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1、化学电源的应用学院：化学化工学院班级：应化*****姓名：*********学号：************指导老师：******教授日期：*********化学电源的应用在各种能源装置中，化学电源的主要特点是机动、使用方便、无噪声、对环境适应性强，十分之一克直至吨级的电池有基本相同的转换效率，广泛用于通讯、国防以及人们日常生活等各个领域。随着信息技术的发展,通讯技术产品开发的日新月异,高能化学电源成为电子产品的原动力.化学电源即化学电池,通称电池.早在远古时代,就有了类似今天的电池装置,但人们公认的第一个电池还是Volta在1800年利用不同金属与电解质接触所构成的“V
2、otal堆”,电池技术取得实质性进展始于19世纪.1860年,法国人Plante首次发明了实用的铅蓄电池,并于1882年商品化,这种电池至今仍是蓄电池的主导产品之一;1868年,法国工程师Gleclanche发明了采用NH4Cl水溶液作电解质溶液的锌/二氧化锰电池,而成为当今使用最广泛的锌锰电池的雏形(又称lecclanche),这种电池于1888年商品化;19世纪末20世纪初,镉镍、铁镍等碱性蓄电池系列相继问世;20世纪90年代,电子技术、移动通讯事业的进步推动了电池产业和技术的高速发展,金属氢化物镍电池、锂离子等新型蓄电池系列不断商品化.电动车的发展促进了锌空气、锌
3、镍、燃料等系列取得突破性进展[1].随着科学技术的不断进步,新的电池系列越来越多.因而,化学电源是一门古老而又年轻的科学[2].1 化学电源发展的基础[18]从历史发展来看,化学电源是依赖于汽车、电器、电力、电讯的发展而发展,随着社会的进步,人们生活水平的提高,电器产品及电讯工具和人们密不可分,因而为电器的发展奠定了基础.1.1 电池随社会的需求而出现,随着科技的进步而发展电池虽然经历了两个世纪,然而在20世纪前几十年,电池理论和技术还处于停滞时期,直到上个世纪50年代,家庭电器化特别是半导体收音机的出现才带动了干电池的发展.60年代半导体的普及,促进了纸板电池的发展.
4、70年代LED、LCD和CMOSIC计算机的出现,促进了电池的微型化.90年代随着移动电话的出现出现了高能量密度锂离子电池以及MH/Ni电池的商品化.同样,电池随着航空航天的要求使以往设想的燃料电池达到实用化.1.2 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究,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[3].1.3 电池的需用量是受使用电池器具的消费量所左右90年代的4C工业(计算机、移动电话、摄像机以及
5、无绳工具)的普及,日常生活对电池的需要已到了须臾不可分离的地步.据报道,世界人口年均电池消耗量已达6～8只,而发达国家的年人均消费量超过20只.因此电池的发展必须能赶上电器用具的发展.形状或方或圆,厚度或薄或厚,功率密度与能量密度或高或低,体积或大或小,质量或轻或重,用途可军可民,温度适应或高或低,承受冲击力可大可小,总之在20世纪的标准化有可能向非标准化迈进.2 化学电源的种类2.1 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
6、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圆柱形和方形;按使用隔离层的区别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).锌锰电池适合小电流间歇放电,如收音机、手电筒等,是历史最悠久的电池产品[4].目前,该产品仍然是民用电池的主导产品之一.碱性锌-二氧化锰是20世纪中期在锌锰电池的基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型.它采用活性高的专用电解二氧化锰作正极活性物质,氢氧化钾水溶液作电解质溶液,锌膏作负极,电池采用反极结构,使电化学反应面积成倍增长,大电流连续放电,其容量是普通锌锰电池的5倍左右.碱性锌锰电池分为一次碱性锌锰电池和
7、可充碱性锌锰电池,该电池也可根据用电器具的需要制成圆柱形和纽扣型.20世纪90年代初,碱性锌锰电池无汞化技术的突破和可充电的实现,使该产品的竞争力进一步加强,在20-30年之内,有着不可完全取代的原电池地位.目前,“南孚”、“双鹿”、“白象”等品牌达到国际标准,生产速率最高200只/min[5].2.2 铅蓄电池铅蓄电池具有价格低廉,原料易得,使用可靠,又可大电流放电等优点,因此,一直是化学电源中产量大、应用广的产品.由正极板、负极板、电解液、隔板和容器(电解槽)等5个部分组成.采用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,
