[发明专利]海藻酸钠的应用、镁-空气电池用电解液缓蚀剂、电解液及其制备方法、镁-空气电池

说明书

本发明涉及海藻酸钠的应用、镁‑空气电池用电解液缓蚀剂、电解液及其制备方法、镁‑空气电池，属于镁‑空气电池技术领域。本发明首次提出海藻酸钠在镁‑空气电池用电解液缓蚀剂方面的应用。本发明的镁‑空气电池用电解液缓蚀剂，包括海藻酸钠、硅酸钠，所述海藻酸钠、硅酸钠的摩尔比为0.004～0.4：0.001～0.2。本发明的镁‑空气电池用电解液缓蚀剂，组分构成简单，成本低，安全且符合环保要求，不但能显著降低镁阳极的析氢自腐蚀速率，还能使镁阳极的开路电位和外加电流条件下的工作电位显著负移，阳极效率升高，使镁阳极合金拥有良好的耐蚀性和较高的电化学活性。

技术领域

本发明涉及海藻酸钠的应用、镁-空气电池用电解液缓蚀剂、电解液及其制备方法、镁-空气电池，属于镁-空气电池技术领域。

背景技术

由于金属空气电池具有高效、清洁等优点，因此将成为21世纪的理想动力电源之一。我国已经加大了对金属空气电池，尤其是镁-空气电池和锌-空气电池等的研发投入。镁-空气电池以空气电极为正极，金属镁或镁合金作为负极，中性水溶液作为电解液，空气中的O2通过气体扩散电极到达气-固-液三相界面与金属Mg发生反应而放出电能，其产物无毒并可回收利用，是理想的电池体系。该电池体系具有材料来源丰富，能量密度大，可靠性高，安全且无污染、价格低等优点，具有很广阔的应用前景。

自上世纪70年代起，国内外已经对镁-空气电池作了大量研究，总体来看，研究主要集中在镁阳极材料、电解液缓蚀剂以及电池体系等方面。由于纯镁是一种比较活泼的金属材料，在中性溶液中自腐蚀速率较大，并产生大量氢气，使电池不能充分发挥高能量电源的优势，尤其是在大电流密度工作条件下，其稳定工作电位较低，阳极极化严重，限制了镁-空气电池的工业产业化和实际应用。近年来的研究发现，通过微合金化开发出新型镁阳极材料，以及添加相应的电解液缓蚀剂，可大大提高镁阳极的电化学性能及其在电池中的应用性能。

大多数单一型电解液缓蚀剂虽然能够减小镁阳极合金的自腐蚀速率，但往往是以牺牲阳极活性为代价；能同时满足减小镁阳极合金自腐蚀速率，且不影响甚至是能够提高镁阳极活性的缓蚀剂，一般是复合型缓蚀剂，但大多数复合型缓蚀剂组分复杂，一方面会造成材料、资源浪费，另一方面某些组分可能会造成环境污染，不符合环保要求。因此寻求一类新型的单一型缓蚀剂或简单复合型缓蚀剂，既能显著提高镁阳极活性又能显著降低自腐蚀速率，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海藻酸钠在镁-空气电池用电解液缓蚀剂方面的应用。

本发明的第二个目的在于提供一种镁-空气电池用电解液缓蚀剂，不仅能显著降低阳极自腐蚀速率还能提高阳极活性。

本发明的第三个目的在于提供一种镁-空气电池用电解液。

本发明的第四个目的在于提供一种镁-空气电池用电解液的制备方法。

本发明的第五个目的在于提供一种镁-空气电池。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种海藻酸钠在镁-空气电池用电解液缓蚀剂方面的应用。

本发明首次提出海藻酸钠用于镁-空气电池电解液缓蚀剂，具有好的应用前景。

一种镁-空气电池用电解液缓蚀剂，包括海藻酸钠、硅酸钠，所述海藻酸钠、硅酸钠的摩尔比为0.004～0.4：0.001～0.2。

所述海藻酸钠在电解液中的浓度为0.004～0.4mol/L。所述硅酸钠在电解液中的浓度为0.001～0.2mol/L。

上述海藻酸钠的化学式为(C6H7O6Na)n，常温下为白色或淡黄色粉末。