化学电源

化学电源知识点汇总总结一、化学电源的基本概念和原理化学电源是利用化学反应产生的电能的装置，也称为化学电池。

化学电源的原理是通过化学反应将化学能转化为电能，从而产生电流。

化学电源主要包括化学电池和燃料电池两种类型。

1. 化学电池化学电池是一种将化学能转化为电能的装置，它由正极、负极和电解质组成。

正极和负极之间通过电解质隔膜隔开，当正极和负极连通时，化学反应发生，产生电流。

化学电池的工作原理是在正负极之间发生氧化还原反应，从而产生电流。

2. 燃料电池燃料电池是一种利用氢气或其他可燃气体与氧气进行氧化还原反应产生电能的装置。

燃料电池的工作原理是通过将氢气与氧气在催化剂的作用下进行反应，产生电流。

二、化学电源的分类化学电源主要包括化学电池和燃料电池两种类型，根据不同的工作原理和应用领域可以进一步进行分类。

1. 原电池和二次电池原电池是一次性使用的化学电池，其化学反应发生后无法逆转。

二次电池则是可以重复充放电的化学电池，例如铅酸蓄电池和锂离子电池等。

2. 燃料电池的类型燃料电池可以根据使用的燃料和氧化剂的不同进行分类，常见的燃料电池包括氢氧燃料电池、甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池等。

