化学电源的基本组成及各部作用.doc

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1、化学电源的基本组成及各部作用1.电极（包括正极和负极）是电池的核心部件，它是由活性物质和导电骨架组成的。活性物质决定了电池的基本特性，导电骨架的作用是能把活性物质与外线路接通并使电流分布均匀，另外还起到支撑活性物质的作用。2.电解质，保证正负极间的离子导电作用。3.隔离物，又称隔膜，隔板，置于电池两级之间，主要作用是防止正极与负极接触而导致短路。4.外壳，是电池容器燃料电池与常规电池的异同点1.相似性：燃料电池和常规电池都是电化学装置；都通过电化学反应将反应物质的化学能直接转化为电能；电池结构类似，都由阴阳极和电解质的基本结

2、构组成。2.常规电池本质上是一种能量存储装置，所能获得的最大能量取决于电池本身所含的活性物质数量，当反应物质被全部消耗时，电池就不再产生电能；工作过程中电池的活性物质不断消耗变化，因此电极不稳定，无论单次放电寿命或循环寿命都有限。燃料电池本质上是一种能量转换装置，只要外部不断供给燃料和氧化剂并将反应物移除，燃料电池就可以不断产生电能，所以其电极稳定，原则上寿命是无限的，事实上，由于电池部件的老化和失效，燃料电池的使用寿命也有一定限制，但仍比常规电池长。影响蓄电池循环寿命的因素1.活性表面积在充放电过程中不断减少，使工作电流密

3、度上升，极化增大；2.电极上活性物质脱落或转移；3.在电池工作过程中，某些电极材料发生腐蚀；4.在循环过程中电极上产生支晶，造成电池内部短路；5.隔离物的损坏；6.活性物质晶形在充放电过程中发生改变，因而使活性降低锂电池电解液对有机溶剂的要求1.有机溶剂对锂电极应是惰性的，在电池放电时不与正负极发生电化学反应；2.有机溶剂应具有较高的介电常数和较小的黏度；3.要求有机溶剂的沸点要高，例如在150以上，而熔点要低，例如在--40以下，这样可以使锂电池有较宽的工作温度范围储氢合金应满足的条件1.有效析氢量大，较宽温度范围内，电化

4、学容量稳定；2.平台压力合适；3.抗阳极氧化；4.在碱性电解质溶液中，合金化学性能稳定；5.充放电过程中，电极不变形，不脱落。记忆效应及其消除方法1.记忆效应：电池长期进行深放电时，表现出明显的容量损失和放电电压下降，经数次全充放电循环后，电性能还可以恢复，这种现象称为记忆效应。2.消除方法（再调节法）：可以用2~3小时率放电至电池电压为1.0，然后进行全充放电，电池放电电压放电容量可以提高。如果定期通过一个电阻以100小时率或更小电流放电至较低的终止电压，则几乎可以恢复到全容量。锂离子负极材料应满足的要求1.锂储氢量高；2

5、.锂在碳中的嵌入脱嵌反应快，即锂离子在固相内扩散系数大，在电极/电解液界面的移动阻力小；3.锂离子在电极材料中的存在状态稳定；4.在电池的充放电循环中，碳负极材料体积变化小；5.电子导电性高；6.碳材料在电解液中不溶解。减小锌负极自放电的措施1.提高氢析出的过电势，较低自放电速度；2.保证原材料的质量达到要求；3.对电液进行净化，除去危害较大的杂质；4.储存电池的温度低于25；5.电池要严格密封。锂电池能不能用水作电解液，为什么？不能。锂电压是3.9远大于水的分解电压1.6，锂会与水剧烈反应发生爆炸。化学电源按电解液分类，并

6、举例1.电解液为酸性水溶液的称为酸性电池，铅酸蓄电池；2.电解液为碱性水溶液的电池称为碱性电池，碱锰电池；3.电解液为中性水溶液的电池称为中性电池，中性锌锰电池；4.电解液为有机电解质溶液的电池称为有机电解质电池，锂电池；5.采用固体电解质的电池称为固体电解质电池，固体氧化物燃料电池；6.采用熔融盐电解质的电池称为熔融盐电解质电池，熔融碳酸盐燃料电池。铅酸蓄电池板栅的作用一是活性物质的载体；二是传导电流和使电流分布均匀。铅酸蓄电池极板制造的基本步骤对于涂膏式极板，生极板的制造大致包括涂添，淋圈（浸酸）,压板，表面干燥，固化等

7、工序。影响铅酸蓄电池循环寿命的因素1.放电深度；2.过充电程度；3.电解液的浓度及温度。什么是早期容量损失当用低锑或铅钙为板栅合金时，电池的循环寿命明显缩短，尤其在深循环时，在蓄电池使用的初期（大约20个循环）出现容量明显下降的现象，使电池失效。多孔电极在化学电源中使用的优点减小电极的真实电流密度；提高活性物质的利用率；降低电池的能量损失。自放电及产生自放电的原因电池储存性能是指电池开路时，在一定的条件下（如温度，湿度等）储存一段时间后，容量自行降低的性能，也叫自放电。其产生的原因是由于电极在电解液中处于热力学不稳定性，电池

8、的两个电极自行发生了氧化还原反应的结果。（1）一次电池：也称原电池，是指放电后不能用充电方法使其恢复到放电前状态的一类电池。导致不能再充电的原因可能是电池反应本身不可逆，或是条件限制使可逆反应很难进行。（2）二次电池：也称蓄电池，电池放电后可用充电方法使活性物质恢复到放电以前状态，从而能够