试样质量损失，以便计算阳极利用效率及放电容量。

2 结果和讨论

2.1 微观组织

从图1可以看出，挤压态MB1镁合金晶粒尺寸比铸态MB8镁合金小，图1a中挤压态MB1镁合金中出现大量动态再结晶晶粒。挤压态MB1镁合金经过塑性变形，晶粒尺寸在1 μm左右，铸态MB8镁合金的晶粒尺寸较大，为几十微米，两者相对于铸态Mg-Mn合金的晶粒尺寸(700~900 μm)均有较大细化[26,27]，但是挤压法相对于稀土合金化法对Mg-Mn合金晶粒细化有更好的效果。金相腐蚀液对晶界的侵蚀作用使得晶界处颜色较暗，在镁合金的腐蚀过程中，晶界往往是最先遭受腐蚀的位置，主要原因是由于晶界是一种亚稳态缺陷，在晶界位置通常具有更高能量，因此晶界面积的多少会直接影响到合金的腐蚀速率。挤压态MB1镁合金晶粒细化增加了晶界面积，从而加剧晶界处的腐蚀。晶粒细化可以增强合金的电化学反应速率和表面反应活性，从而促进更高效的离子传输和电荷传输，加速电池的放电过程[28]。

图1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图1   挤压态MB1和铸态MB8镁合金的金相组织

Fig.1   Microstructures of extruded MB1 (a) and as-cast MB8 (b) Mg-based alloys


2.2 电化学性能和耐腐蚀性

图2是商用挤压态MB1和铸态MB8镁合金分别在不同浓度电解液中的极化曲线，相关腐蚀参数见表2。挤压态MB1和铸态MB8镁合金的腐蚀电位和腐蚀电流密度均随着电解液浓度升高而增大，在0.6 mol/L NaCl电解液中两种镁合金腐蚀电位最正，腐蚀电流密度最小，分别为4.37 × 10-4和3.07 × 10-4 A·cm-2。两种镁合金的腐蚀速率随着电解液浓度增大而加快。一般认为阴极极化曲线反映了析氢反应，阳极极化曲线反映了镁合金的溶解[29]。阴极极化曲线不断向高电流密度方向移动，表明动力学中阴极反应更容易发生，铸态MB8镁合金线性阴极极化曲线在电流密度方向比挤压态MB1镁合金更正，表明析氢减少，腐蚀速率降低，并且在相同浓度电解液中腐蚀电位更正、腐蚀电流密度更低，耐腐蚀性能提升。MB8镁合金的线性极化电阻比MB1镁合金更大(表2)，表明MB8镁合金更耐腐蚀。

图2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图2   挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度NaCl溶液中的Tafel曲线

Fig.2   Tafel curves of extruded MB1 (a) and as-cast MB8 (b) Mg-based alloys in NaCl solutions with different concentrations


表2   挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度NaCl溶液中的Tafel曲线拟合数据

Table 2  Fitting data of Tafel curves of extruded MB1 and as-cast MB8 Mg-based alloys in NaCl solutions with different concentrations

Sample

NaCl concentration

mol·L-1

Ecorr

V

Icorr

A·cm-2

Rp

Ω·cm2

MB1

0.6-1.4824.37 × 10-4325
1-1.4875.12 × 10-4270
2-1.5605.70 × 10-4227
4-1.6786.69 × 10-4167

MB8

0.6-1.2813.07 × 10-4366
1-1.4033.53 × 10-4312
2-1.5024.34 × 10-4276
4-1.5975.11 × 10-4213

新窗口打开| 下载CSV


图3是在不同浓度的NaCl溶液中，挤压态MB1和铸态MB8镁合金的EIS及拟合电路。每个EIS由一个高频电容环、一个中频电容环和一个低频环组成。高频环和低频环的直径，反映了镁合金的耐蚀性[30]。铸态MB8镁合金相较于挤压态MB1镁合金耐腐蚀性更好，且两种镁合金都随着电解液浓度增大腐蚀增强。为了进一步阐述反应机理，用ZsimpWin软件将EIS与等效电路进行拟合，如图3c所示。

