选修4四章二节化学电源2学案.ppt

Cd(OH)2 +2e-= Cd +2OH- 阴极：与外接电源负极相连 阳极：与外接电源正极相连 2Ni(OH)2 - 2e- + 2OH-=2NiOOH+H2O ②充电： Cd+2NiOOH+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电 充电 3.镍氢电池 圆柱可充镍氢电池 方形可充镍氢电池 镍氢（MH-Ni) 电池： （1）构造： H2| KOH | NiOOH 负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O 正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH- （2）原理：总：1/2H2 + NiOOH Ni(OH)2 放电 充电 分别写出正、负极的电极反应式 Ni/MH电池优点：1）能量密度高；2） 无镉污染，是一种绿色电池；3） 可大电流快速充放电；4） 电池工作电压为1.2V；5） 在小型便携电子器件、电动工具、电动车辆和混合动力车上逐步得到应用。 4.锂离子电池 （2）原理：总反应式： LiCoO2＋C6 CoO2＋LiC6 （1）构造： LiC6 | 有机电解液 | LiCoO2 优点： 1.工作电压高 2.比能量大 3. 循环寿命长 4.自放电率低 5. 无记忆效应 6.污染小 电池名称 电压 主要优缺点 普通电池 （锌锰电池） 1.5V 优点：使用方便，便宜。 缺点：寿命、存放期短，约1.5年，不能 充电。 碱性锌锰电池 1.5V 优点：电容量大，使用寿命长。 缺点: 不能充电，价格较高。 锌银纽扣电池 1.5V 优点：体积和质量都小，寿命长，约2年 缺点：不能充电，价格高。 镍镉电池 1.3V 优点：体积小，质量轻，寿命长，可充 放电约3000次。 缺点：价格高。 铅蓄电池 2V 优点：电压稳，电容量大，可充电便宜。 缺点：笨重，防震性差，不防漏 部分主流产品供电基本原理、性能和相对价格 二次电池 一次电池 一次电池 大有发展前景的燃料电池 ????燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代末，经反复试验、改进，到20世纪60年代才开始进入实用阶段。在燃料电池中，比较典型的是氢氧燃料电池。下面我们来逐一学习各种燃料电池。?? 除前面所讲的两类电池外，还有一类更有发展前景的电池，它就是燃料电池。 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。燃料一般为氢气、烃、肼、甲醇、氨、煤气等。氧化剂一般为氧气或空气，也可为其它氧化性物质。 四、燃料电池 1.氢氧燃料电池 1、 氢氧燃料电池 总反应方程式 ：2H2＋O2＝2H2O 两个电极均为惰性电极（石墨/铂：吸附气体能力强） （1）构造：Pt(H2) | 强酸或强碱等 | Pt(O2) 氢氧燃料电池电极反应 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O 酸性 H2SO4 负极 正极 中性 Na2SO4 负极 正极 碱性 KOH 负极 正极 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 优点：是能量转化率高，可达80%以上（各种燃料电池都基本如此），且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。（燃料电池是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置）。 （2） CH4 |KOH|O2 总反应：CH4+2O2+2OH- ＝CO32-+3H2O 负极：CH4 + 10OH- - 8e- ＝ CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 8e- + 4H2O ＝ 8OH- 2、 甲烷燃料电池 （1） CH4 |H2SO4|O2 总反应：CH4+2O2 ＝2CO2+2H2O 负极：CH4 - 8e- + 2H2O＝ CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8e- + 8H+ ＝ 4H2O （3） CH4 |熔融氧化物（O2-）Y2O3、ZrO2等 |O2 总反应：CH4+2O2 ＝CO2+2H2O 负极：CH4 + 4O2- - 8e- ＝ CO2 + 2H2O 正极：2O2 + 8