导读:本文包含了镁负极论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:锂离子电池,铁酸镁,复合材料,电化学性能
镁负极论文文献综述
刘文凤[1]（2017）在《微纳米复合铁酸镁负极材料的合成及储锂性能研究》一文中研究指出锂离子电池因其高能量密度,长寿命,环境友好,无记忆效应等诸多优点成为近些年来的研究热点,并广泛应用于手机,计算机等便携式电子设备。但其在电动汽车等方面的推广应用仍受到能量密度、成本和安全性的制约,采用廉价、安全、高能量密度的电极材料,可以有效促进以锂离子电池为动力电源的电动汽车的推广及普及。石墨作为商业化的锂离子电池负极材料,理论比容量仅为372mAh g-1,且循环过程中易形成锂枝晶,安全性较差,已无法满足锂离子电池的进一步发展需求。具有高比容量的过渡金属氧化物逐渐进入研究者的视线,成为最有潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。但过渡金属氧化物本征导电性差,体积膨胀严重,导致其作为锂离子电池负极材料循环稳定性和倍率性能较差,阻碍了其进一步发展。一般通过颗粒纳米化,复合化或合理的结构设计改善其导电性,缓解充放电过程中的体积变化。MgFe_2O_4主要用于磁性材料,气敏材料和催化剂等。最近几年,研究者开始研究其作为锂离子电池负极材料的可能性。MgFe_2O_4由电化学活性的Fe_2O_3和电化学惰性的MgO复合而成,在充放电过程中,Fe_2O_3发生氧化还原反应,提供储锂容量,MgO不参与转化反应,充当骨架结构,一定程度上缓解体积膨胀。本论文主要以MgFe_2O_4为研究对象,通过调控材料成分和结构设计、以及一体化电极结构构造,提高其导电性和结构稳定性,改善其电性能。具体如下:1.聚丙烯酰胺(PAM)高分子网络凝胶法合成Fe_2O_3/MgFe_2O_4复合材料以聚丙烯酰胺高分子网络凝胶为模板,加入适量硝酸镁和和硝酸铁,通过烧结制备出结晶性良好的珊瑚状的Fe_2O_3/MgFe_2O_4复合材料。在1A g-1电流密度下循环500周,其容量仍维持在1800mAh g-1,甚至在20A g-1的超高电流密度下,其容量仍有761mAh g-1。其优异的电性能可以从以下方面解释:复合后晶胞体积变大,更有利于锂离子的嵌入和脱出;且复合后Fe-O键向结合能高的方向移动,说明Fe-O键电子云密度降低,Fe-O键更易断裂,更容易发生氧化还原反应。同时,对Fe_2O_3/MgFe_2O_4复合物在循环过程中出现的超容现象进行了深入研究,发现界面储锂与聚合物胶状膜对其额外容量均有贡献。2.溶剂热法合成石墨烯/铁酸镁复合材料用溶剂热法一步合成铁酸镁与石墨烯复合材料。囊泡状的铁酸镁粒子随机的分布在相互连接的柔性石墨烯片层间,形成了叁维导电网络结构,该复合物表现出优异的循环性能和倍率性能,在1A g-1电流密度下循环200周,其容量仍稳定在1300mAh g-1,甚至在10A g-1的高电流密度下循环,其容量仍能达到597mAh g-1。其良好的电性能可以归因于独特的叁维结构,既可以提供良好的导电网络,又能够缓冲充放电过程中的体积膨胀,稳定电极结构。3.无粘结剂一体化电极的制备及性能研究通过简单的水热加后续煅烧的方法合成了无粘结剂一体化电极,100nm左右的MgFe_2O_4纳米粒子相互连接形成多孔纳米片直接生长在导电性良好的泡沫镍集流体上,作为一体化电极进行电性能测试。该一体化电极表现出优异的循环性能和倍率性能。在5A g-1的电流密度下,循环1000周,容量仍维持在780mAh g-1。该一体化电极不仅简化了电极制备工艺,更有导电性良好,结构稳定的叁维泡沫镍做骨架结构,减小循环过程的极化和体积膨胀,提升了材料倍率性能和循环稳定性。(本文来源于《河南师范大学》期刊2017-05-01）
