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化学电源分类

归档日期:07-06       文本归类:化学电池      文章编辑:爱尚语录

  化学电源分类_化学_自然科学_专业资料。化学电源 空气电池 锂电池 干电池 上图是锌-锰干电池 动画 1、干电池---普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒 作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是

  化学电源 空气电池 锂电池 干电池 上图是锌-锰干电池 动画 1、干电池---普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒 作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色) ------用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象);B: 用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。电极反应式为: 负极(锌筒):Zn – 2e- === Zn2+ 正极(石墨):2NH4+ + 2e - === 2NH3 + H2 H2 + 2MnO2 === Mn2O3 + H2O 总反应:Zn + 2NH4+ + 2MnO2 === Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O 干电池的电压大约为1.5V,不能充电再生。 随着用电器朝着 小型化、多功能化发 展的要求,对电池的 发展也提出了小型化、 多功能化发展的要求。 体积小、性能好的碱性锌-锰电池应运 而生。这类电池的重要特征是电解液由原来 的中性变为离子导电性更好的碱性,负极也由 锌片改为锌粉,反应面积成倍增长,使放电电 流大幅度提高。 铅蓄电池 2、铅蓄电池 铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形 外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层 棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔 橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入 到硫酸溶液中。放电时为原电池,其电极反应如下: 负极:Pb + SO42- - 2e - === PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - === PbSO4 + 2H2O 总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到 1.18g/ml 时应停止使用进行充电,充电时为电解池, 阳极:PbSO4 + 2H2O - 2e - === PbO2 + 4H+ + SO42阴极:PbSO4 + 2e -=== Pb + SO42总反应式为:2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4 当溶液的密度升到1.28g/ml时,应停止充电。上述过程的总反应 式为: 放电 Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 充电 银锌电池 锌汞电池 3、银锌电池 一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似钮 扣(俗称钮扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的 正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电 解质溶液为KOH浓溶液。电极反应式如下: 负极:Zn + 2OH- -2e- === ZnO + H2O 正极:Ag2O + H2O + 2e- === 2Ag + 2OH电池的总反应式为:Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO 电池的电压一般为1.59V,使用寿命较长。 4、碱性蓄电池 这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多,且拾携带很方便。 放电 Ni-Cd电池:Cd + 2NiO(OH)2 + 2H2O ====== 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 充电 放电 Ni-Fe电池:Fe + 2NiO(OH)2 + 2H2O ====== 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2 充电 ( 碱性可充电电池及简易充电座) 锂电池 使用锂电源的手机与手提电脑 锂是密度最小的金属,用锂作为电 池的负极,跟用相同质量的其他金属作 负极相比较,使用寿命大大延长。 5、微型锂电池 常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池,一般用金属锂作负极, 石墨作正极,电解质溶液为溶有四氯化铝锂(LiAlCl4 )的亚硫酸 氯(SOCl2 )。电池的总反应式如下: 8Li + 3SOCl2 ====== 6LiCl + Li2SO3 + 2S 这种电池的容量大,电压稳定,能在-56.70C--- +71.10C的大范围温 差内正常工作 化学电源先锋——锂离子电池 自1859年GastonPlante提出铅酸蓄电池概念以来,化学电源界 一直在探索新的高比能量、循环寿命长的二次电池。1990年日本 Sony公司率先研制成功并实现商品化的锂离子电池是在锂电池基础 上发展起来的。锂离子电池是以嵌锂化合物作为正负极材料,具有 高电压、大容量、自放电小及绿色环保优点,基本解决了困扰锂电 池的安全性差和充放电寿命短的问题。 伴随着向多媒体时代的迈进,笔记本电脑、移动无绳电话、摄 像机等便携电子产品的普及,使对锂离子电池的需求日益增加, 1999年锂离子电池全球需求量为4?02亿只,预计到2004年将达到 7.6亿只,平均每年将增长15%。锂离子电池的显著特点使其在其他 领域如电动汽车、空间技术、国防工业等方面展示了广阔的应用前 景和潜在的巨大经济效益 日本产海水电池 以海水电池为能源的航海标志灯 6、海水电池 1991年,我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池, 用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的 氧气使铝不断氧化而产生电流。其电极反应式如下: 负极:4Al – 12e- === 4Al3+ 正极:3O2 + 6H2O + 12e- === 12OH总反应式为:4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3 这种电池的能量比普通干电池高20---50倍! 新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外 界输入,同时将电极反应产物不断排出电池 7、氢氧燃料电池 动画 这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。其电极材 料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极 等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应式如下: 负极:2H2 + 4OH- -4e- === 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH总反应式:2H2 + O2 === 2H2O 8、熔融盐燃料电池 这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池,在加拿大等少数发 达国家己接近民用工业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同,有 多个不同的品种,如天然气、CO、---熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐 型等等,一般要在一定的高温下(确保盐处于熔化状态)才能工作。 下面以CO---Li2CO3 + Na2CO3---空气与CO2型电池为例加以说明: 负极反应式:2CO + 2CO32- -4e- === 4CO2 正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e- === 2CO32总反应式为:2CO + O2 === 2CO2 该电池的工作温度一般为6500C 发表日期:2003年1月9日 出处:百科知识2002.02 已经有283位读者读过此 文 【编辑录入 其他化学电源 美国密歇根大学的生物化学家装配了靠细菌工作的燃料电池细菌像其他的活 细胞一样能分解葡萄糖,并把这样得到的能量转变为三磷酸腺苷,即万能的细胞 电力。在这一过程中产生电子流,使整个细胞系统活跃起来。在燃料电池里面燃 烧的葡萄糖,能产生电流为17mA时的电压0.6V。他们打算把这些电池用于便携 式通讯工具上。 新型质子聚合物电池由日本NEC公司研制,工作起来很像电容器,它比传统 的电化学电池储存的电荷更多。电池充足电后,氢原子被束缚在负极材料里,在 电路打开时,电子从原子中分裂出来,通过电路并放出电来。质子通过电解质流 向正极,与流进来的电子再形成氢原子,并结合到正极材料上,电池的充电过程 则刚好与此相反。与传统的电化学反应相比,捕获和释放质子反而使电极老化得 更慢。因此质子聚合物电池可反复使用数以万个循环周期,寿命大大延长。 中国科学家成会明等人最近合成高质量的碳纳米材料,这种新材料能储存和 凝聚大量的氢气,并可能做成氢氧燃料电池驱动汽车,国际权威刊物认为这是世 界范围内迄今为止最令人信服的结果。 再见!

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