铝是世界上最丰富、应用最广的有色金属,其电化学性能优异,是开发化学电源和牺牲阳极的理想电极材料。铝-空气电池是一种很有发展前景的高能电池,具有高能、无毒、价廉等优点。 本文简要介绍了铝-空气电池和铝牺牲阳极的发展历程及其存在的问题,并总结了提高铝-空气电化学性能的可能途径。熔融制作了Al-In、Al-In-Zn、Al-In-Bi、Al-In-Pb、Al-In-Zn-Bi、Al-In-Zn-Bi-Pb等系列合金,将它们作为研究电极,并通过测试其SEM和EDAX对其表面形态进行了分析。通过阳极极化曲线、循环伏安曲线、析氢曲线、电极电位等性能测试,对4mol·L^-1NaOH溶液中In、Zn、Bi、Pb等合金添加元素对铝阳极所产生的影响进行了研究探讨。结果表明,铟对铝阳极有活化作用,使铝的腐蚀电位发生负移,但同时也会加大析氢副反应的速度;锌的加入促进了铟的合金化,减少富铟偏析相的形成,而且能极大地降低铝阳极的析氢反应速率,使其钝化;铋的引入有助铝阳极活化,但同时又会导致析氢速率的提高;铅的存在使铝阳极钝化,有效地抑制了析氢反应,但加大了阳极极化。将这几种金属元素分别组成多元铝合金后,不同元素的互补作用使得铝电极综合性能得到更进一步的提高。实验证明:这几种金属元素对铝合金阳极性能的影响均是通过“溶解-再沉积”机理发挥作用的。 在中性电解液中选取了ZnCl₂和SnCl₂两种添加剂进行研究,在碱性溶液中选取了Ca₃（C₆H₅O₇）₂·4H₂O+CaSnO₃、Na₂SnO₃、K₂MnO₄三种添加剂进行研究。通过多种电化学实验方法测试各种添加剂对Al-In电极在中性及碱性电解液内的阳极极化曲线、析氢曲线、阳极利用率、电极电位、自腐蚀电位,并对其效果进行了综合分析。结果表明,引入的这5种添加剂均能不同程度地提高Al-In阳极电化学性能,使腐蚀电位负移,抑制析氢反应的发生,提高阳极利用率。特别是K₂MnO₄的作用尤其明显,阳极利用率达到了81.0%,电极电位高达-1.78V。它们的作用机理主要遵循“溶解-再沉积”机理,而且添加剂的浓度对添加效果也有较大影响。