几种常见的原电池
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常见的原电池[回目录]常用原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂电池等。
1 锌原电池原电池-锰干电池:锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。
锌-锰电池以锌为负极,以二氧化锰为正极。
按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使用,可组合叠层电池(组)。
按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型:(1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。
电池符号:(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 (+)总电池反应: Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O(2) 锌型锌-锰电池:又称高功率锌-锰电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-锰电池的第二代产品,20世纪70年代初首先由德国推出。
与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水,因此电池不易漏液。
电池符号:(-) Zn│ZnCl2│MnO2 (+)总电池反应(长时间放电):Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4(3) 碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。
电池符号:(-) Zn│KOH│MnO2 (+)总电池反应: Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2锌-锰电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1.5-1.8V ,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。
用于手电筒照明时,典型终止电压为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V。
2.锂原电池:又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。
锂的电极电势最负相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能电池。
根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。
原电池的原理及应用小报1. 原电池的概述•电池是将化学能转化为电能的装置。
•原电池是最早的一种电池,也叫原始电池或原本电池。
•原电池通常由两种不同金属片和电解液组成。
2. 原电池的工作原理•原电池是通过化学反应来产生电流的。
•电解液中发生氧化还原反应,导致电荷转移。
•电流从正极流向负极,形成闭合回路。
3. 常见的原电池类型3.1 锌-铜原电池•锌-铜原电池是最简单和常见的原电池之一。
•锌片充当负极,铜片充当正极。
•锌在电解液中发生氧化反应,释放电子,并通过电解液传递到铜上。
3.2 铅-酸原电池•铅-酸原电池是一种常见的重型电池。
•铅板充当负极,铅氧充当正极,硫酸作为电解液。
•硫酸在电解液中可以释放氢离子,与铅氧发生反应。
3.3 锌-空气原电池•锌-空气原电池是一种高能量密度的电池。
•锌充当负极,氧气来自空气充当正极。
•锌和氧气在反应中生成锌氢离子和氢氧根离子。
4. 原电池的应用•原电池由于其简单、经济和可靠的特性,在许多领域得到广泛应用。
•常见的应用包括遥控器、手电筒、闹钟等小型电子设备。
•原电池还可用于车辆起动、启动火箭等高能耗场景。
5. 原电池存在的问题与发展趋势•原电池存在环境污染和资源浪费的问题。
•随着科技的发展,新型电池如锂离子电池、钠离子电池等逐渐替代原电池。
•新型电池具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更环保的特点。
结论原电池作为最早的一种电池,具有简单可靠的特点,在小型电子设备和一些高能耗场景中得到广泛应用。
然而,随着科技的进步,新型电池正在逐渐取代原电池,以满足对能源密度、寿命和环保性能的更高要求。
罕有的原电池电极反响式的书写【1 】1.伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:Zn–2e-==Zn2+ 正极:2H++2e-==H2↑总反响离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2.铁碳电池(析氢腐化):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:Fe–2e-==Fe2+ 正极:2H++2e-==H2↑总反响离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3.铁碳电池(吸氧腐化):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:2Fe–4e-==2Fe2+ 正极:O2+2H2O+4e-==4-OH总反响化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成进程)4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:4Al–12e-==4Al3+ 正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH总反响化学方程式:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5.铝–空气–海水(负极--铝,正极--石墨.铂网等能导电的惰性材料,电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ 正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反响式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3 (铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池) 6.通俗锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+ 正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O总反响化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O7.碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-总反响化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)8.银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-总反响化学方程式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag9.镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):2Al + 8OH-+6e-=2AlO2-+4H2O 正极(Mg):6H2O + 6e-=3H2↑+6OH–总反响化学方程式:2Al + 2OH-+ 2H2O =2AlO2-+ 3H2↑10.一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + 正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-总反响化学方程式8Li+3SOCl2 === Li2SO3 +6LiCl +2S1.铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸)放电时:负极:Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极:PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O 总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2.镍镉电池(负极--Cd .正极—NiOOH.电解液: KOH溶液)放电时负极:Cd-2e—+ 2OH– == Cd(OH)2Ni(OH)2+Cd(OH)2正极:2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2燃料电池是原电池中一种比较特别的电池,它与原电池形成前提有一点相悖,就是不一定南北极是两根运动性不合的电极,也可以用雷同的两根电极.解决此类问题必须抓住一点:燃料电池反响现实上等同于燃料的燃烧反响,但要特别留意介质对产品的影响.电极反响式书写,先写正极,再写负极.1.氢氧燃料电池氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,总反响为:2H2 + O2 = == 2H2O电极反响特别要留意电解质,有下列四种情形,但总反响式均雷同:(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:2H2 –4e-+ 4OH—=== 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH—总反响方程式: 2H2 + O2 === 2H2O(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:2H2 –4e-=== 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O总反响方程式2H2 + O2 === 2H2O(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:2H2 –4e-=== 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e-=== 4OH—总反响方程式2H2 + O2 === 2H2O(4)电解质为熔融K2CO3(盐)负极:2H2 –4e-+2CO32-=== 2CO2↑+2H2O 正极:O2+ 4e-+2CO2 === 2CO32—总反响方程式2H2 + O2 === 2H2O解释:1.碱性溶液反响物.生成物中均无H+ 2.水溶液中不克不及消失O2-3.中性溶液反响物中无H+ 和OH-—4.酸性溶液反响物.生成物中均无OH-2.甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇类似)(1)碱性电解质(铂为南北极.电解液KOH溶液)正极:3O2 + 12e-+ 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH –12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O 总反响化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O总反响离子方程式:2CH3OH + 3O2 + 4OH-=== 2CO32-+ 6H2O(2)酸性电解质(铂为南北极.电解液H2SO4溶液)正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O 负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO2总反响式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3.CO燃料电池(总反响方程式均为:2CO +O2 =2CO2)(1)熔融盐(铂为南北极.Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO入负极,空气与CO2的混杂气入正极)正极:O2 +4e-+2CO2 =2CO32-负极:2CO+2CO32-–4e-==4CO2(2)酸性电解质(铂为南北极.电解液H2SO4溶液)正极:O2 + 4e-+ 4H+ == 2H2O负极:2CO –4e-+ 2H2O==2CO2 +4H+4.甲烷燃料电池1.碱性电解质(铂为南北极.电解液KOH溶液)正极:2O2 + 2H2O + 8e-== 8OH—负极:CH4 + 10OH—-8e-== CO32-+ 7H2O总反响方程式:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O2.酸性电解质(铂为南北极.电解液H2SO4溶液)正极:2O2 + 8e-+ 8H+ == 4H2O 负极:CH4-8e-+ 2H2O == 8H+ + CO2总反响方程式CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O罕有的电解池电极反响式的书写电解方程式的实例(用惰性电极电解):电镀铜.精华精辟铜比较电解.电离和电镀的差别。