赵炎春[2]（2016）在《镁负极微观结构和含氧阴离子缓蚀剂对镁空气电池性能的影响》一文中研究指出能源是保障人类生存和社会发展的重要物质基础,然而在过去的一百多年里,煤、石油以及天然气等传统能源被大量消耗,能源危机已经成为世界各国不可回避的问题。同时传统能源的使用还造成了严重的环境污染,因此开发新型绿色能源迫在眉睫。金属空气电池具有成本低、无毒、无污染、理论电压和比能量密度高等优点,是传统能源的理想替代品。镁是地球上储量居第八位的元素,具有密度低(1.74 gmL~(-1))、化学性质活泼以及电化学当量高(2.20 Ahg~(-1))等优点,是金属空气电池的理想负极材料。但由于其活泼的电化学性质,镁合金在中性盐电解液中极易被腐蚀,导致镁空气电池阳极效率很低。另一方面,镁空气电池在放电过程中,镁负极表面会产生一层主要成分为氢氧化镁的放电产物膜,电池在间歇放电时会产生严重的电压滞后现象。本论文通过极化曲线、阻抗曲线(EIS)以及析氢实验等测试方法研究了微观结构和含氧阴离子缓蚀剂对镁合金电化学性能的影响,通过连续放电测试和间歇放电测试等测试方法研究了镁负极微观结构和含氧阴离子缓蚀剂作为电解液添加剂对镁空气电池放电性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)和能谱仪(EDS)研究了镁负极表面放电产物的形貌及成分。主要研究内容如下:(1)通过预压缩变形及随后的退火处理制备了不同孪晶含量的AZ31镁合金,并研究了以这些镁合金为负极材料的镁空气电池的性能。随孪晶含量的增加,AZ31镁合金电化学活性逐渐增强,镁空气电池平均放电电压逐渐变高,电压滞后时间逐渐变短。(2)研究了织构对镁合金耐腐蚀性能以及镁空气电池放电性能的影响。当合金表面状态为机械打磨时,AZ31镁合金TD-ND面比RD-TD面具有更好的耐腐蚀性能,基于TD-ND面镁负极的镁空气电池具有更高的阳极效率。(3)通过冷轧变形和随后的退火工艺获得了不同晶粒尺寸的AZ31镁合金板材,并研究了以这些合金为负极材料的镁空气电池的性能。随晶粒尺寸的减小,AZ31镁合金电化学活性和耐腐蚀性能逐渐变好,镁空气电池阳极效率和放电电压逐渐增高。(4)Li_2CrO_4可以有效改善AZ31镁合金在3.5 wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,AZ31镁合金在3.5 wt%NaCl+0.1 wt%Li_2CrO_4溶液中的腐蚀电流密度仅为在3.5 wt%NaCl溶液中的1/7。Li_2CrO_4作为电解液添加剂可以有效提高镁空气电池间歇放电阳极效率,改善镁负极表面放电产物形貌。(5)Na_3PO_4?12H_2O和NaVO_3对AZ31镁合金在0.6 M NaCl溶液中均有很好的腐蚀抑制效果。在含Na_3PO_4?12H_2O和NaVO_3的两种溶液中,镁合金表面分别会产生一层磷酸盐保护膜和一层钒酸盐保护膜,并减慢合金的自腐蚀速率。磷酸盐保护膜比钒酸盐保护膜更完整,因此Na_3PO_4?12H_2O对AZ31镁合金的腐蚀抑制效果更好。Na_3PO_4?12H_2O和NaVO_3作为电解液添加剂均可有效提高电池阳极效率,降低电池间歇放电间歇期的阳极效率损失,改善镁负极表面放电产物形貌。相比于NaVO_3而言,Na_3PO_4?12H_2O对电池阳极效率的改善效果更明显。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-10-01）