图3

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图3   挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度NaCl溶液中的Nyquist图及等效电路

Fig.3   Nyquist (a, b) plots of extruded MB1 (a) and as-cast MB8 (b) Mg-based alloys in NaCl solutions with different concentrations, and corresponding equivalent circuit (c)


使用图3c中的等效电路分析两种合金的EIS，拟合结果见表3。其中，Rs为溶液电阻，Rf和CPEf为镁合金表面腐蚀产物膜的电阻和电容，Rct和CPEdl为金属与电解质界面处的电荷转移电阻和双电层电容[7]。Rct值越大，实验中电路阻抗越大，镁基体电荷较难发生转移，腐蚀抑制作用越明显，腐蚀速率降低。随着电解液浓度升高，两种镁合金的Rct逐渐减小，更容易发生腐蚀。铸态MB8镁合金在相同浓度电解液中的Rct比挤压态MB1镁合金更大，其耐腐蚀性更好，这与图2极化曲线分析的结果(表2)对应。铸态MB8镁合金的耐蚀性更好主要有两方面的原因：一方面，铸态MB8镁合金相对于挤压态MB1镁合金的晶粒尺寸更大，晶界更少(图1)；另一方面，铸态MB8镁合金相对于挤压态MB1镁合金，含有稀土元素Ce，王熠玮等[27]研究表明Ce能提高合金的膜电阻和电荷转移电阻，可以提高腐蚀产物膜的致密性和固溶体的电位，从而对合金的腐蚀有减缓作用。

表3   挤压态MB1和铸态MB8镁合金在NaCl溶液中等效电路图的拟合数据

Table 3  Fitting electrochemical parameters of Nyquist plots of extruded MB1 and as-cast MB8 Mg-based alloys in NaCl solutions

Sample

NaCl concentration

mol·L-1

Rs

Ω·cm2

CPEf

F·cm-2

nf

Rf

Ω·cm2

CPEdl

F·cm-2

nct

Rct

Ω·cm2

χ2

10-3

MB10.614.336.4 × 10-60.917.727.0 × 10-60.95450.900.13
13.636.5 × 10-61.0019.581.0 × 10-60.81375.101.05
22.706.8 × 10-61.0021.071.3 × 10-60.79253.002.76
41.567.4 × 10-61.0028.041.4 × 10-50.78182.102.62
MB80.62.242.5 × 10-61.007.411.6 × 10-50.82982.402.07
11.403.3 × 10-50.8414.957.3 × 10-61.00671.506.36
21.335.2 × 10-40.807.713.8 × 10-50.80513.400.80
41.174.6 × 10-60.807.544.3 × 10-50.80449.900.47

新窗口打开| 下载CSV


2.3 镁空气电池的放电性能

图4显示了挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度电解液中的自腐蚀速率和析氢速率曲线。随着电解液浓度的增加，挤压态MB1和铸态MB8镁合金的自腐蚀速率和析氢速率大大增加。在4 mol/L NaCl溶液中，铸态MB8镁合金相较于挤压态MB1镁合金自腐蚀速率下降了30.32%，析氢速率下降了29.19%。由此可知，高浓度的电解液会加快两种镁合金的自腐蚀，并且铸态MB8镁合金相较于挤压态MB1镁合金耐腐蚀性更好。较大晶粒镁合金中由于容易首先发生腐蚀的晶界占比更少，相对挤压态的细晶结构腐蚀更轻。这与图2中极化曲线和图3中EIS分析结果一致。

图4

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图4   挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度电解液中的自腐蚀速率和析氢速率

Fig.4   Self-corrosion rate (a) and hydrogen evolution rate (b) of extruded MB1 and as-cast MB8 Mg-based alloys in the electrolytes with different NaCl concentrations


