化学电源复Z习重点).docx

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1、新能源技术概论期末复习1．化学电源的定义。化学电源：是一种将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转换成电能的装置或系统，具有储存电能的功能。2．化学电源的主要种类与特点。一次电池：放电后不能用充电的方法使之复原，两电极的活性物质只利用一次。小型、携带方便，放电电流不大。二次电池：充电后可使之复原。能多次充放电，循环利用。燃料电池：连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。正负极本身不包含活性物质，将燃料（电极活性物质）输入电池就能长期放电。储备电池：储存期内电极活性物质和电解质不接触，或电解质处于固

2、态；使用时借助动力源或水作用于电解质使电池激活。3．化学电源的主要组成部分与作用。正极和负极：参与电极反应和导电，决定电池的电性能。电解质：保证正负极之间离子导电作用，有的参与成流反应或二次反应，或只起导电作用。隔膜：防止正、负极短路，允许离子通过。外壳：起保护作用。4．化学电源的主要参数：电动势：电池在断路条件下正负极间的平衡电势之差。开路电压：没有通电时电池的两电极之间的电压，小于电池电动势。额定电压：电池在规定的标准条件下工作时应达到的电压。工作电压：在电池两段接上负载R后，在放电过程中显示出来的电压。终止

3、电压：电池在一定标准条件下放电时，电压逐渐降低，当电池不宜继续放电时，电池的最低工作电压。放电曲线：电池工作电压随时间变化的曲线。时率：以一定的放电电流放完额定容量所需要的小时数。内阻：电流流过电池内部使电池电压降低的阻力。容量：一定放电条件下，可从电池获得的电量。比容量：单位质量或单位体积的电池所能给出的电量。倍率：在规定时间内，电池放出其额定容量时所输出的电流值，数值上为额定容量的倍数,通常以字母C表示。自放电：电池在储存一段时间后，容量发生自动降低的现象。循环寿命：电池充电和放电一次称为一个周期或循环。电池

4、容量降到某一规定值之前，能反复充、放电的次数称为循环寿命。1．什么是内阻？包括哪些类型，内阻过高对电池有何影响？内阻是电流流过电池内部使电池电压降低的阻力。包括欧姆内阻和极化内阻。电池内阻大，会产生大量焦耳热引起电池温度升高，导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短，对电池性能、寿命等造成严重的影响。2．镍氢电池工作原理、镍氢电池充放电时的电极反应过程、镍氢电池如何避免过充过放过程中产生的气体使电池内压升高。相应机理。（掌握）镍氢电池工作原理：充电的时候，正极发生Ni(OH)2→NiOOH转变，负极则发生水分解反应

5、，合金表面吸附氢，生成氢化物。放电过程是上述反应的逆反应，即正极发生NiOOH转变为Ni(OH)2，负极储氢合金脱氢，在表面生成水。（1）充电反应过程MH-Ni电池充电时，正极上的Ni(OH)2转变为NiOOH，水分子在储氢合金负极M上放电，分解出氢原子吸附在电极表面上形成吸附态的MHab，再扩散到储氢合金内部而被吸收形成氢化物MHab。(2)放电反应过程MH-Ni电池放电时，NiOOH得到电子转变为Ni(OH)2，金属氢化物(MH)内部的氢原子扩散到表面而形成吸附态的氢原子，发生电化学反应生成储氢合金和水。过放

6、电时，正极上可被还原的NiOOH已经被消耗完，这时H2O在镍电极上被还原。正极：（镍电极）：2H2O+2e→H2+2OH−负极：（储氢合金电极）：H2+2OH−→2H2O+2e镍氢电池如何避免过充过放过程中产生的气体使电池内压升高。储氢合金的催化作用，可消除正极产生的O2和H2，从而使MH-Ni电池具有耐过充过放电能力。在电池设计的时候，采用正极限容的方法，负极的容量大于正极容量。过充电时：正极上析出的氧气可以通过隔膜扩散到负极表面与氢复合，还原为H2O和OH-进入电解液，避免电池内压升高。过放电时：正极上析出的

7、氢气通过隔膜扩散到负极表面可以被储氢合金迅速吸收，否则，在过放电时，MH电极上会析出氧，使MH合金氧化。1．用于Ni／MH电池负极材料的储氢合金应满足的条件。(a)储氢容量高；(b)热碱电解质溶液中合金组分的化学性质相对稳定；(c)反复充放电过程中合金不易粉化；(d)良好的电和热的传导性；(e)原材料成本低廉。2．镍氢电池优势和应用领域。（重点掌握）镍氢电池优势：(a)能量密度高；(b)无镉污染，是绿色电池；(c)大电流快速充放电；(d)与Ni／Cd电池具有互换性等独特优势。应用领域：小型便携式电子器件，电动工具

8、、电动车。1.锂离子电池工作原理。充电时，正极上的电子通过外部电路到负极,锂离子Li+从正极经过电解液穿过隔膜到达负极，与电子结合在一起。放电时,电子从负极经过电子导体到达正极，锂离子Li+从负极经过电解液穿过隔膜到达正极，与电子结合在一起。无论充放电，电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同。2.锂离子电池正极材料要求。（掌握）正极材料要求：（1）相对锂的电极电位高