化学电源和燃料电池

《化学电源和燃料电池》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、化学电源直接把化学能转变为电能的装置，俗称电池形形色色的电池ACuZn稀H2SO4KOH溶液CH4O2H2Oa极b极用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池化学电源用途广泛的电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池电池的性能标准1.电动势高,放电时电动势的下降及随时间的变化小;2.质量比容量或体积比容量高,活性物质的利用率大;3.维护方便,储存性及耐久性优异,价格低廉.电池的容量(额定容量)在给定的放电条件下,电池放电至终止电压所放出的电量,单位:安时(Ah).比容量单位体积的容量或单位

2、质量的容量电池的标识电池的生产厂商、型号电池的种类3.额定电压4.额定容量化学电源一次电池二次电池燃料电池碱性锌锰电池铅蓄电池氢氧燃料电池锂离子电池银锌蓄电池普通锌锰干电池银锌钮扣电池一、化学电源的分类二、一次电池普通锌锰电池锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等1、普通干电池负极正极电池反应：氢氧化氧锰（Zn）：Zn–2e-=Zn2+（C）：优点：制作简单、价格便宜。缺点：放电时间短，电压下降快2MnO2+2NH4++2e-=2MnOOH+2NH3Zn＋2MnO2+2NH4Cl=2MnOOH+Zn(

3、NH3)2Cl2二氯化二氨合锌2、碱性锌-锰电池电解质：KOH负极：(Zn)Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极：(C)2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。电池反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2碱性电池3、银锌钮扣电池正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH－负极：Zn+2OH－-2e-=ZnO+H2O总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag三、二次电池1、铅蓄电池放电过程总反应：Pb+

4、PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O氧化反应还原反应负极：①放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程。②充电过程PbSO4+2e-=Pb+SO42-还原反应阴极：阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-氧化反应接电源负极接电源正极充电过程总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电缺点：比能量低、笨重、废

5、弃电池污染环境。优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉。其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……2、碱性镍镉电池：负极：正极：电池反应：特点：自放电小，贮存寿命长，耐过充放电能力强。3、镍氢电池：负极：正极：电池反应：特点：比能量高，环保，无记忆效应，充放电循环寿命长，耐过充放电能力强4.锂离子电池(“摇椅电池”)锂离子电池可用下式表示：(-)Cn

6、LiPF6~EC+DEC

7、LiMO2(+)放电电极反应：(-)LixCn=Cn+xLi++xe-(+)Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2

8、电池反应:Li1-xMO2+LixCn=LiMO2+Cn式中：M=Co、Ni、Fe、W等,DE、DEC为碳酸烷基酯类溶剂。锂离子电池特点：•能量密度高，是镍镉电池的2~3倍，镍氢电池的1~2倍•工作电压高，是镍镉、镍氢电池的3倍•体积小，比镍氢电池小30%•质量轻，比镍氢电池轻50%•无记忆效应•无环境污染•寿命长燃料电池能源危机中东地区:石油储量最多,占56.8%；欧洲:天然气和煤炭储量最多,各占54.6%和45%亚洲、大洋洲:煤炭各占18%，石油、天然气只有5%寻找新能源寻找新能源迫在眉睫！！现在生活、生产用能后石油时代大型移动动力源

9、如汽车动力源如何解决？1）生物燃料如生物柴油、乙醇等2）开发高比能量的二次电池，发展电动车3）以氢为能量载体，用燃料电池发电即所谓氢能经济固定能源移动动力源化学能源水电、火电、核电、风能发电、太阳能发电等以石油为代表的液体燃料（汽车、飞机等）电池（手机、各种小型电动工具）氢能经济人类社会目前正处于“碳氢经济”时代，化石能是最主要的能源。科学家研究发现，人类不断开发、利用新的“碳氢能源”的历史实际上是一个“脱碳”的历史。每一次能源革命的结果都是使“碳氢能源”中碳的含量降低，氢的含量上升。人类最早使用的“碳氢能源”是木柴，后来发展到煤，又发展

10、到石油、天然气。木柴中碳氢原子个数比约为10:1，煤约为2:1，石油为1:2；天然气为1:4。每一次能源的“脱碳”都会推动人类社会的进步和文明程度的提高。氢的优越性氢的来源十分广泛，水、化石燃