化学电源的现状与发展

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1、化学电源的现状与发展化学电源是一种直接把化学能转变成低压直流电能的装置，这种装置实际上是一个小的直流发电器或能量转换器。在现代化的国民经济的各个部门中使用着各种各样的化学电源，化学电源已经成为国民经济中不可缺少的一个重要组成部分，这是由化学电源的特点所决定的。化学电源具有以下特点：便于携带、使用简便；电池的容量、电流、电压可以在相当的范围内变动；可以制成任意的形状和大小；能经受各种环境的考验(如冲击、振动、旋转、高低温等)而保证电能的正常输出；能换效率高，无噪声。正因为化学电源有众多的优点，因此

2、在工业、农业、交通运输业、通讯、文化教育等方面被广泛使用。随着信息技术的发展，电子产品H新月异，高能化学电源成为电子产品的原动力，电子技术与移动通信推动了电池产业与技术的高速发展，储氢合金电池，锂离子等新型电池不断商业化，同时电动车的发展促进各种电池技术的突破性进展；新电池系列越来越多；因而，化学电源是一门古老而年轻的科学。一、化学电源发展简史1.冋顾历史1800年伏打根据伽伐尼(Galvani)于1786年提出的关于用两种不同金属接触青蛙肌肉时能够产生电流的所谓电学说研制成了伏打电池，这是世界

3、上第一个能够实际应用的电池，并用它进行了许多电学有关的研究工作，并发现了一些基木定律，如欧姆定律、法拉第定律等。1859年法国的科学家普兰特(Plante)发明的铅酸蓄电池，这是世界上第一个可充电的电池；1869年法国的科学家勒克兰社(Leclanche)研制成功的锌-猛干电池；1889年至1901年瑞士的扬格纳(Junger)和美国的爱辿生(Edison)先后研究成功镉-镍电池和铁镍蓄电池：在第一次世界大战期间，中性锌-空气电池被研制成功；1943年法国安德烈(Andre)发明了锌-银电池；1

4、947年美国的茹宾(Ruben0jf制成功了锌-汞电池。在20世纪80年代出现了较高比能量并能大电流工作的小型镍金属氢化物(NiMH)蓄电池，90年代又出现了更高比能量的锂离子蓄电池及有实用前景的聚合物电解质膜(PEM)燃料电池。这些新型绿色小型蓄电池的出现，使现代化便携式电子信息产品电源的重量和体积明显减小。输出功率明显提高，大大促进了电子产品的发展。以上这些电池在实际运用过程中都经历了无数次从结构、工艺、材料方面的改进，是电池性能较以前有大幅度的提高。2.电池的发展随着便携机器的发展而发展随

5、着便携机器的闩益丰富，电池逐渐成为人们关心的电子产品。由于需求的扩大，使电池发展成为一个新兴的产业。电池技术也因此而得以飞速发展。从1986年锂二次电池问世，1990年Ni—MH电池投放市场。1991年锂离子二次电池参与市场竞争，到1997年聚合物锂离子电池批量生产，十几年的吋何内，电池行业已聚集Y巨大的财富。难怪美国的科学家曾评述：未来10年最赚钱的10种科技产品中有两项与电池有关。一项是高密度电源，另一项为混合动力汽车。3.电池的进步，很大程度上取决于材料的进展碱锰电池的兴起，得益于电解二氧

6、化锰，这的确是为了电池的需要引起的.但MH/Ni电池的兴起，吸氢材料的研究开始并非为了电池的需要。锂离子电池的开发有赖于碳素的研宄，而导电聚合物材料的研究有可能改变固态电解质电池的面貌。二、化学电源的种类1.锌-二氧化锰电池锌-二氧化锰电池（简称锌锰电池）采用二氧化锰作正极，锌作负极，氯化铵和氯化锌的水溶液作电解质溶液，面糊粉或浆层纸作隔离层。锌锰电池的电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其他载体上，而成不流动状态，所以又称“干电池”。锌锰电池常按用电器具的要求制成问柱形和方形；按使用隔离层的区别

7、分为糊式电池和纸板电池（包括铵型纸板电池和锌型纸板电池）。锌锰电池适合小电间歇性放电。碱性锌锰电池是在锌锰电池基础上发展起来的，是锌锰电池的改进型。其电池反应如下：（-）Zn

8、KOH

9、MnO2（+）2MnO2+Zn+2H2O+2OH'2MnOOH+Zn（OH彳与普通锌锰干电池比较，碱性锌锰电池采用了高纯度、高活性的正、负极材料，使电化学反应面积成倍增长；同时采用了离子导电性强的碱作为电解质溶液，使电池内阻减少，因而放电电压平稳，放电后电压恢复能力强，大电流连续放电其容量是普通锌锰电池的5倍左右，

10、电压1.5V。工作温度在-20〜60°C之间。我国是锌锰电池生产大国，年产量达200亿只，电池用锌约占锌总消费量的25%。同时，我国也是锌产量最大的W家，年产锌近250万吨，除满足国内需求外，还大量出口。从国内锌的消费结构看，锌冶炼和电池企业携手合作，促进锌锰电池生产技术进步，提高产品档次和价值，对发挥我国资源和产业优势，具宥十分重大的意义。近十余年來，锌锰一次电池技术的发展主要在两个方面，一是提高碱性化率，满足对电池性能越来越高的要求；其二是无汞化，消除对环境的污染。国外发达国家锌锰一次电池碱