304不锈钢表面磁控溅射制备Cr-C涂层的组织与耐高温电化学腐蚀性能

戴 汀，任延杰，杜晨阳，陈 荐，赵宇航

(1.长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙 410114；2.神华准能资源综合开发有限公司研发中心，鄂尔多斯 010300)

0 引 言

钠硫电池具有能量密度及功率密度高、自放电率低、适用领域广、原料成本低等优点，是稳定可再生能源电力输出质量最具潜力的一种储能电池[1]。硫极集流体是钠硫电池的主要结构部件，起着集流、导电和电池容器的作用，需具有良好的化学稳定性、导电性、热传导性、气密性和力学性能，其性能直接影响电池堆的稳定性与输出功率。钠硫电池硫极集流体材料目前主要包括不锈钢、软钢和铝合金等[1-3]。但是，金属硫极集流体与强腐蚀性的熔融多硫化钠直接接触时易发生不同程度的腐蚀[4]，产生的腐蚀产物在β″-Al2O3陶瓷管表面聚集，引起钠硫电池电阻上升、容量降低[5-6]，导致钠硫电池容量非正常衰减甚至使钠硫电池失效[7]。对金属硫极集流体表面进行改性，施加耐蚀导电的防护涂层是解决这一问题的有效途径。围绕钠硫电池硫极集流体的表面防护，国内外学者近年来开展了较多研究。目前，钠硫电池集流体的表面处理方法及防护涂层主要包括渗铬处理(一般应用于不锈钢或碳钢)[8]、导电钙钛矿类涂层[9-10]、Ni-W涂层[11]等。具有优异导电性能和化学稳定性的Ⅵ族过渡金属碳氮化物，如碳化铬因具有高熔点、优异的化学稳定性和导电性能，可用作钠硫电池集流体的高温防护涂层，但目前相关的研究鲜见报道。

熔盐具有优异的离子导电性，由其引起的腐蚀本质上是电化学过程，因此多种电化学测试技术被广泛应用于热腐蚀研究。……