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主要内容： 化学电源的发展 化学电源的分类 化学电源的工作原理及组成 化学电源的电性能 化学电源中的多孔电极 本章重点： 化学电源的工作原理及组成：构成电池的必要条件；化学电源的基本组成部分及其作用。 化学电源的电性能：开路电压和电动势的意义及区别；内阻及其对电池性能的影响；工作电压及放电曲线的意义；容量、比容量、放电时率与放电倍率，利用率及其影响因素；能量，高比能量电池的条件；功率及其影响因素；自放电及其影响因素；循环寿命。 按电解质的性质分： 电解质为碱性水溶液—碱性电池 电解质为中性水溶液—中性电池 电解质为酸性水溶液—酸性电池 电解质为有机电解质溶液—有机电解质电池 电解质为固体电解质—固体电解质电池 按正负极活性物质的材料分： Zn-MnO2系列电池。 Zn－AgO系列电池 Cd-NiOOH电池 铅酸电池 氢镍电池 锂离子电池 等等 构成电池的必要条件： 化学反应中得失电子的两个过程必须分隔在两个区域进行。（区别于一般的化学反应） 物质在发生氧化还原反应时，电子必须经过外电路。（区别于腐蚀电池 ） 以丹尼尔电池为例讨论化学电源的工作原理： 丹尼尔电池： （－）Zn│ZnSO4│|CuSO4│Cu(+) 影响电池容量的因素： 活性物质的量： 活性物质的利用率 四、电极的组成、结构和成型方法 电极的组成： 主要成分 导电组分 添加剂 电极的结构： 整体电极 多孔电极 三相多孔电极： 电化学反应发生在固液气三相界面上 两相多孔电极： 电化学反应发生在固液两相界面上 多孔电极最大的贡献实质上就是增大了电极的面积，从而降低了电极的极化，提高了活性物质的利用率。 电极的成型方法： 涂膏式电极 压成式电极 烧结式电极 管（盒）式电极 电沉积式电极 粘结式电极 发泡式电极 纤维式电极 2.4.7 电池的功率与比功率 放电制度对电池输出功率有显著影响。当以高倍率放电时，电池的比功率增大，但由于极化增大，电池的电压降低很快，因此能量必降低；反之，当电池以低倍率放电时，电池的比功率降低而比能量却增大。下图给出各种电池系列的比功率与比能量的关系。 通常在I不是很大时，P随I增大而增大，但比能量下降 I对P和V的影响 从曲线可以看出： 锌银电池，钠硫电池，锂氯电池，当比功率增大时，比能量下降很小，说明这些电池适合于大电流工作。 在所有干电池中，碱性锌锰电池是在重负荷下性能最好的一种电池。而在低放电电流时，锌汞电池性能较好。 锌锰电池随比功率的增加，比能量下降较快，说明这些电池只适用于低倍率工作。 2.4.8 电池的储存性能与自放电 电池的储存性能是指电池开路时，在一定条件 下(如温度、湿度等)储存一段时间后，容量自行降低的性能，也称自放电。容量降低率小即储存性能好。 化学电源在储存过程中引起容量下降的主要原因： 1）电极的自放电 自放电速率用单位时间内容量降低的百分数来表示： 2）电极结构的变化 3）电极活性材料表面性质的变化 电池储存的环境温度、湿度对自放电也有较大的影响，一般温度、湿度越高自放电速率越大。 1）电极的自放电 克服此类因素引起电池自放电的措施，一般是采用纯度较高的原材料或将原材料预处理，除去有害杂质。在负极材料中加入析氢过电位较高的金属，如汞、镉、铅等。也有在电极或电解液中加入缓蚀剂来抑制氢的析出。 A、化学电源的负极活性物质多为活泼的金属，在水溶液中它们的标准电极电位比氢电极还负，从热力学的观点来看就是不稳定的，特别是当有正电性的金属杂质存在时，这些杂质和负极活性物质形成腐蚀微电油，发生负极金属的溶解和氢气的析出。 B、如果电解液中含有杂质离子，这些杂质离子能够被负极金属置换出来沉积在负极表面上，而且氢在这些杂质上的过电位又较低的话，会加速负极的腐蚀。 C、 在正极上，也会有各种副反应发生，消耗正极活性物质，而使电他的容量下降。 2.4.9 电池的寿命 电池的寿命分为电池的储存寿命，一次电池的使用寿命，二次电池的循环寿命。 电池的储存寿命是指在标准规定或人为规定的条件下电池储存的时间，一般地，待电池储存结束后，电池仍具有所要求的容量值，否则，视为未达到储存寿命的要求，或视为储存寿命短，影响储存寿命的主要因素是电池内部发生物理的、化学的、电化学的变化等。 一次电池的使用寿命是指电池在一定放电制度下连续的或间歇的放电，放电至止电压的时间，影响使用寿命的因素主要是放电制度、电池的容量、活性物质的利用率、内阻等。 2.4.9 电池