鋁-空氣電池測試

1、鋁-空氣電池測試測量內(nèi)容：組裝的鋁-空氣電池恒流放電特性。測試儀器：鄭州世瑞思儀器科技有限公司RST3000電化學(xué)工作站。電池測試裝置：如圖3-1左圖所示，使用2. 0mm厚度工業(yè)鋁板作為負極，濾紙或餐巾紙作為隔 層用2mol/L的氯化鈉溶液浸濕，將碳纖維放置在濾紙上與濾紙平整接觸，分別從 鋁板和碳纖維上引出導(dǎo)線，碳纖維接儀器工作電極。如圖3-1右圖所示裝置為測量長時間放電的浮動測試裝置，使用木板、泡沫 和銅網(wǎng)及膠帶制成，使用時將碳纖維空氣電極放置在預(yù)留的銅網(wǎng)槽中，將整個裝 置放置在敞口容器中，容器底部放置鋁箔并引出導(dǎo)線，向容器中添加高度 8mm-10mm的電解液，整個裝置可以浮在電解液上，2

2、00日及以上的銅網(wǎng)會產(chǎn)生毛 細引力將空氣電極和電解液連接，使用過程中必須反復(fù)調(diào)整裝置的浮力以避免空 氣電極被電解液浸沒，本次使用的銅網(wǎng)槽面積為4. 5cm- (1. 5cm*3cm)。圖3-1左為簡單組裝電池，右為浮動測量裝置5018150200250300 3so 403timefs) 6e=00 60A。酩 0 30 0.45 0 40 0 35一 0 30 t 0 2S30 205 0.15 0 10 08 OCO 4)0605018150 2co 25030035080time(s)0.65-0.60-0.55-0.50-0.45-0.40-0.35-0.30-0.25-0.20-0.

3、15-0.10-0.05-0.00-0.05-0.10-圖3-2 A）為摻雜3.4%硝酸鉆的碳纖維的碳纖維恒流放電曲線，B）為摻雜5.0%硝酸鉆的碳纖維恒流放電曲線，C）為摻雜8. 1舟硝酸鉆的碳纖維的碳纖維恒流放電曲線,D）為摻雜9. 6與硝酸鉆的碳纖維的碳纖維恒流放電曲線圖3-3摻雜6.6%硝酸鉆的碳纖維恒流放電曲線050100150200250300350400450Time(s) 6，-0圖3-4不同硝酸鉆摻雜量的碳纖維恒流6mA放電曲線表3-1恒流放電相關(guān)的測量參數(shù)摻雜質(zhì)量比3. 4%5. 0%6. 6%8.1%9. 6%面積(cm2)4. 205. 224. 597. 053. 5

4、0質(zhì)量(mg)3. 184. 063.916.824.78面密度(mg/cm2)0. 760. 780. 850. 971.37比面積功率(mW/cm2)0.480. 320. 720.430.21比質(zhì)量功率(mW/mg)0. 640.410.810. 440. 16由圖3-3所示的5組恒流放電曲線，開始階段普遍呈下降趨勢，但也有一部分 先表現(xiàn)出上升趨勢的，其主要原因是：下降碳纖維空氣電極具有電容的特點，能 夠在空氣電極上積累反應(yīng)產(chǎn)生的電荷，當(dāng)電路接通后進行電容放電，直到放電完 成，這個現(xiàn)象是由于電池組裝好反應(yīng)一段時間后再導(dǎo)通測量電路產(chǎn)生的；上升趨 勢是由于剛開始放電時，鋁-空氣電池經(jīng)歷了一個活化的過程，這個現(xiàn)象是由于 電路先連通然后再組裝電池發(fā)生相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。由表3-1我們可以得知，該次組裝的鋁-空氣電池恒流放電時電池的功率并不 是恒定的，當(dāng)電流在4mA-6mA時的功率達到最大，而摻雜硝酸鉆質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.6% 的碳纖維空氣電極組裝的鋁-空氣電池比面積功率0. 72 mW/cm?和比質(zhì)量功率0. 81 mW/mg都是最大的，其最大功率約為3. 30mW。由于組裝的鋁-空氣電池比較簡單，不能較好地控制很多相關(guān)的參數(shù)，電池 在測量中表現(xiàn)很不穩(wěn)定，放電曲線顯示出一些波