化学电源上课用3精要.ppt

3、锂电池 优点：等质量可释放电子多。质 量轻、电压高、效率高、寿命长，属高能电池。（创新方案33） * 锂电池 干电池 纽扣电池 太阳能电池 燃料电池 蓄电池 一、几种常见电池 1.干电池（普通锌锰电池） 常见有酸性 和碱性两种。 早期为酸性的， 1860年发明。 但放电时间短、 酸液腐蚀外壳。 已逐渐被淘汰。 酸性见右图： 酸性锌锰干电池的负极是Zn，正极是C与MnO2， 电解质NH4Cl其电极反应为： 负极：Zn — 2e- ===Zn2+ 正极：2NH4+ + 2e- === 2NH3 + H2 Zn2+ + 2NH3 == Zn（NH3）22+ 2MnO2 +H2 == Mn2O3 + H2O + — 碳棒 MnO2 KOH 锌 碱性锌锰干电池克服了酸性锌 锰干电池的两个缺点。 碱性锌锰干电池的负极是Zn， 正极是C与MnO2，电解质是KOH， 其电极反应为： 负极：Zn — 2e- + 2OH- == ZnO + H2O 正极：MnO2 + 2e- + 2H2O == Mn（OH）2+ 2OH- 电池总反应式： Zn + MnO2 + H2O = ZnO + Mn（OH）2 特点：比普通锌锰电池性能好，比能量和 储存时间均有提高，可适合大电流和连续放 电。 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。 2、铅蓄电池 能循环使用，电压稳定 负极(Pb)：Pb+SO42--2e- = PbSO4 电解质溶液：H2SO4 正极(PbO2)： PbO2+SO42-+4H+ +2e- =PbSO4+2H2O 总反应： Pb + PbO2+4H++2SO42-= 2PbSO4+2H2O 充电： 充电时原原电池的负极接电源的负极作电解池的阴极 充电时原原电池的正极接电源的正极作电解池的阳极 阴极：PbSO4 + 2e- == Pb + SO42- 充电时为电解池： 阳极：PbSO4 + 2H2O -2e-== PbO2 + 4H+ + SO42- 总反应为：2PbSO4 + 2H2O == Pb + PbO2 + 2H2SO4 Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 +2H2O 放电 充电 可逆电池（二次电池）： 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的反应为Pb＋PbO2＋２H2SO4＝＝＝２PbSO4＋２H2O，下列结论正确的是 A．Pｂ为正极被氧化 B．溶液的 pH不断减小 C． 只向PbO2处移动 D．电解质溶液pH不断增大 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为： 此电池放电时，负极上发生反应的物质是 A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn 结构：锂作为电池的 负极 二、新型燃料电池 原理相同： 工作时发生的仍然是氧化还原反应 特点： 工作时氧化剂和还原剂是从外界不断输入的，同时将电极产物不断排出电池。 燃料电池是名副其实的把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。能量转换率很高。 燃料电池 1、铝—空气燃料电池 （电解质溶液为盐溶液） 负极（Al）：4Al-12e-=4Al3+ 正极（空气）：3O2+6H2O+12e-=12OH- 总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 2e- 氢 气 氧气 H2O H H + + OH OH - - A 负极 正极 2、氢氧燃料电池 碳棒 碳棒 - 酸性或碱性溶液中，正负极反应有所不同，但总反应方程式不变。 负极(C):2H2-4e-=4H+ 正极(C)：O2+4e-+2H2O=4OH- 总反应式：2H2 +O2 = 2H2O