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第 34 卷第 5 期北京化工大学学报 Vol. 34 , No. 5
2007 年 JOURNAL OF BEIJ IN G UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLO GY 2007
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抗脱落铁基二氧化铅电极的研究
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陈雅娴1 牟显庆2 陈咏梅1 万平玉1 杨俊佼1
(1 北京化工大学理学院, 北京 100029 ; 2 长安集团机械制造公司, 重庆 400021)
摘要: 采用 3 步阳极氧化法在铁片表面依次生成铁氧化膜、β PbO2 和α PbO2 ,制得结合牢固、抗脱落性能优良、
具有 Fe/ Fe x O y/β PbO2/α PbO2 结构的铁基二氧化铅电极。采用 XPS、XRD、交流阻抗和扫描电镜对铁氧化膜组
成、β PbO2 和α PbO2 的晶型及电化学活性、电极切面结构进行了分析表征。借鉴漆膜性能标准测试方法,对铁基
二氧化铅镀层的抗机械脱落性能进行了综合测试评价。研究发现,预先将铁基体放在 4 mol/ L KOH 水溶液中,在
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温度 80 ℃、阳极电流密度 60 mA/ cm 条件下,使铁片表面预氧化生成一层棕红色的 Fe3O4 薄膜,然后再依次阳极氧
化电镀β PbO2 和α PbO2 ,能够获得抗机械脱落性好、电化学反应活性高的铁基二氧化铅电极。
关键词: 二氧化铅; 镀层; 抗脱落
中图分类号: O646 ; TQ153
铁基二氧化铅( PbO2) 电极由于具有氧化还原于一身的铁基 PbO2 电极。为了对 PbO2 镀层的抗
电位高、电化学极化小、质量轻、刚度好等特点,因而机械脱落性能进行较全面的量化评价,本文借鉴漆
可以考虑选作制备在短时间内能够输出较大功率电膜性能标准测试方法,采用漆膜附着力试验仪、漆膜
能的储备电源的正极材料。铁基 PbO2 电极能否用圆柱弯曲试验仪和漆膜冲击试验器 3 种仪器,对铁
作储备电源正极材料的技术关键在于能否顺利解决基 PbO2 电极的镀层附着力、柔韧性和抗冲击性能
镀层易脱落的问题。在铁基上电镀 PbO2 ,必须统筹进行了测试分级。
解决铁基氧化溶解问题,以及 PbO 镀层本身固有
2 1 实验部分
的脆性问题,只有这样才能使 PbO2 镀层既能顺利
镀上,又能在较小的机械加工变形或一定的外力作 1 1 铁基 PbO2 电极的设计制备
用下不发生脱落,同时还能避免 PbO2 镀层在电池 1 1 1 主要试剂 KOH、PbO 、Pb (NO3 ) 2 、HNO3 、
开始工作时与铁基体很快发生电偶腐蚀而脱落。显冰醋酸均为分析纯,北京化学试剂公司。
然,在铁基表面预制一层相对稳定、和 PbO2 层结合 1 1 2 电极制备工艺
紧密的导电性铁氧化膜,是能否制得牢固的抗脱落(1) 铁片清净处理。将铁片经打磨、除油、清洗
后放入和质量分数分别为、
铁基 PbO2 电极的关键。铁氧化合物 Fe x O y ( y/ x = , H2 SO4 HCl ( 20 %
1~1 5) 组成结构的多样性和不确定性,使得