图5为挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度电解液中的放电曲线，放电电流密度为10 mA·cm-2。随着NaCl电解液浓度从0.6 mol/L增加到4 mol/L，挤压态MB1镁合金的放电电压从0.87 V增加到1.22 V，铸态MB8镁合金的放电电压从0.82 V增加到1.20 V。两种镁合金随着电解液浓度的增加，放电电压也随之增大。相对于铸态MB8镁合金，挤压态MB1镁合金的放电电压更加稳定，主要原因是挤压态MB1镁合金的晶粒更细、组织更均匀。在放电过程中，晶粒细化处理可以增加材料与电解液的接触面积，显著提高反应效率，增加电化学反应的速率，从而可以有效地提高合金的放电性能。因此，晶粒细化可以在微观层面上优化MB1镁合金的结构，提高其放电电压。晶粒尺寸更加均匀，反应产物更容易脱落，维持了电压稳定。铸态MB8镁合金放电曲线出现了较大波动，这与阳极表面放电产物的积累和延迟脱落有关。挤压态MB1镁合金比铸态MB8镁合金放电电位更高的原因是晶粒细化，细化的晶粒结构具有致密的晶界，还可以提高电池的电化学活性，这也是放电性能增强的一个原因。

图5

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图5   不同浓度NaCl电解液镁空气电池在10 mA·cm-2电流密度下的放电曲线

Fig.5   Discharge curves of Mg-air batteries with different concentrations of NaCl electrolyte at the current density of 10 mA·cm-2: (a) extruded MB1, (b) as-cast MB8


图6显示了挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度的NaCl溶液中的阳极利用率。由图6可知，两种镁合金阳极利用率和容量密度都随着NaCl溶液浓度的增大不断升高。铸态MB8镁合金阳极利用率高于挤压态MB1镁合金，在0.6 mol/L NaCl溶液中，铸态MB8镁合金阳极利用效率比挤压态MB1镁合金高7.64%(相对提升27.19%)，随着电解液浓度升高，阳极合金的利用率差异逐渐减小。析氢速率和自腐蚀速率的下降是导致铸态MB8镁合金比挤压态MB1镁合金阳极利用效率更高的原因，使更多的镁基体用于放电。

图6

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图6   挤压态MB1和铸态MB8镁合金在不同浓度的NaCl溶液中的阳极利用率和容量密度

Fig.6   Anode utilization efficiency (a) and capacity density (b) of extruded MB1 and as-cast MB8 Mg-based alloys in NaCl solutions with different concentrations


2.4 放电后的表面形貌

图7为两种镁合金在10 mA·cm-2电流密度下不同浓度的电解液中放电5 h后腐蚀形貌。可以看出，随着NaCl电解液浓度的增加，两种镁合金的表面腐蚀产物的数量增多，表面形貌变得越来越粗糙。腐蚀产物覆盖在镁合金表面，将导致镁基体与电解液接触面积减小，严重影响镁合金的放电性能。MB8镁合金因为晶粒较粗大，相对于MB1镁合金发生腐蚀的程度较轻，即它的溶解速率较小，导致生成的腐蚀产物比晶粒细小材料更牢固，更难脱落。挤压态MB1镁合金表面形成一层腐蚀产物，腐蚀产物层表面存在大量裂纹，说明腐蚀产物易脱落，这样可以减少腐蚀物的残留，使电解液更容易和镁基体接触，从而提高合金的放电活性。

图7

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图7   镁合金在10 mA·cm-2放电电流密度下不同浓度NaCl电解液中放电5 h后的腐蚀形貌

Fig.7   Corrosion morphologies of extruded MB1 (a-d) and as-cast MB8 (e-h) Mg-based alloys in the solutions containing 0.6 mol/L (a, e), 1 mol/L (b, f), 2 mol/L (c, g) and 4 mol/L (d, h) NaCl at the current density of 10 mA·cm-2


