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一、化学电源的分类与优劣判断

1.分类：化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等。

2.优劣判断

（1）比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)/kg或(W·h)/L。

（2）比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W/kg或W/L。

（3）电池可储存时间的长短。

二、一次电池（干电池）

一次电池，也叫做干电池，放电后不可再充电。常见的一次电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽扣式银锌电池等。

1.普通锌锰干电池

常见的锌锰干电池的构造如图所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。

总反应

Zn+2MnO2+2NH4+===Zn2++2MnO(OH)+2NH3

负极

Zn﹣2e-===Zn2+

正极

2MnO2+2NH4++2e-===2MnO(OH)+2NH

2.碱性锌锰干电池

用KOH电解质溶液代替NH4Cl做电解质时，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。

总反应

Zn+2MnO2+2H2O==2MnO(OH)+Zn(OH)2

负极

Zn+2OH-﹣2e-==Zn(OH)2

正极

2MnO2+2H2O+2e-==2MnO(OH)+2OH-

3.纽扣式锌银电池

锌银扣式电池，以锌为负极,银的氧化物为正极,氢氧化钾（或钠）溶液为电解液的纽扣状微型原电池

总反应

Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag

负极

Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2

正极

Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-

三、二次电池

有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使活性物质获得再生，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池，也叫充电电池或蓄电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅蓄电池。

1.铅蓄电池

工作原理

Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O

放电

总反应

Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O

负极

正极

充电

总反应

2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+4H++2SO

阴极

PbSO4＋2e－===Pb＋SO

阳极

PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO

【答案】Pb+SO42-﹣2e-===PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO

2.锂离子电池

工作原理

Li1-xCoO2+LixC6LiCoO2+6C

放电

总反应

Li1-xCoO2+LixC6===LiCoO2+6C

负极

正极

充电

总反应

LiCoO2+6C===Li1-xCoO2+LixC6

阴极

阳极

【答案】LiC6﹣xe-===6C+xLi+Li1-xCoO2+xLi++xe-===LiCoO2

6C+xLi++xe-===LiC6LiCoO2-xe-===Li1-xCoO2+xLi+

三、燃料电池

燃料电池是一种连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。

1．氢氧燃料电池

电解质

H2SO4溶液

KOH溶液

总反应

2H2+O2===2H2O

负极

反应式

正极

反应式

【答案】2H2-4e-===4H+2H2+4OH--4e-===4H2O

O2+4H++4e-===2H2OO2+2H2O+4e-===4OH-

题型一：一次电池的工作原理

【变1-2】（2021·湖北·高一期中）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)，下列说法错误的是

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

C．电池负极上发生氧化反应

D．外电路中每通过0.4mol电子，锌的质量理论上减小13.0g

【答案】B

【分析】

根据电池总反应式Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)可知，电池工作时，负极材料是Zn，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)2，电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，正极材料为MnO2，MnO2发生还原反应，电极反应式为2MnO2(s)+H2O(