常见的原电池电极反应式的书写1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2H++2e-==H2↑总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:2Fe–4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-==4-OH总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程)4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:4Al–12e-==4Al3+正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH总反应化学方程式:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、铝–空气–海水(负极--铝,正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料,电解液--海水)负极:4Al-12e-==4Al3+ 正极:3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为:4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3(铂网增大与氧气的接触面)(海洋灯标电池)6、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O7、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)8、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O 正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-总反应化学方程式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag9、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):2Al + 8OH-+6e-=2AlO2-+4H2O 正极(Mg):6H2O + 6e-=3H2↑+6OH–总反应化学方程式:2Al + 2OH-+ 2H2O =2AlO2-+ 3H2↑10、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:8Li -8e-=8 Li + 正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-总反应化学方程式8Li+3SOCl2 === Li2SO3 +6LiCl +2S1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸)放电时:负极:Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极:PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O 总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)放电时负极:Cd-2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2Ni(OH)2+Cd(OH)2正极:2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。
人教版高二化学必修四第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练(含答案)基础知识点整理一、原电池基本概念理解。
1、原电池的概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、化学电池的分类:常见的原电池可以分为三类:(1)一次电池:常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等;(2)二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池;(3)燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。
3、原电池的电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑4、常见原电池的电极反应总结。
⑴干电池(属于一次电池)①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应:阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===总反应式:Pb + PbO 2 + 2H2SO4放电充电2PbSO4 + 2H2O5、典型例题分析。
例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑答案:B解析:(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。
原电池和电解池全面总结(热点)8篇第1篇示例:原电池和电解池是当今社会中非常重要的能源存储和转换设备,广泛应用于电动车、手机、笔记本电脑等各种现代电子设备中。
在这篇文章中,我们将对原电池和电解池进行全面总结,包括其原理、结构、性能特点以及当前的热点问题。
一、原电池的原理和结构原电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
它由阳极、阴极和电解质组成。
当外部电路连接时,化学反应在阳极和阴极之间发生,产生电流。
常见的原电池有干电池和蓄电池两种类型。
干电池是一次性使用的电池,蓄电池则可以反复充放电使用。
二、原电池和电解池的性能特点1. 能量密度高:原电池和电解池在相同体积和重量下可以存储更多的能量,适合应用于现代电子设备中。
2. 长寿命:部分原电池和电解池可以进行多次充放电循环,使用寿命较长。
3. 环保:与传统的化石能源相比,原电池和电解池使用过程中不会产生二氧化碳等有害气体,对环境友好。
4. 快速充放电:随着技术的进步,原电池和电解池的充放电速度越来越快,用户体验更佳。
1. 安全问题:在过去的几年里,因为原电池和电解池自身的特性,如短路、过充、过放等问题导致的安全事故时有发生,如三星Note7手机爆炸事件、特斯拉电动车发生火灾等。
原电池和电解池的安全性一直备受关注。
2. 资源利用与环保:现有的原电池和电解池在制造和回收过程中对资源的消耗比较大,回收利用率较低,对环境造成了一定的压力。
如何提高原电池和电解池的资源利用率,保护环境成为了热点问题。
3. 高性能需求:随着电子设备的不断更新,用户对于原电池和电解池的性能要求也在不断提高,如快速充电、长使用时间、安全稳定等,如何满足用户需求也是当前的热点问题。
以上就是对原电池和电解池的全面总结,这些设备在当今社会中发挥着越来越重要的作用,我们期待未来能够有更多的创新,解决当前存在的问题,使得原电池和电解池能更好地适应现代社会的需求。