图8为镁合金在10 mA·cm-2电流密度下不同浓度的NaCl溶液中放电5 h后去除腐蚀产物后的表面形貌。可以看出，随着NaCl电解液浓度的升高，挤压态MB1镁合金阳极表面呈现出大而深的腐蚀坑，较大的腐蚀坑内部及周围存在大量细小且较深的腐蚀坑，腐蚀较为严重，凹坑内部发生腐蚀，使凹坑周围基体与未腐蚀的基体连接减弱，导致这部分基体极易脱落。这部分未溶解的镁基体颗粒不能被消耗以产生电流，所涉及的重量损失导致放电容量和阳极效率的降低，称为块效应[19]。这是MB1镁合金阳极利用效率低的原因之一。相比之下，铸态MB8镁合金阳极表面腐蚀程度较轻，腐蚀坑相对较浅较小，这表明在0.6~4 mol/L NaCl溶液中，铸态MB8镁合金更耐腐蚀，这与铸态MB8镁合金的晶粒尺寸较粗大有关。

图8

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图8   镁合金在10 mA·cm-2放电电流密度下不同浓度NaCl电解液中放电5 h后去除腐蚀产物后的腐蚀形貌

Fig.8   Corrosion morphologies of extruded MB1 (a-d) and as-cast MB8 (e-h) Mg-based alloys after removal of the corrosion products in the solutions containing 0.6 mol/L (a, e), 1 mol/L (b, f), 2 mol/L (c, g) and 4 mol/L (d, h) NaCl at the current density of 10 mA·cm-2


3 结论

(1) 随着NaCl溶液浓度从0.6 mol/L增大到4 mol/L，挤压态MB1和铸态MB8镁合金的放电电压逐渐升高，阳极利用效率也逐渐提高。

(2) 挤压态MB1镁合金晶粒较细，活性提高，拥有更高更稳定的放电电压，但由于自腐蚀和块状效应阳极利用效率相对较低。

(3) 铸态MB8镁合金晶粒粗大，拥有较好的耐腐蚀性能、阳极利用效率较高，但活性与MB1镁合金相比较差，放电电压相对较低。

参考文献

Chen X R, Liao Q Y, Le Q C, et al.

The influence of samarium (Sm) on the discharge and electrochemical behaviors of the magnesium alloy AZ80 as an anode for the Mg-air battery

[J]. Electrochim. Acta, 2020, 348: 136315

[本文引用: 1]

Zou Q, Le Q C, Chen X R, et al.

The influence of Ga alloying on Mg-Al-Zn alloys as anode material for Mg-air primary batteries

[J]. Electrochim. Acta, 2022, 401: 139372

[本文引用: 1]

Buckingham R, Asset T, Atanassov P.

Aluminum-air batteries: a review of alloys, electrolytes and design

[J]. J. Power Sources, 2021, 498: 229762

[本文引用: 1]

Li C S, Sun Y, Gebert F, et al.

Current progress on rechargeable magnesium-air battery

[J]. Adv. Energy Mater., 2017, 7: 1700869

[本文引用: 1]

Zhu L L, Liu H, Fang H J, et al.

Effect of electrolyte concentration on electrochemical properties of AT61 and AP65 magnesium alloy anodes

[J]. Heat Treat. Met., 2020, 45(1): 101

[本文引用: 1]

朱伶俐, 刘 慧, 房洪杰 等.

电解液浓度对AT61、AP65镁合金阳极电化学性能的影响

[J]. 金属热处理, 2020, 45(1): 101

DOI      [本文引用: 1]

采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱测试仪、电化学测试仪和电池测试仪等检测技术,分析了轧制退火态AT61(Mg-6%Al-1%Sn)和AP65(Mg-6%Al-5%Pb)镁合金阳极的成分,研究了质量分数分别为3.5%和7.0%NaCl电解液对这两种镁合金阳极电化学性能的影响。结果表明:经430℃&#215;16 h均匀化热处理后,轧制退火态AT61和AP65镁合金中Mg<sub>17</sub>Al<sub>12</sub>相扩散于基体中;相对3.5%NaCl电解液,两种镁合金阳极在7.0%NaCl电解液中放电性能得到很大提升,同时镁合金-空气电池的放电稳定性得到增强。

Basri S, Hazri N S, Selladurai S R, et al.

