无机——电池移动的能源教程.doc

PAGE  PAGE - 14 - 移 动 的 能 源 姓名：王海连 学号：201310835123 系别：化学系 班级：13级1班 前言 电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能的装置。 最早的电池我们可以追溯到两百年以前意大利物理学家伏打发明的伏打电池，它使人们第一次获得了比较稳定而持续的电流,具有划时代的意义。在伏打电池原理和研发精神的指引下，人们通过不断努力，开发了一代又一代的新型电池，从人们普遍使用的干电池到新型的太阳能电池、锂聚合物电池和燃料电池等等，不仅在电池容量、体积、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在这些新型电池的研发过程中，电池的开发、发展正以绿色环保作为重要的指导精神。 正文 电池在我们的生活中处处可见，扮演着不可或缺的重要角色。而常常与电池打交道的人们，却不一定了解电池。 由于人们用电广泛和用电需求量大，促动电池行业也展开了飞速的发展，追求着电池的效率大、体积小、成本低、绿环保，列如蓄电池、氢镍电池、太阳能电池、聚合物锂离子电池等等都成为了热门的发展方向。 接下来，我们就来了解一下电池的种类和基本反应原理。以及国内外目前电池的发展状况和应用趋势。 关键词：电池、新能源、氧化还原、电化学。 电池的种类 1）?锌锰电池? 1.原电池 2）?锌汞电池? （一次电池 ） 3）?锌空气电池 4）?固体电解质电池 1）?铅蓄电池? a.?普通蓄电池? b.?干荷式蓄电池 ? c.?免维护蓄电池 2.蓄电池 ?2）?铅晶蓄电池? （二次电池） 3）?铁镍蓄电池 ?4）?镍镉蓄电池 ?5）?银锌蓄电池? 6）?锂电池? 3.? 燃料电池? 4.? 太阳电池 ?5.? 温差电池 ?6.? 核电池 ?7.? 纳米电池 反应原理 电池的组成 电极：电池核心部分，由活性物质添加剂和导电骨架组成。 活性物质要求：、电化学活性好、在电解液中化学稳定性好。 导电骨架要求：集流能好，分布均匀，柔软性好 电解质：主要组成之一，传递正负极之间的电荷 要求：稳定性强、比电导高、欧姆压降小、化学稳定性高。 隔膜：处在正负极之间，避免正负极活性物质直接接触 要求：在电解液中稳定性好、离子导体、强度高、透气性好、耐高温低温能力强、乃氧化性强。 外壳：要求：耐冲击、耐高低温变化和电解液的腐蚀。 反应原理 例：锌锰电池、铅蓄电池、锂电池、燃料电池。 锌锰电池 锌锰电池是以二氧化锰为正极，锌为负极，氯化铵水溶液为主电解液的原电池。俗称干电池。在学术界中又称为勒克朗谢电池。 原理： 正极： 　 MnO2+H+ +e→MnOOH 负极： Zn+2NH4Cl→Zn（NH3）2Cl2↓+2H+ +2e 总反应式：Zn+2MnO2+2NH4Cl→2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2↓ 由反应式可以看出，正极二氧化锰放电时发生还原反应，使溶液中的H+ 浓度减少，所以电解液的pH值增高，碱性增大，使二氧化锰电极电位向负的方向移动。负极锌放电时，发生氧化反应，锌电极的浓差极化使锌电极电位向正的方向移动。因此放电时，电池电压下降。 铅蓄电池 铅酸蓄电池用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用1.28％的 HYPERLINK /search?word=%E7%A8%80%E7%A1%AB%E9%85%B8fr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 稀硫酸作 HYPERLINK /search?word=%E7%94%B5%E8%A7%A3%E8%B4%A8fr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 电解质。 HYPERLINK /search?word=%E9%93%85%E8%93%84%E7%94%B5%E6%B1%A0fr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，叫做 HYPERLINK /search?word=%E4%BA%8C%E6%AC%A1%E7%94%B5%E6%B1%A0fr=qb_search_expie=utf8 \t _blank 二次电池。 原理：（放电时--向右反应是放电,向左反应是充电） 正极反应：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O 负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4 总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O 在充电时