静电纺丝制备铝-空气电池阳极防腐薄膜

摘要

目的研究氧化锌高效防腐薄膜的制备方法及防腐性能,并应用于铝-空气电池,探究薄膜厚度及孔隙率对电池比容量及放电性能的影响。方法基于静电纺丝方法,制备氧化锌防腐蚀薄膜,采用Zn(NO_(3))_(2)·6H_(2)O和PAN的混合溶液作为前驱体溶液,在阳极基板上纺丝,经热处理得到氧化锌薄膜。采用XRD、SEM和XPS进行表面形貌表征及化学组成分析,借助电化学工作站和电池测试系统,分析电化学腐蚀行为和放电特性。结果氧化锌防腐蚀薄膜能够有效抑制铝阳极表面的自腐蚀行为,其腐蚀抑制率受防腐蚀薄膜厚度及孔隙率的影响,腐蚀抑制率随薄膜厚度的增加和孔隙率的减小而增大。8μm氧化锌防腐蚀薄膜的腐蚀抑制率可达87.55%,相比于纯铝阳极铝-空气电池,电池比容量可提高3倍以上。对于小功率密度放电,较厚的防腐蚀薄膜能够提高电池比容量,且不影响电池本身的放电特性;对于较大功率密度放电,须控制薄膜厚度,以达到较好的放电效果。结论静电纺丝可有效制备抑制铝阳极析氢自腐蚀的氧化锌防腐蚀薄膜,应用于铝-空气电池中,可以显著延长放电时间,提高电池比容量。