文档介绍：化学电源
授课者:陈沙
问题讨论
1、通过日常生活的学****你知道哪些电池?其中哪些属于化学电池?
2、化学电池与其他能源相比有哪些优点?
3、判断电池的优劣标准主要是什么?
4、目前化学电池主要分为哪几大类?产生电能的基本原理是什么?各自有什么特点?
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分类:
①一次电池又称不可充电电池或干电池
②二次电池又称充电电池或蓄电池
③燃料电池
优点:
①能量转换效率高,供能稳定可靠
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组,使用方便
③易维护,可在各种环境下工作。
电池优劣的判断标准:
①比能量
[单位:(w·h/kg),(w·h/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出电能
的多少
②比功率
[单位:(W/kg,W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率
的大小.
③电池的可储存时间的长短
除特殊情况外,质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池,其质量好。
用途广泛的电池
用于“神六”的太阳能电池
笔记本电脑专用电池
手机专用电池
摄像机专用电池
各式各样的纽扣电池
碱性锌-锰干电池
负极--Zn
正极—MnO2
电池反应:
电解质:
KOH
负极:Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
[思考]该电池的正负极材料和电解质?
碱性锌锰电池的优点:
电流稳定,放电容量、时间比干电池增大几倍,不会气涨或漏液。
(一)一次电池
铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……
1)正负极材料
正极:PbO2
负极:Pb
2)工作机制
电解质:H2SO4溶液
铅蓄电池为典型的可充电电池,其电极反应分为放电和充电两个过程
(二)二次电池
放电过程总反应:
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O
Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s)
正极:
PbO2(s) + 4H++SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O
氧化反应
还原反应
负极:
①放电过程
铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4
2PbSO4(s)+2H2O(l)
①充电过程
PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42-
还原反应
阴极:
阳极:
2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H+ + SO42-
氧化反应
接电源负极
接电源正极
充电过程总反应:
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4
铅蓄电池的充放电过程:
放电
充电
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨,负极盖填充锌***合金,电解质溶液KOH。反应式为:
2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O
写出电极反应式。
充电
放电
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。
1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。
1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。
1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。