邓金凤[3]（2013）在《镁负极加工状态与缓蚀剂对镁空气电池的影响》一文中研究指出镁合金的低密度、高电化学活性、较低的标准电极电位以及较高的电池能量密度等优势，在化学电源等领域具有良好的应用前景而成为研究热点。但由于镁合金自腐蚀析氢严重、电压滞后以及镁电极成本较高等问题，一直阻碍和限制了镁电池负极材料的广泛发展。因此，本论文通过对AZ31B镁合金挤压态、轧制态、铸轧态以及铸态四种状态材料的电化学性能和电池放电性能做了一系列研究，为选择高性价比的镁合金电池负极材料提供理论依据。本文采用Tafel极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）、计时电位法、失重法、电子扫描电镜（SEM）、EDS以及电池放电测试等试验，对四种加工状态AZ31B镁合金的电化学性能进行了研究，并将四种电极与自制的MnO2体系薄片空气电极以及3.5wt.%的NaCl溶液组装成镁空气电池单体，分别测试其在5mA·cm-2和10mA·cm-2电流密度下的恒流放电性能以及在5mA·cm-2电流密度下的间歇放电性能；并研究了铬酸锂、色氨酸、六次甲基四胺和醋酸镧四种缓蚀对镁空气电池在不同电流密度下恒流放电和间歇放电性能的影响。研究结果如下：①四种加工状态电化学性能测试中，挤压态因具有较小的晶粒尺寸和均匀的组织，拥有较负的平衡电位，电化学活性高，较低的自腐蚀电流密度0.054mA·cm-2，耐蚀性能最好；轧制和铸轧的耐蚀性能相当，高于铸态镁合金；铸态的平衡电位较正，较小的电荷传递电阻；自腐蚀严重，腐蚀产物呈致密的大块状，不易脱落。挤压态腐蚀产物较疏松、细小。挤压态、轧制态和铸轧态在恒流放电过程中相对稳定，铸态电压波动较大。②四种加工状态镁空气电池的开路电压相近，在1.61V左右。镁空气电池在5mA·cm-2电流密度下恒流放电，挤压态放电平稳，放电平台在1V左右，放电持续时间长；轧制态和铸轧态放电时间均在42h左右，稍低于挤压态放电时间，且放电平稳度不如挤压态；铸态放电时间较短，电压波动较大。10mA·cm-2电流密度放电下，挤压态放电容量稍低于轧制和铸轧态，但后者表现出轻微的电压波动。间歇放电中，挤压态仍表现出较好的综合放电性能，铸态出现电池内部短路现象，放电稳定性能差。③铬酸锂、色氨酸、六次甲基四胺和醋酸镧的添加，对镁负极的耐蚀性能都有所提高。镁负极的平衡电位正移，腐蚀电流密度降低，铬酸锂缓蚀效率达97.43%；四种缓蚀剂的添加，对镁空气电池开路电位影响不大。电池放电电压和放电容量均增大；间歇放电过程中放电电压也有所增加，循环性能有所提高；四种缓蚀剂对镁空气电池的电压滞后影响不明显。四种缓蚀剂缓蚀效果大小顺序依次为：铬酸锂、色氨酸、六次甲基四胺、醋酸镧。(本文来源于《重庆大学》期刊2013-04-01）
邓姝皓,易丹青,赵丽红,周玲伶,王斌[4]（2007）在《一种新型海水电池用镁负极材料的研究》一文中研究指出通过正交实验设计出一种新的Mg合金负极材料,研究了几种添加元素对镁合金的电化学性能的影响;用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜结合能谱(SEM)和金相显微镜(EDS)分析了镁合金的相结构、表面形貌和显微组织;采用化学和电化学方法研究了镁合金的化学和电化学性能。结果表明添加合金元素的镁合金内部晶粒尺寸均匀、晶粒细小,具有明显的网状组织;作为负极材料其阳极极化小、工作电位较负且稳定、自腐蚀速度很低,腐蚀产物易剥落,适用于中、小工作电流下工作,其综合性能较AZ31和MB8商用镁合金负极材料要高很多。(本文来源于《电源技术》期刊2007年05期）
镁负极论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
