Mg作为金属半燃料电池的一种阳极材料,具有高比能量,高法拉第容量和较负的氧化电位等优点,而引起了广泛的关注。在实际使用时,Mg阳极存在自腐蚀析氢反应和“负差效应”以及Mg表面易形成钝化膜等问题,导致Mg阳极性能的降低。在Mg中添加合金元素和在电解液中加入添加剂可有效提高Mg阳极的性能。本论文研究了在Mg中添加Li和Ce两种合金元素及在电解液中添加锡酸钠和氟化钠对电极性能的影响。本论文采用真空熔炼法制备了铸态Mg-8Li,Mg-8Li-0.5Ce和Mg-8Li-1Ce三种合金。采用Tafel极化曲线、恒电势氧化法和电化学阻抗谱法,研究了Mg, Mg-8Li, Mg-8Li-0.5Ce和Mg-8Li-1Ce电极在0.7 mol·L-1 NaCl溶液中的电化学行为。采用扫描电子显微镜观测了电极放电前后的表面形貌变化。研究了锡酸钠和氟化钠两种电解质添加剂对电极放电性能的影响。采用失重法测定了电极的自腐蚀速率和电流效率。研究了以Mg, Mg-8Li, Mg-8Li-0.5Ce和Mg-8Li-1Ce为阳极的Mg-H2O2半燃料电池的性能。结果表明：在0.7mol·L-1 NaCl溶液中,电极的电氧化活性排列顺序表示为：Mg-8Li>Mg-8Li-1Ce>Mg> Mg-8Li-0.5Ce,在-0.8 V电位下,Mg-8Li电极的放电电流密度约为53 mA·cm-2。Li元素对Mg电极起到了“活化”作用。锡酸钠和氟化钠作为电解质添加剂,有效提高了电极的电氧化活性,对电极起到了“活化”作用。同时,锡酸钠的加入还提高了电极的间歇放电和连续放电的电流效率。未加入添加剂时,以Mg-8Li合金为阳极的Mg-H2O2半燃料电池的峰值功率密度最大,为134mW·cm-2。在阳极电解液中加入1 mmol·L-1锡酸钠后,以Mg-8Li-1Ce合金为阳极的Mg-H2O2半燃料电池的峰值功率密度最大,为180mW·cm-2。