Analysis of Mg(OH)2 deposition for magnesium air fuel cell (MAFC) by saline water

[J]. Sains Malays., 2020, 49: 3105

[本文引用: 1]

Cheng W L, Chen Y H, Gu X J, et al.

Revealing the influence of crystallographic orientation on the electrochemical and discharge behaviors of extruded diluted Mg-Sn-Zn-Ca alloy as anode for Mg-air battery

[J]. J. Power Sources, 2022, 520: 230802

[本文引用: 2]

Chen X R, Zou Q, Le Q C, et al.

Influence of heat treatment on the discharge performance of Mg-Al and Mg-Zn alloys as anodes for the Mg-air battery

[J]. Chem. Eng. J., 2022, 433: 133797

[本文引用: 1]

Chen X R, Wang H N, Zou Q, et al.

The influence of heat treatment on discharge and electrochemical properties of Mg-Gd-Zn magnesium anode with long period stacking ordered structure for Mg-air battery

[J]. Electrochim. Acta, 2021, 367: 137518

[本文引用: 1]

Wu J L, Wang R C, Feng Y, et al.

Effect of hot rolling on the microstructure and discharge properties of Mg-1.6wt%Hg-2 wt%Ga alloy anodes

[J]. J. Alloy. Compd., 2018, 765: 736

[本文引用: 1]

Wang N G, Li W P, Huang Y X, et al.

Wrought Mg-Al-Pb-RE alloy strips as the anodes for Mg-air batteries

[J]. J. Power Sources, 2019, 436: 226855

[本文引用: 1]

Deng M, Höche D, Lamaka S V, et al.

Mg-Ca binary alloys as anodes for primary Mg-air batteries

[J]. J. Power Sources, 2018, 396: 109

[本文引用: 2]

Liu S Q, Ma H, Huang Z H, et al.

Microstructures and mechanical properties of Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al alloy rolled at room temperature

[J]. Chin. J. Nonferrous Met., 2022, 32: 1605

[本文引用: 1]

刘思琦, 马晗, 黄正华 等.

Mg-8Gd-4Y-1Zn-0.5Al合金的室温轧制组织与力学性能

[J]. 中国有色金属学报, 2022, 32: 1605

[本文引用: 1]

Xiong H Q, Yu K, Yin X, et al.

Effects of microstructure on the electrochemical discharge behavior of Mg-6wt%Al-1wt%Sn alloy as anode for Mg-air primary battery

[J]. J. Alloys Compd., 2017, 708: 652

[本文引用: 1]

Yuan S Q, Lu H M, Sun Z G, et al.

Electrochemical performance of Mg-3Al modified with Ga, In and Sn as anodes for Mg-air battery

[J]. J. Electrochem. Soc., 2016, 163: A1181

[本文引用: 1]

Liu X, Liu S Z, Xue J L.

Discharge performance of the magnesium anodes with different phase constitutions for Mg-air batteries

[J]. J. Power Sources, 2018, 396: 667

[本文引用: 1]

Wang N G, Mu Y C, Li Q, et al.

Discharge and corrosion behaviour of AP65 magnesium anode plates with different rolling reductions

[J]. RSC Adv., 2017, 7: 53226

[本文引用: 1]

Wang N G, Wang R C, Peng C Q, et al.

Discharge behaviour of Mg-Al-Pb and Mg-Al-Pb-In alloys as anodes for Mg-air battery

[J]. Electrochim. Acta, 2014, 149: 193

[本文引用: 1]

Yuasa M, Huang X S, Suzuki K, et al.

Discharge properties of Mg-Al-Mn-Ca and Mg-Al-Mn alloys as anode materials for primary magnesium-air batteries

[J]. J. Power Sources, 2015, 297: 449

[本文引用: 2]

Li Q, Xiong W, Yu M H, et al.

