在以上所介绍的液态金属电池中，镓作为活性金属被氧化，并从负电极（镓）释放电子通过负载到正电极（电极凝胶）以形成电流；形成的氢气聚集在电极凝胶和电解质之间的界面上，并最终离开电池。我们可以清楚地看到，放电没有造成负电极形态的任何变化。镓的表面易形成氧化镓薄层［20］，从而导致表面张力突然大幅下降［21］，形成的固态氧化层将阻止镓与电解质的电化学反应，如果采用NaCl溶液作为电解液，将导致电池“死亡”，因此本章中的电解液采用NaOH溶液，这是由于镓的氧化产物可溶于碱性溶液［22］。在此区域的pH值，反应产物根据热力学预测为Ga2 O3，形成可溶于NaOH溶液的Ga（OH）3水合络合物［23］。由于电解质的“清洁能力”，放电过程中镓电极表面保持化学活性，这可由图7.13e和图7.13f中的EDS光谱看出，两个EDS光谱在放电过程之前和之后均无显著差别，都出现了元素镓的峰值（含量为100%）。NaOH溶液的电化学阻抗谱（EIS）测量结果如图7.13g所示，电阻曲线和相位曲线的形式与简化的兰德尔斯电池相似，电阻的实际值是极化电阻和溶液电阻之和，随着频率的增加，极化电阻下降。24单元的电池串联电压随时间呈阶梯状下降（图7.12d中的黑色曲线）的趋势，推测形成这种现象的原因是所制备电池组的不均匀性，以及正极性失活所产生的氢气泡从电解质中逸出所致。当放电过程中有一个电池出现故障时，如液体电解液的移动，电池组的总电压将下降到较低水平［24］。正极上的电化学反应可以描述为反应方程式（7-3），水合氢离子被还原成氢气泡［25］。在单电池中（图7.12c），产生的氢气泡可以从电池的开口端逸出，但是在串联电池中（图7.12b），氢气泡不能逃逸，只能吸收在表面，导致电极的失活和电池的退化，这些缺点需要在今后的研究中加以克服。为了直观地说明所制备电池的工作能力，我们将LED连接到液态金属电池电路中，并点亮了两周以上，直到肉眼观察到明显的电极黑化（图7.12e）。(www.xing528.com)
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