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第一章
1化学电源的组成部分
电极:有正极和负极 电解质隔膜外壳
2电极的组成部分及各部分的作用和要求
电极:有正极和负极,由活性物质和导电骨架组成
活性物质:是正负极中参加成流反应的物质。
正极活性物质:一般为电极电势较高的金属氧化物、氯化物、氟化物、硫化物等。如:MnO2,PbO2,O2,AgO,NiOOH
负极活性物质:一般为电位较低的金属。如:Zn.Pb,H2,Li,Cd
电解质
电解质的作用: 正负极间传递电荷;参加电极反应;建立电极电位。
电解质的要求:比电导高,溶液欧姆压降小;对固体电解质,离子导电性好,电子绝缘;化学性质稳定好,不与活性物质发生反应;电化学稳定窗口范围宽;沸点高、冰点低,使用温度范围宽。
隔膜
隔膜的作用:防止电池正负极接触,内部短路,吸蓄电解液。
隔膜的要求:电解质离子运动阻力小;电子的良好绝缘体;阻止电极上脱落的活性物质微粒;阻止枝晶的生长穿透。
外壳
是电池的容器。只有锌-锰干电池是锌电极兼作外壳。
外壳的要求:机械强度高;耐振动;耐冲击;耐腐蚀;耐温差;美观
3说出写出电池常用的粘结剂
电极常用粘结剂有: 聚乙烯醇(PVA);聚四氟乙烯(PTFE);羧甲基纤维素钠(CMC);聚偏氟乙烯(PVDF);丁苯橡胶 (SBR)
4、5见2
6使用电池组的目的是什么?电池组使用寿命的关键在哪里?
7什么是电动势?如何求得?
电动势是正负极均处于平衡状态时两极间电位差。电动势可以用能斯特方程计算。
ΔG t,p=-nFE
8什么是开路电压?与电动势有何不同?
开路电压是外电路没有电流流过时电极之间的电位差(Voc)
Voc = E – IRi
9什么是工作电压?工作电压为何小于开路电压?
工作电压是有电流通过外电路时,电池两极间的电位差。工作电压( V )又称为放电电压或负荷电压。
10什么是终止电压?低温大电流工作时终止电压为何可以规定的低一些?
电池放电时,电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压。
一般在低温或大电流放电时,终止电压低些,因为这些情况下,电极极化大,活性物质得不到充分利用,电池电压下降较快。小电流放电时,终止电压规定高些。
11什么是时率、什么是倍率?两者有何关系?
时率:以放电时间(h)表示的放电速率。指以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数。
倍率:以额定容量的倍数表示的放电速率。指电池在规定时间内放出其额定容量所需电流值。
12电池的全内阻由哪几部分组成?什么是比电阻?
电池全内阻=欧姆内阻 + 极化内阻
13电极的固相电阻由哪几部分电阻构成?
由电极材料、电解液、隔膜电阻、各部分零件的接触电阻组成。
14什么是电化当量?理论基础是什么?公式表示?
电化学当量是指在一个电极反应中,相当于1摩尔电子的参与反应物的质量
q=M/26.8n
15理论容量如何计算?活性物质利用率如何计算?
理论容量:Ct=26.8nm0/M = mt/q (q=M/26.8n为电化当量,mt-活性物质完全反应质量)
16按电池贮存性质和工作方式电池分几类?各举几例
按工作性质和贮存方式分作四类:
一次电池(原电池):锌-锰干电池、碱锰电池、锂电池、锌-氧化银电池、锌-汞、镉-汞电池。
二次电池(蓄电池):铅酸电池、镉-镍电池、金属氢化物-镍电池、锌-氧化银电池、锂离子电池。
贮备电池(激活电池):锌-氧化银电池、镁-氯化银电池、铅-高氯酸电池。
燃料电池(连续电池):氢-氧燃料电池、肼-空气燃料电池。
17电池的放电方式有哪几种?
由于负载特性不同,电池放电时基本上有两种方式:一种是恒电流放电;另一种是恒定电阻放电。对于纯电阻性负载,电池工作时为恒电阻放电。电池的工作方式为恒电阻放电时,电池的工作电压和放电电流均随访点时间的延长而下降;电池的工作方式为恒电流放电时,工作电压随访点时间的延长而下降
18电池容量和比容量有哪几种?如何表示?
理论容量:Ct=26.8nm0/M = mt/q (q=M/26.8n为电化当量,mt-活性物质完全反应质量)
实际容量:C =It(恒流);C=Vav t/R (恒阻) η=mt/m × 100%;η=C/Ct × 100%
额定容量: Cr-在设计和制造电池时,规定电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度容量。
比容量是单位体积或单位质量电池所给出的容量。
质量比容量:Cm=C/m (Ah/Kg)
体积比容量:Cv=C/V (Ah/L)
19电池能量和比能量有哪几种?如何表示? 20写出理论比能量的计算公式并解释
电池在一定的条件下对外做功所输出的电能叫电池的能量。单位一般用Wh表示。
理论能量:Wt=CtE
实际能量:W=C Vav
比能量:分为质量比能量和体积比能量
理论比能量:W t’ =1000E/(q++q-
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