Effect of Ce content on performance of AZ31 magnesium alloy anode in air battery

[J]. J. Alloy. Compd., 2022, 891: 161914

[本文引用: 1]

Wu L B.

The study on the behavior of Ce-rich RE and Ce in α Mg-Li-based alloy

[D]. Harbin: Harbin Engineering University, 2011

[本文引用: 1]

吴利斌.

富铈稀土和铈对α-镁锂合金性能的影响研究

[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2011

[本文引用: 1]

Wang H Y.

Microstructure and properties of Mg-Al-Zn wrought magnesium alloys after asynchronous rolling and heat treatment

[D]. Shenyang: Shenyang Ligong University, 2018

[本文引用: 1]

王宏岩.

Mg-Al-Zn系变形镁合金异步轧制及热处理后的组织性能研究

[D]. 沈阳: 沈阳理工大学, 2018

[本文引用: 1]

Yin D S, Zhang E L, Zeng S Y.

Effect of Zn on mechanical properties and corrosion properties of as-cast Mg-Mn alloy

[J]. Chin. J. Nonferrous Met. Soc., 2008, 18: 388

[本文引用: 1]

尹冬松, 张二林, 曾松岩.

Zn对铸态Mg-Mn合金力学性能和腐蚀性能的影响

[J]. 中国有色金属学报, 2008, 18: 388

[本文引用: 1]

Lai L, Zhang K, Li X G, et al.

Microstructure and mechanical properties of Mg-Mn-Zn magnesium alloy with different Zn contents

[J]. Chin. J. Rare Met., 2016, 40: 552

[本文引用: 1]

赖林, 张奎, 李兴刚 等.

Zn含量对Mg-Mn-Zn 合金显微组织和力学性能的影响

[J]. 稀有金属, 2016, 40: 552

[本文引用: 1]

Yang H B, Wu L, Jiang B, et al.

Effects of grain size on the corrosion and discharge behaviors of Mg-Y binary alloys for Mg-air batteries

[J]. J. Electrochem. Soc., 2020, 167: 130515.

[本文引用: 1]

Zhong L, Peng J, Sun Y, et al.

Microstructure and thermal conductivity of as-cast and as-extruded binary Mg-Mn alloys

[J]. Mater. Sci. Technol., 2017, 33: 92

[本文引用: 1]

Wang Y W, Guo F, Hu W X, et al.

Effects and difference of Ce and Y on corrosion behaviors of Mg-Mn-RE magnesium alloys

[J] Surf. Technol., 2023, 52(9): 232

[本文引用: 2]

王熠玮, 郭 锋, 胡文鑫 等.

稀土元素Ce, Y在Mg-Mn-RE镁合金腐蚀中的作用及其差异

[J]. 表面技术, 2023, 52(9): 232

[本文引用: 2]

Zhang Y W X, Han L, Ren L B, et al.

Effect of yttrium and calcium additions on electrochemical behaviors and discharge performance of AZ80 anodes for Mg-air battery

[J]. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2022, 32: 2510

[本文引用: 1]

Qin C H, Ma J L, Zhang Y, et al.

Effect of Sb on anode properties of Mg-air batteries

[J]. J. Henan Univ. Sci. Technol. (Nat. Sci.), 2022, 43(1): 13

[本文引用: 1]

秦聪慧, 马景灵, 张毅 等.

锑对镁空气电池阳极性能的影响

[J]. 河南科技大学学报(自然科学版), 2022, 43(1): 13

[本文引用: 1]

Li Z J, Gu X N, Lou S Q, et al.

The development of binary Mg–Ca alloys for use as biodegradable materials within bone

[J]. Biomaterials, 2008, 29: 1329

[本文引用: 1]

/

〈 〉


版权所有 © 2017 《中国腐蚀与防护学报》编辑部　
地址: 沈阳市文化路72号, 中国科学院金属研究所(110016)
电话: +86-024-23971318，024-23971819　E-mail: jcscp@imr.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发 技术支持：support@magtech.com.cn