化学电源专题知识专业知识讲座课件.ppt
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- 化学 电源 专题 知识 专业知识 讲座 课件
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1、本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。用途广泛的电池 用于用于“神六神六”的太阳能电的太阳能电池池 笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池 手机专用电池手机专用电池 摄像机专用电池 各式各样的纽扣电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。学与问学与问在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道电池的其它应用吗?电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池 将化学能转换成电能的装置 将太阳能转换成电能的装置 将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置 碱性锌锰
2、电池、锌银电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。广泛应用于通讯、交通、文化、办公及家用电子产品。高科技、军事、生产行业也有特殊应用。本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。【思考】目前化学电池主要分为哪几个大类?在性能等方面它们各有什么特点?产生电能的基本原理是什么?化学电池与其他能源相比有哪些优点?判断电池的优劣标准主要是什么?本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。知识点知识点1:化学电池:化学电池 1)概念:将化学能变成电能的装置 2)分类:一次电池又称不可
3、充电电池如:干电池 二次电池又称充电电池蓄电池 燃料电池 3)优点:4)电池优劣的判断标准:能量转换效率高,供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组,使用方便。易维护,可在各种环境下工作。比能量 符号(Wh/kg),(Wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 比功率 符号是W/kg,W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小 电池的储存时间的长短 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 知识点知识点2:各类电池:各类电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,
4、不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。空气电池空气电池 小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。1、干电池(普通锌锰电池)干电池用锌制桶形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液,还 填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的 H2,防止产生极化现象。电极总的反应式为:Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 一、一、一次电池一次电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据
5、,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。练:写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。负极 正极 总反应 通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了?_ 我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生,请推测可能是干电池中的什么成分起了作用?Zn-2e-=Zn2+锌筒变软,电池表面变得不平整锌筒变软,电池表面变得不平整 MnO2 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池 负极:正极:电池反应:电解质:电解质:KOH Zn MnO2 Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2 2
6、MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 思考该电池的正负极材料和电解质思考该电池的正负极材料和电解质 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。1.干电池干电池 负极:Zn2e-Zn2 普通锌锰干电池:(-)Zn ZnCl2、NH4Cl(糊状)(糊状)石墨(nO2)(+)正极:2NH4+2e-2NH3H2 总电池反应方程式总电池反应方程式:2NH4ClZnZnCl22NH3H2 缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液 改进后碱性锌锰
7、电池的优点:电流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液。电流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液。Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。2 2、迷你型电池、迷你型电池 优点:电压高、稳定,低污染。用途:手表、相机、心率调节器 HgO(S)+Zn(S)=Hg(l)+ZnO(S)Ag2O(S)+Zn(S)=2Ag(l)+ZnO(S)本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。3、锂电池 锂锂电池:(电池:(-)
8、Li(S)LiI(晶片)I2(+)锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2):8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S 负极:;正极:。用途:质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域。8Li-8e-=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池 1.铅蓄电池 1)正负极材料 正极:PbO2 负极:Pb 2)工作机制 电解质:H2SO4溶液 铅蓄电池为典型的可充电电池,
9、其电极反应分为放电和充电两个过程 二、二次电池二、二次电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。放电过程总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s)+SO42-2e-=PbSO4(s)正极:正极:PbO2(s)+4H+SO42-+2e-=2PbSO4(s)+2H2O 氧化反应氧化反应 还原反应 负极:放电过程 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO
10、4 2PbSO4(s)+2H2O(l)充电过程 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-还原反应 阴极:阴极:阳极:2PbSO4(s)+2H2O-2e-=PbO2(s)+4H+2SO42-氧化反应 接电源负极接电源负极 接电源正极 充电过程总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程:放电 充电 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。3)优缺点简析优缺点简析 缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境 优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉?其它二次
11、电池 镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O 放电 充电 此电池放电时,负极上发生反应的物质是()A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn D 电极反应:负极:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-2 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池 本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,
12、请联系本人或网站删除。3、镉镍电池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+Cd(OH)2 放电 充电 负极材料:Cd;正极材料:涂有NiO2,电解质:KOH溶液。反应式如下:写出电极反应式。特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。镍镉可充电电池可发生如下反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知,该电池的负极材料是 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放电 充电 A.Cd (A)B.NiO(OH)D.Ni(OH)2 C.Cd(OH)2 电极反应:负极:
13、Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-本文档所提供的信息仅供参考之用,不能作为科学依据,请勿模仿。文档如有不当之处,请联系本人或网站删除。大有发展前景的燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近80%,约为火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零;燃料电池发明于1919世纪3030年代末,经反复试验、改进,到 20世纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电
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