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2 新型复合电极材料的研究现状 为解决传统铅、钛电极所存在的基体材料电阻率大、表面电势分布不均、基体材料的组成结构设计等问题，目前涌现出了以Ti-Al、Pb-Al、Ti-Cu以及中间层包覆Al基等新型层状复合电极材料[44-50]，其不仅减轻了电极重量、提高强度以及降低成本，而且层状复合电极材料具有较传统电极材料更为优异的综合电化学性能，根据其与传统极板的模拟实验比较发现：强度提高37-45%，节省电耗6-10%，电流效率提高3-4% ,成本下降25%，重量减轻30%，耐腐蚀率提高33%-37%。 新型层状复合电极材料打破了传统电极采用单一金属（或合金）作为电极基体材料的结构模式，提出了以层状复合结构作为电极基体材料的设计方案，电极的基体采用多层金属复合的“三明治”式结构(如图1所示)，其优势有以下几点： (1)改变了电极电流的传输方式：可充分发挥内芯金属（Al、Cu）电阻率小的性质，以其作为电极的集流载体和导电通道，起到减小电极内阻、加快电子在电极中的传输速度、降低电极电位和均化电流分布的作用，而外层金属仍然保持“阀金属”的电化学性质； (2)中间过渡层的引入不仅避免了因基体在电解过程不被电解液浸蚀和电解过程中产生的氧离子发生反应而导致的涂层失效，而且中间过渡层的选择可实现基体、涂层与其形成固溶体，间接地增强了涂层与基体的结合强度，防止了涂层的脱落失效，保证了涂层的使用寿命。 3 结论 本文作者多年对电极材料研究中认识到：导电性能、耐蚀性能和催化活性是电极材料选择的三要素，也是电极组成结构的设计依据。在满足三要素的前提下，电极的外涂层与基体的结合状态、界面演变、组织结构以及固溶关系就决定了电极涂层粘结能力、反应比面积、析氧电位和活化能，最终决定了电极的综合性能。因此，低成本、高性能的复合电极材料将作为未来湿法冶金、电化学工业研究开发和应用的重要发展方向之一，新型层状复合电极材料的研究将为高性能节能型电极材料的发展开辟一条新途径，这不仅为设计和制备新型层状复合电极材料提供理论和技术基础，而且为湿法冶金和电化学工业带来节能降耗、提高产品质量等重大实用价值，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。也为低成本节能型电极材料的选择、结构设计以及电极组织结构与性能的关联性等应用提供了理论依据和技术支撑。 |
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