三、化学电源的应用化学电源作为一种高效的能源转化装置，广泛应用于各个领域。

1. 电动汽车随着环保意识的提高，电动汽车逐渐成为替代传统燃油车的首选。

电动汽车采用电池组作为动力来源，其中包括锂离子电池、镍氢电池等。

2. 便携式电子设备化学电源被广泛应用于便携式电子设备，例如手机、笔记本电脑、数码相机等。

这些设备通常采用锂离子电池或锂聚合物电池。

3. 家用电器化学电源也被应用于一些家用电器，例如手提吸尘器、电动工具、无线电话等。

这些设备通常采用镍镉电池、镍氢电池等。

4. 航空航天领域燃料电池在航空航天领域有着广泛的应用前景，可以用于飞机、无人机和宇宙飞船等。

5. 新能源领域燃料电池也被广泛应用于新能源领域，例如太阳能和风能的储能系统，通过燃料电池将太阳能和风能转化为电能。

化学与物理电源一、化学电源化学电源是一种通过化学反应产生电能的装置，广泛应用于日常生活和工业生产中。

常见的化学电源有干电池和蓄电池。

干电池是一种便携式化学电源，内部由正负极、电解质和隔离膜等组成。

当外部电路连接到干电池上时，化学反应开始进行，正极的金属离子向负极移动，产生电流。

干电池的优点是体积小、重量轻、使用方便，适用于移动设备和小型电子产品。

然而，干电池的能量密度较低，不能充电，使用寿命有限。

蓄电池是一种可充电的化学电源，内部由正负极、电解质和隔离膜等组成。

蓄电池与干电池类似，但在电解质中添加了可逆反应物质，可以通过外部电源反向充电。

蓄电池的优点是能够重复充放电，使用寿命较长。

蓄电池广泛应用于汽车、太阳能电池板等领域。

二、物理电源物理电源是一种通过物理现象产生电能的装置，常见的物理电源有太阳能电池和风力发电机。

太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能的装置。

太阳能电池由多层半导体材料组成，当阳光照射到太阳能电池上时，光子激发半导体中的电子，使电子从价带跃迁到导带，形成电流。

太阳能电池的优点是清洁环保、可再生，适用于户外照明和太阳能发电系统。

风力发电机是利用风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能的装置。

风力发电机由风轮和发电机组成，当风力推动风轮转动时，发电机内的线圈产生感应电流，形成电能。

风力发电机的优点是可再生、无污染，适用于大型发电场和离网发电。

总结：化学电源和物理电源都是人们日常生活和工业生产中不可或缺的能源装置。

化学电源通过化学反应产生电能，包括干电池和蓄电池；物理电源通过物理现象产生电能，包括太阳能电池和风力发电机。

不同的电源具有各自的优点和适用范围，为人类的生活和工作提供了便利和可持续的能源支持。

化学电源化学电源(Battery)：又称电池，是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置。

化学电源对外电路供给能量的过程称为放电(discharge)过程，反之则称为充电(charge)过程。

化学电源的分类¾原电池：又称为一次电池，放电后不能用充电的方式使之复原。

¾蓄电池：又称为二次电池，充电后可使之复原，能多次充放电，循环使用。

¾储备电池：在储存期内电极活性物质不与电解质接触，或电解质处于固态；使用时借助动力源或水作用于电解质使电池激活。

¾燃料电池：¾电化学电容器：任何化学电源都包括四个基本部分：电极(正极和负极)、电解质、隔膜和外壳化学电源的原理对于化学电源来说，电池反应的自由能变化是电能的来源。

由能斯特公式计算出的是平衡状态下的电动势。

由于极化作用，电池放电时的电压总是低于其平衡电动势。

Typical discharge curve of a battery活化极化：与发生在电极/电解质界面上的电化学氧化还原反应的动力学因素有关。

欧姆极化:与单个电池组件的电阻及电池组件之间连接问题产生的电阻相关联。

浓度极化：取决于电池工作时物质传输的限制。

电池的电性能和储能性能实用的电池对电性能、储存性能、机械性能、密封性能以及几何形状都有一定的要求，而首要的是具有良好的电性能和储存性能。

¾开路电压和工作电压没有通电时电池的电压称为开路电压，等于两电极之间的电位差。

只有可逆电池的开路电压才等于电池电动势，一般电池的开路电压总小于电池的电动势。

开路电压取决于正、负极材料的本性、电解质和温度。

工作电压又称闭路电压，是指电池有电流流过时的端电压，它随输出电流的大小、放电深度和温度等变化而变化。

当有电流流过电池时，会产生电化学极化、浓差极化和欧姆极化等，使得电池的工作电压总低于开路电压。

z额定电压：是指电池工作时公认的标准电压。

z中点电压：是指电池放电期间的平均电压。

一、化学电源的分类与优劣判断1. 分类：化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等。

2. 优劣判断（1）比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)/kg 或(W·h)/L 。

（2）比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W/kg 或W/L 。

（3）电池可储存时间的长短。

二、一次电池（干电池）一次电池，也叫做干电池，放电后不可再充电。

常见的一次电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽扣式银锌电池等。

1. 普通锌锰干电池常见的锌锰干电池的构造如图所示。

其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。

这种电池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。

总反应Zn + 2MnO 2 + 2NH 4+ === Zn 2+ + 2MnO(OH) + 2NH 3↑第06讲 化学电源知识导航知识精讲2. 碱性锌锰干电池用KOH电解质溶液代替NH4Cl做电解质时，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。

Zn + 2OH-﹣2e-==Zn(OH)23. 纽扣式锌银电池锌银扣式电池，以锌为负极,银的氧化物为正极,氢氧化钾（或钠）溶液为电解液的纽扣状微型原电池Zn+Ag2O+ H2O === Zn(OH)2+2Ag三、二次电池有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使活性物质获得再生，从而实现放电（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。

这种充电电池属于二次电池，也叫充电电池或蓄电池。

常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅蓄电池。

1. 铅蓄电池Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O正极充电总反应2PbSO4 + 2H2O === Pb + PbO2 +4H+ + 2SO42- 阴极PbSO4＋2e－===Pb＋ SO42-阳极PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋ SO42-2. 锂离子电池工作原理Li1-x CoO2 + Li x C6 LiCoO2 + 6C放电总反应Li1-x CoO2 + Li x C6 === LiCoO2 + 6C 负极正极充电总反应LiCoO2 + 6C === Li1-x CoO2 + Li x C6阴极阳极三、燃料电池燃料电池是一种连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。