能源是保障人类生存和社会发展的重要物质基础,然而在过去的一百多年里,煤、石油以及天然气等传统能源被大量消耗,能源危机已经成为世界各国不可回避的问题。同时传统能源的使用还造成了严重的环境污染,因此开发新型绿色能源迫在眉睫。金属空气电池具有成本低、无毒、无污染、理论电压和比能量密度高等优点,是传统能源的理想替代品。镁是地球上储量居第八位的元素,具有密度低(1.74 gmL~(-1))、化学性质活泼以及电化学当量高(2.20 Ahg~(-1))等优点,是金属空气电池的理想负极材料。但由于其活泼的电化学性质,镁合金在中性盐电解液中极易被腐蚀,导致镁空气电池阳极效率很低。另一方面,镁空气电池在放电过程中,镁负极表面会产生一层主要成分为氢氧化镁的放电产物膜,电池在间歇放电时会产生严重的电压滞后现象。本论文通过极化曲线、阻抗曲线(EIS)以及析氢实验等测试方法研究了微观结构和含氧阴离子缓蚀剂对镁合金电化学性能的影响,通过连续放电测试和间歇放电测试等测试方法研究了镁负极微观结构和含氧阴离子缓蚀剂作为电解液添加剂对镁空气电池放电性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)和能谱仪(EDS)研究了镁负极表面放电产物的形貌及成分。主要研究内容如下:(1)通过预压缩变形及随后的退火处理制备了不同孪晶含量的AZ31镁合金,并研究了以这些镁合金为负极材料的镁空气电池的性能。随孪晶含量的增加,AZ31镁合金电化学活性逐渐增强,镁空气电池平均放电电压逐渐变高,电压滞后时间逐渐变短。(2)研究了织构对镁合金耐腐蚀性能以及镁空气电池放电性能的影响。当合金表面状态为机械打磨时,AZ31镁合金TD-ND面比RD-TD面具有更好的耐腐蚀性能,基于TD-ND面镁负极的镁空气电池具有更高的阳极效率。(3)通过冷轧变形和随后的退火工艺获得了不同晶粒尺寸的AZ31镁合金板材,并研究了以这些合金为负极材料的镁空气电池的性能。随晶粒尺寸的减小,AZ31镁合金电化学活性和耐腐蚀性能逐渐变好,镁空气电池阳极效率和放电电压逐渐增高。(4)Li_2CrO_4可以有效改善AZ31镁合金在3.5 wt%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,AZ31镁合金在3.5 wt%NaCl+0.1 wt%Li_2CrO_4溶液中的腐蚀电流密度仅为在3.5 wt%NaCl溶液中的1/7。Li_2CrO_4作为电解液添加剂可以有效提高镁空气电池间歇放电阳极效率,改善镁负极表面放电产物形貌。(5)Na_3PO_4?12H_2O和NaVO_3对AZ31镁合金在0.6 M NaCl溶液中均有很好的腐蚀抑制效果。在含Na_3PO_4?12H_2O和NaVO_3的两种溶液中,镁合金表面分别会产生一层磷酸盐保护膜和一层钒酸盐保护膜,并减慢合金的自腐蚀速率。磷酸盐保护膜比钒酸盐保护膜更完整,因此Na_3PO_4?12H_2O对AZ31镁合金的腐蚀抑制效果更好。Na_3PO_4?12H_2O和NaVO_3作为电解液添加剂均可有效提高电池阳极效率,降低电池间歇放电间歇期的阳极效率损失,改善镁负极表面放电产物形貌。相比于NaVO_3而言,Na_3PO_4?12H_2O对电池阳极效率的改善效果更明显。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
镁负极论文参考文献
[1].刘文凤.微纳米复合铁酸镁负极材料的合成及储锂性能研究[D].河南师范大学.2017
[2].赵炎春.镁负极微观结构和含氧阴离子缓蚀剂对镁空气电池性能的影响[D].重庆大学.2016
[3].邓金凤.镁负极加工状态与缓蚀剂对镁空气电池的影响[D].重庆大学.2013
[4].邓姝皓,易丹青,赵丽红,周玲伶,王斌.一种新型海水电池用镁负极材料的研究[J].电源技术.2007