化学电源工艺-03(pdf格式)
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化学电源:通过化学反应把化学能直接转变成低压直流电能的装置。
组成条件是1)化学反应中氧化、还原过程必须分隔在两个区域进行2)物质转变过程中电子必须通过外电路。
优点:与其他电源相比,具有能量转换效率高、使用方便、安全、容易小型化与环境友好等组成:电极、电解液、隔离物、外壳。
分类:1)一次电池,即原电池,电池放电后不能用充电方法使它再次荷电的一类电池。
2)二次电池,即蓄电池,电池放电后可用充电方法使活性物质复原以后能够再放电,且充放电过程能反复进行。
3)储备电池,其正负活性物质和电解质在储存期间彼此不直接接触,使用前及时注入电解液或用其他方法使电池立即工作。
4)燃料电池,正负极活性物质分别存储在电池体外,注入电池内在惰性电极材料上进行电化学反应放电。
活性物质:电池放电时,通过化学反应能产生电能的电极材料。
要求是1)正负极组成电池后电动势尽可能高2)电化学活性高3)质量比容量和体积比容量大4)在电解液中化学稳定性高5)电子导电性高6)价格便宜。
利用率影响因素:1)活性物质的活性2)电极和电池的结构3)电解液的组成、浓度和纯度4)制造工艺5)放电制度电动势:在没有电流通过时正负极电极之间的平衡电极电势之差。
开路电压:外线路断路时两极间的电势差。
工作电压:即负载、放电、端电压,指有电流通过外电路时两极间的电势差。
截至电压:电压下降到不宜再继续放电时的最低工作电压。
理论容量/能量/功率:活性物质利用率100%时所给出的电量//。
C=nFm/M=m/K实际容量:在一定放电条件下电池所能输出的电量。
C=It额定容量:电池制造时保证在一定放电条件下电池应该放出的最低容量比容量:单位质量或体积的电池给出的容量称质量比容量或体积比容量。
内阻的组成及影响因素:欧姆内阻(电解液、电极材料、隔膜的性质)、隔膜电阻(电解质种类、隔膜材料、孔率和孔的曲折程度)、固相电阻(活性物质成分及形态、电池的尺寸、装配、结构)、极化内阻(活性物质的本性、电极结构、电池制造工艺)。
化学电源工艺学概述学院:应用技术学院专业:应用化学班级:应化1081学号: 201013300107学生姓名:蒋秋野完成日期:2013 年06月目录绪论 (4)第一章化学电源的起源与发展 (4)1.1化学电源的起源 (4)1.2化学电源的发展 (4)1.3化学电源的发展方向 (4)第二章化学电源的种类和特点 (5)2.1化学电源的种类 (5)2.1.1按使用电解液分类 (5)2.1.2按工作性质及储存方式分类 (5)2.1.3按电池所用正、负材料分类 (5)2.1.4按应用领域分类 (5)2.1.5按结构形式分类 (5)2.2化学电源的特点 (5)第三章锌—二氧化锰电池 (6)3.1概述 (6)3.1.1 锌—二氧化锰电池的分类和电池反应 (6)3.1.2锌—二氧化锰电池的特点 (6)3.2二氧化锰电极 (6)3.2.1 MnO2电极的电化学行为 (6)3.2.2二氧化锰的晶型与性能 (7)3.3锌负极 (7)3.3.1锌电极的阳极过程 (7)3.3.2锌电极的自放电 (7)第四章铅酸蓄电池 (8)4.1概述 (8)4.1.1 铅酸蓄电池的分类 (8)4.1.2铅酸蓄电池的特点 (8)4.1.3铅酸蓄电池的电池反应 (8)4.2 铅酸蓄电池的组成 (8)4.3 铅酸蓄电池的电性能 (9)4.3.1铅酸蓄电池的电压特性 (9)4.3.2铅酸蓄电池的容量及其影响因素 (9)4.3.3铅酸蓄电池自放电 (9)第五章镉—镍蓄电池 (9)5.1概述 (9)5.1.1镉—镍蓄电池的分类 (9)5.1.2镉—镍蓄电池的特点 (9)5.2镉—镍蓄电池的工作原理 (10)5.2.1成流反应 (10)5.2.2氧化镍电极的工作原理 (10)5.2.3镉电极的工作原理 (10)5.3影响电极寿命及容量的因素 (10)第六章锂电池 (10)6.1概述 (10)6.1.1锂电池的分类 (10)6.1.2锂电池的特点 (11)6.2锂电池的工作原理及组成 (11)6.2.1锂负极 (11)6.2.2正极 (11)6.2.3电解质 (11)6.3锂电池寿命的影响因素 (11)第七章总结 (12)绪论随着科技的发展,通讯技术产品的日新月异,化学电源成为电子产品的重要动力。
化学电源,又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置。
它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。
常见的电池大多是化学电源。
它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。
化学电源的主要类型包括一次电池(或称原电池)、二次电池(或称蓄电池)和燃料电池等。
一次电池不能充电,如锌锰干电池;二次电池可以充电,如铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池、锂离子电池等;燃料电池在没有外部燃料源的情况下,不能长时间工作,但在外部燃料源的情况下,可以连续工作。
随着科技的进步,化学电源也在不断发展。
从早期的锌锰原电池,到铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池再到如今的锂离子电池、燃料电池,化学电源的原理和技术经历了多次迭代。
它作为重要的战略性新兴领域,在推动能源革命和能源新业态发展方面发挥着至关重要的作用。
《化学电源工艺学》教学大纲课程编码:0412103702课程名称:化学电源工艺学学时/学分:32/2先修课程:适用专业:化学工程与工艺开课教研室:无机化学教研室一、课程性质与任务1.课程性质:本课程是化学工程与工艺专业学生选修的一门专业课程。
2.课程任务:通过本课程的教学,使学生掌握锌-二氧化锰电池、铅酸蓄电池、镉-镍蓄电池、氢-镍电池、锌-氧化银电池、锂电池、锂离子电池、燃料电池等化学电源的组成、工作原理和制造工艺,为学生将来从事化学电源领域的相关工作打下基础。
二、课程教学基本要求理解化学电源的基本概念和基本原理,掌握化学电源的组成结构、工作原理和制造工艺,重点突出常用化学电源的设计与制造。
本课程在教学中采用电子教案、多媒体教学系统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。
成绩考核形式:期末成绩(闭卷考试)(70%)+平时成绩(作业、课堂提问等)(30%)。
成绩评定采用百分制,60分为及格。
三、课程教学内容第一章化学电源概论1.教学基本要求掌握化学电源的组成及工作原理,理解和掌握化学电源电性能,了解化学电源中的多孔电极。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学,使学生掌握化学电源的组成、工作原理和电性能,主要包括电极、电解质、隔膜、外壳、电动势、容量、能量、功率、储存性能和循环性能等。
3.教学重点和难点教学重点是化学电源的组成,电性能。
教学难点是化学电源电性能。
4.教学内容(1)化学电源的组成及工作原理主要知识点:电极;电解质;隔膜;外壳;工作原理。
(2)化学电源的电性能主要知识点:电动势;容量;能量;功率;储存性能和循环性能。
(3)化学电源中的多孔电极主要知识点:多孔电极的意义;两相多孔电极;三相多孔电极。
第二章锌-二氧化锰电池1.教学基本要求掌握锌-二氧化锰电池的电极材料、电池反应和电性能,以及各种锌-二氧化锰电池的制造工艺。
2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学,使学生掌握锌-二氧化锰电池的电极材料、电池反应、电性能和制造工艺,主要包括二氧化锰电极、锌电极、电池反应、电压、容量和储存性能等。