文档介绍：化学能源—电池
16班
制作:霍佳楠
演讲:段文暄
电
池
电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源,可以得到具有稳定电压,稳定电流,长时间稳定供电,受外界影响很小的电流,并且电池结构简单,携带方便,充放电操作简便易行,不受外界气候和温度的影响,性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
充电电池
B
燃料电池
C
锂电池
D
动力电池
E
电池的种类
干电池
a
充电电池
干电池
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池。不仅适用于手电筒、收录机、照相机等,而且也适用于国防、科研、医学等国民经济中的各个领域。中间是正极碳棒,外包石墨和二氧化锰的混合物,再外是一层纤维网.
充电电池又称二次电池,在放电时进行氧化还原反应,实现化学能转变为电能,再由电能转变为化学能的循环。充电电池是在一次性电池基础上的发展,更加经济实用。最早使用的充电电池是铅蓄电池,目前汽车上使用的电瓶大多是铅蓄电池。
干电池&充电电池
锂电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
锂电池
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动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。
结构:
电池盖
正极----活性物质为氧化钴锂
隔膜----一种特殊的复合膜
负极----活性物质为碳
有机电解液,
电池壳
动力电池
介绍
特性
概述
燃料电池
效率高
能量转化可高达80%,其中电能40%、热能40%(火力发电热效率35~47%左右,热电厂能量效率60~70%)
污染小
燃料电池一般仅排出水和二氧化碳
燃料电池不需传送机构,没磨损,噪音小
燃料电池是一种化学电池,也是一种新型发电装置,它能把燃料的化学能直接连续地转变为电能,是继水电、火电和核电之后的第四种发电系统。
构造
在阳极上
在阴极上
总反应
燃料电池工作原理
反应物与生成物在经过燃料电池时的总差
1
H2作负极反应物,失去电子,被氧化,生成H+。但是电极方程式却不一定是H2-2e-=2H+。为什么呢? 因为电解液的酸碱性不知道。如果电解液为酸性或者中性,这些H+是可以在其中大量存在的,则电极方程式就是前面这个。但如果电解液是碱性的,如KOH溶液,这些生成的H+就会马上被中和掉生成H2O。因此,此时的电极反应就是两步,即H2-2e-=2H+和2H++2OH-=2H2O,两步合起来就是H2-2e-+2OH-=2H2O。 与此同时,O2作为正极反应物,得到电子,被还原,生成O2-。但电极方程式不是O2+4e-=2O2-。为什么呢?因为O2-是一种很不稳定的离子。而此时电解液如果是酸性的O2-就会立刻结合H+生成H2O。即此时的电极反应又是两步:O2+4e-=2O2-和2O2-+4H+=2H2O,两步合起来就是O2+4e-+4H+=2H2O。而如果此时电解液是中性或者碱性,H+极少,O2-就会跟H2O反应生成OH-,即2O2-+2H2O=4OH-,则这种情况下的电极方程式就是O2+4e-=2O2-和2O2-+2H2O=4OH-,两步合起来就是O2+4e-+2H2O=4OH-。
2
记忆方法
小结
电解为酸性
电解为碱性
负极反应式
H2-2e-=2H+
H2-2e-+2OH-=2H2O
正极反应式
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+2H2O=4OH-
总反应式
2H2+O2=2H2O
2H2+O2=2H2O