人教版化学选修4第四章第二节化学电源课件.ppt

1、第二节化学电源第二节化学电源授课人：唐凤吉野彰斯坦利威廷汉约翰古迪纳夫01活动一走近诺贝尔认识锂离子电池模型建立认识锂离子电池实践应用自制海水电池模型认知常见的化学电源斯坦利威廷汉1976年年 斯坦利斯坦利威廷汉威廷汉1.开发了第一块功能齐全的锂电池，两个电极分别为纯锂和一种全新的材料二硫化钛二硫化钛（TiS2）；电解液为可传导锂离子的有机锂2.为了让电池更加安全，斯坦利在金属锂电极中加入了铝。模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池约翰古迪纳夫1980年年 约翰约翰古迪纳夫古迪纳夫钴酸锂（LixCoO2）作为电池正极，可将电池的电压提高到 4V。模型建立认识锂离子

2、电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池吉野彰1985年年 吉野彰吉野彰1.石油焦与锂石油焦与锂所形成的复合材料（LixCy）替换金金属锂作为负极属锂作为负极，用钴酸锂作为正极钴酸锂作为正极，发明了首个可用于商业的锂离子电池。2.完善了一个超薄的以聚乙烯聚乙烯为基础的多孔膜系统多孔膜系统，分隔正极和负极。这为电池提供了一个至关重要的安全特性。模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池小组交流讨论，依据原电池原理，完善锂离子电池装置简图，要求标出正负正负极材料极材料，电子流向电子流向以及电解液中锂离子流向，注明反应类型锂离子流向，注明反应类型。（计时2min）

3、锂锂铝合金TiS2斯坦利威廷汉约翰古迪纳夫吉野彰【任务1】氧化反应还原反应氧化反应还原反应锂铝合金LixCoO2LixCyLixCoO2e-e-e-Li+Li+Li+氧化反应还原反应模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池锂锂铝合金TiS2斯坦利威廷汉约翰古迪纳夫吉野彰【任务2】氧化反应还原反应氧化反应还原反应锂铝合金LixCoO2LixCyLixCoO2e-e-e-Li+Li+Li+氧化反应还原反应电极电解质隔膜对比装置简图，从原电池构成角度分析，三位科学家分别从什么方面对锂离子电池进行了改进？模型建立认识锂离子电池模型认知常见的化学电源实践应用自制海水电池【归纳

4、总结2】负极正极电解液：离子导体失电子得电子e-氧化反应导线：电子导体还原反应阳离子阴离子化学电源装置要素原理要素生活中常见的化学电源不可充电的一次电池可充电的二次电池燃料电池02活动二回溯历史之路认识常见的化学电源模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池1800年伏打电池电解液铜片锌片浸有盐水的湿布片铜片浸有盐水的湿布片锌片正极负极x模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池1800年伏打电池电解液铜片锌片浸有盐水的湿布片铜片浸有盐水的湿布片锌片正极负极A模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池1800年183

5、6年伏打电池丹尼尔电池多孔陶瓷电解液A【思考与交流】从电池结构分析，丹尼尔电池从什么方面进行了改进？模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池1800年1836年1860年20世纪初伏打电池丹尼尔电池勒克朗谢电池-普通锌锰干电池碱性锌锰干电池电解液A【思考与交流】为什么将锌筒换成锌粉？模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池负极正极电解液：离子导体失电子得电子e-氧化反应导线：电子导体还原反应阳离子阴离子化学电源装置要素原理要素模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池一次电池碱性锌锰干电池原理要素总反应Zn2Mn

6、O22H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极正极装置要素 负极离子导体（电解液）正极【宏观辨识】装置的构成要素【微观探析】装置的构成原理Zn+2OH 2e=Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH ZnMnO2KOH优点：比能量，可存储时间提高缺点：不可再充电，有污染模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池1859年铅蓄电池模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池原理要素总反应PbPbO22H2SO4 =2PbSO42H2O负极正极装置要素负极离子导体（电解液）正极【宏观辨识】装置的构成要素【微观探析】装置的构

7、成原理PbPbO2H2SO4Pb+SO42-2e-=PbSO4 PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4 +2H2O二次电池铅蓄电池优点：电压稳定，安全，价格低廉缺点：比能量低，笨重，废弃电池污染环境1991年，我国首创以铝空气海水为能源的新型电池，称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。以铝合金为电池负极，金属（Pt、Fe）网为正极，用取之不尽的海水为电解质溶液，它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的。两极反应为：负极（Al）：4Al12e-=4Al3+正极（Pt或Fe等）：3O2+6H2O十12e-=12OH-总反应式：4Al+3O2十6H2O=4Al(OH)3资料卡片0

8、3活动三实践应用自制海水铝电池模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池【任务4】方案设计：请同学们选择合适材料试剂，设计并绘出海水铝空气电池的简易装置图，标出正负极，电解液标出正负极，电解液。所提供的材料试剂有：镁片，铝片，碳棒，铜片，导线，电流表，蒸馏水，镁片，铝片，碳棒，铜片，导线，电流表，蒸馏水，乙醇，稀氯化钠溶液乙醇，稀氯化钠溶液。模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池你心目中的理想电池应该具有哪些特征？质量轻，体积小，比能量，比功率高，可储存时间长，经济环保。【交流展示与评价】微型化模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电

9、源 实践应用自制海水电池【实验】利用铝片，铜片，滤纸，玻璃片，夹子，导线，电流表模拟制作微型化微型化的海水电池。1.稀氯化钠溶液作为模拟海水3.玻璃片与夹子起固定作用2.滤纸用模拟海水润湿即可【交流展示与评价】【注意事项】玻璃片铝片铜片浸湿电解液的滤纸玻璃片模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池【思考与交流】为什么自制的海水铝电池电流较小？还可从哪些方面进行改进？电极电解质隔膜模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池【任务5】探究电解液浓度对电流大小的影响，完成表格。实验组实验1实验2电解液现象结论模型建立认识锂离子电池 模型认知常见的化学电源 实践应用自制海水电池科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构，以增大表面积，吸收海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与铝反应，源源不断地产生电能。资料卡片【课堂小结】化学电源的发展历史认识了几种重要的化学电源锂离子电池，碱性锌锰干电池，铅蓄电池的构成和工作原理自己动手自制了环保的海水铝电池展望未来