电池基础知识(中能国盛培训教材)教学教案.ppt

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1、电池基础知识内容安排电化学常识电化学应用电池的基础知识锂电池基础知识分类历史研究内容基本理论原电池原理电池第一部分电化学基础知识化学分类无机化学有机化学物理化学→分析化学高分子化学核化学生物化学电化学－－－－－→化学热力学结构化学量子化学化学动力学光化学溶液、胶体和表面化学电池电解池电化学名词1电化学→研究电现象与化学现象之间内在联系的学科电化学系统→电极＋电解质电化学名词2电极学→电极的平衡性质和通电后的极化性质，即电极和电解质界面上的电化学行为电解质学→电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质电化学起源1791年意大利的伽伐

2、尼发现以金属片接触青蛙腿部肌肉时，有收缩的现象发生。伏打电池上述现象1799年被意大利的伏打捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池----伏打电池，即原电池。原电池原理及应用原电池的原理较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属（正极）化学能转变为电能的装置电极电极材料电极反应反应类型得失电子的粒子电子流动方向负极锌片Zn－2e－==Zn2+氧化反应Zn原子Zn片→Cu片正极铜片2H++2e－==H2↑还原反应H+离子组成原电池的条件有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极电极材料均插入电解质溶液中两极相

3、连形成闭合电路正负极与阴阳极阴极：发生还原反应的电极，得电子阳极：发生氧化反应的电极，失电子正极：电势较高的电极负极：电势较低的电极电池：正极→阴极负极→阳极电解池：正极→阳极负极→阴极电流与离子的流向当电池中有电流通过时，电解质中的离子在电场的作用下作定向移动阴离子总是移向阳极阳离子总是移向阴极整个电流在溶液中的传导是由阴、阳离子的移动共同承担的电子流动电流电化学应用化学电源金属防腐蚀：大部分金属腐蚀是电化学腐蚀机械工业：电镀、电抛光、电泳涂漆环境保护：电渗析除去氰、铬离子等污染物电解、电冶炼工业生命科学：如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电

4、化学机理第二部分电池的基本知识电池分类依据电解质种类电池所用正负极材料工作特性和储存方式以电解质种类分类：碱性电池→电解质以KOH溶液為主，如碱性锌锰电池（俗称碱锰电池或碱性电池）、镍镉电池和镍氢电池等酸性电池→电解质以硫酸水溶液为主，如铅酸电池中性電池→电解质为盐溶液，如锌锰电池和海水电池有机电解质电池→电解质为有机溶液，如锂电池、锂离子电池以电池所用正负极材料分类：锌系列电池→锌锰电池和锌银电池等镍系列電池→镍镉电池和镍氢电池等铅系列電池→铅酸电池等锂系列電池→锂离子电池和锂锰电池等二氧化锰系列電池→锌锰电池和碱锰电池空气（氧气）系列電池→

5、锌空气电池以工作特性和储存方式分类：一次电池→又称原电池，即不能再次充电的电池，如锌锰电池和锂电池等二次电池→又称蓄电池，即可充电电池，如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等燃料電池→正、负极本身不包含活性物质，活性材料连续不断从外部加入的电池储备电池→电池储备时不直接接触电解质，直到电池使用时，才加入电解液，如镁氯化银（海水电池）。一次电池：锌锰电池：Zn

6、NH4Cl,ZnCl2

7、MnO2(C)碱性锌锰电池：Zn

8、KOH,K2[Zn(OH)4

9、MnO2(C)锌银电池：Zn

10、KOH

11、Ag2O锂锰电池：Li

12、LiClO4(PC,DME)

13、M

14、nO2(C)锌空气电池:Zn(Hg)

15、NH4Cl,ZnO

16、O2(C)二次电池蓄电池（二次电池）：电极反应可逆特点：可循环使用例：铅酸电池Pb∣H2SO4∣PbO2镉镍电池Cd∣KOH∣NiOOH铁镍电池Fe∣KOH∣NiOOH氢化物镍电池MH/∣KOH∣NiOOH四种主要的二次电池镍镉、镍氢、锂离子电池性能对比技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池工作电压（V）1.2           1.23.6重量比能量(Wh/Kg)  50            65          105-140体积比能量(Wh/l)   150           

17、200            300充放电寿命(次)     500           5001000自放电率（%/月）25-30         30-35           6-9有无记忆效应有有无有无污染有无无电池组成11）电极：电池的核心部分，由活性物质添加剂和导电骨架组成活性物质要求：比容量高；电化学活性高；在电解液中化学稳定性好；导电骨架要求：集流性能好，分布均匀，柔软性好．集电体活性物质电池组成22）电解质：主要组成之一，传递正、负极之间电荷稳定性强；比电导高，欧姆压降小；化学稳定性高。电解液电池组成33）隔膜：正、负电极之间

18、，避免正、负极活性物质直接接触在电解液中稳定性好；电子缘绝体，离子导体；常用PP、尼龙；强度高，透气性好，耐氧化能力强,耐高、低温能力强隔膜电池组成4