第2篇示例:原电池和电解池是当前热点话题之一,随着新能源技术的发展,原电池和电解池成为各行各业关注的焦点。
原电池的制作方法原电池是一种化学电池,通过将正极和负极之间的化学反应将化学能转化为电能。
原电池有多种类型,包括锌碳电池、碱性干电池、铅酸蓄电池等。
在这里,我们将介绍10种制作原电池的方法,并提供详细的描述。
1. 锌碳电池的制作方法锌碳电池是最常见的原电池之一。
要制作锌碳电池,需要以下材料:- 锌板- 石墨棒(或其他形状的碳材料)- 电线- 电解质:10%左右的氢氧化钾溶液或者是明矾溶液制作步骤如下:- 将锌板与石墨棒相互交错排列,将它们分别定位在容器的两端,并与电线相连。
- 将电解质倒入容器中,直至液体达到铁丝的高度即可。
锌板将作为负极,石墨棒将作为正极,氢氧化钾溶液将作为电解质。
在装配完成后,将会产生电流,并从电极流过电线。
锌很快被溶解,而产生氢气的同时放出电子,通过电线流向石墨棒作为正极。
溶解出的锌离子也流向石墨棒,并由碳材料吸收电子和氢离子,产生电化学反应。
2. 碱性干电池的制作方法碱性干电池又称为干电池,是最常见的原电池之一。
它是一种用碳材料、铜和锌制作的半卷筒形容器。
要制作碱性干电池,需要以下材料:- 石墨棒- 锌盘- 铅盘- 电解质:氢氧化钾和氢氧化钠的混合物- 纸板制作步骤如下:- 在锌盘底部放入一块铅圆片,并用钳子将其夹紧。
- 将石墨棒放入铅圆片中心,并将其固定在纸板上。
- 在石墨棒周围放入氢氧化钾和氢氧化钠的混合物。
- 在锌盘上方放入一层纸板。
在装配完成后,碱性干电池就可以产生电流。
锌很快地溶解,同时产生氢气,并通过电线流向石墨棒。
溶解出的锌和氢氧化钾反应,同时石墨棒吸收碳酸盐离子,产生化学反应,从而使碱性干电池产生电能。
3. 铅酸蓄电池的制作方法铅酸蓄电池是一种重要的电池,它是由正极、负极和电解液组成的。
要制作铅酸蓄电池,需要以下材料:- 铅盘(正极)- 铅-钙合金盘(负极)- 塑料容器- 硫酸电解液制作步骤如下:- 将铅盘和铅-钙合金盘放入塑料容器内,然后将它们与电线连接。
原电池的种类及考查方式电池是一种储存化学能转化为电能的设备,广泛应用于各种电子设备和照明设备中。
根据电池的电化学原理不同,可以将原电池分为干电池和液电池两种类型。
一、干电池干电池是指内部储存化学能的活性物质以固体形式存在的电池,主要有以下几种类型:1.碳锌电池(Zn-C)碳锌电池是最常见的干电池,广泛用于各种低功率电子设备。
它的正极是二氧化锌,负极是碳,电解液为盐酸或氯化锌溶液。
2.碱性锌锰电池(Zn-MnO2)碱性锌锰电池是一种高性能干电池,它的正极是二氧化锰,负极是锌,电解液为稀碱性电解质溶液。
这种电池具有较高的电压稳定性和较长的使用寿命,可以满足许多高功率设备的需求。
3. 锂离子电池(Li-ion)锂离子电池是一种高能量密度、无记忆效应和较低自放电率的干电池。
它的正极是氧化钴锂或其他锂化合物,负极是碳材料,电解质为有机溶液或聚合物凝胶。
锂离子电池广泛应用于各种便携设备和电动车辆中。
4.镍氢电池(Ni-MH)二、液电池液电池是指内部储存化学能的活性物质以液体形式存在的电池,主要有以下几种类型:1. 铅酸电池(Pb-acid)铅酸电池是一种成熟的液电池技术,它的正极是氧化铅,负极是纯铅,电解液为硫酸溶液。
铅酸电池具有较低的能量密度,但在启动汽车、应急照明等场景中得到了广泛应用。
2.镍镉电池(Ni-Cd)镍镉电池是一种高性能液电池,它的正极是氢氧化镉,负极是氢氧化镉活性材料。
镍镉电池具有较高的循环寿命和较低的内阻,但含有有毒的镉,对环境造成污染,因此在逐渐被淘汰。
3.镍氢电池(Ni-H2)与干电池中的镍氢电池相似,液电池中的镍氢电池也属于高容量、低自放电率、环保的电池。
它的正极是氧化镍,负极是氢化化合物,电解液为溶于水的碱性电解质溶液。
考查方式:在测试电池的特性和性能时,主要考查以下几个方面:1.开路电压:电池未连接负载时的电压,反映电池的储能能力和电池的化学反应性。
2.电池容量:电池储存和释放化学能的能力,可通过充放电测试获得。
原电池类型归纳原电池又称二次资源电池,指在蓄电池生产、使用过程中产生的可循环再生利用的原电池。
是将一定数量(每只)的锂离子电池通过电压调节装置施加在其一定温度下,再放电时释放出能量的动力装置。
其结构上是将被放电金属锂离子(带正负极)放入极板,然后对极板施加电压而使它放电。
因此原电池组分为充电型和恒流型两大类,其电池种类也因原电池类型不同。
本文重点阐述原电池的类型,并针对每一种类型进行归纳分析,以期为大家提供一定帮助。
一、充电型充放电型原电池是利用金属锂的离子迁移能力,通过电化学反应进行充电的。
充放电过程的不同而产生不同的化学活性物质而形成不同的电解质。
当充电电压上升时,处于阳极的锂离子被放出形成离子与正负极离子形成反应或离子交流形成离子链。
然后将极板插入活性材料中,从而完成充电作用和放电反应。
由于电池内部有电子和离子通道,所以电池内部结构不稳定,需要较大的电压来稳定它。
若采用恒流充放电型电池,通常采用直流电源;若采用交流电源充电(包括充电倍率充电),则可使用更长周期后回收电池使用效率达到80%以上。
1、电芯锂离子电芯是用来实现锂离子迁移的原电池,有多种类型的电芯。
包括:单电芯、双电层式电芯、多电芯。
它们是一种以碳基材料为基础制成的三元正极材料的活性物质。
其结构主要是指单极性或双极性。
单电芯中由于锂的电荷是不平衡的,因此在电解质中会出现一些化学反应或者离子相互交流形成一些电荷。
2、极板极板的电极材料为石墨、钛酸锂或磷酸铁锂。
其基本结构为:(1)电极材料:选用石墨、Na2SO44、SiO2、Mn2O3、 ZnO、PbO3、 NaOH等元素。
(2)充放电电位:电极材料(阳极)或活性物质:石墨(负极)、硅酸铝或氧化镁(LiCl2)、PbSiO3等;(3)负极材料:锂、镍钴合金、钛酸锂、磷酸铁锂等;负极材料:硫酸亚铁(FeO)、锰酸锂、磷酸铁锂等。
通过表面活性剂、电解质的活性和反应程度等将其控制在较低程度上可以进行充放电操作,并能满足生产要求。
常见原电池、电解池的电极反应及电池反应的小结一、一次电池1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:正极:总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:正极:总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:正极:总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2;(铁锈的生成过程) 4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:正极:总反应化学方程式:4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:正极:总反应化学方程式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):总反应化学方程式:2Al + 2OH-+ 6H2O =2【Al(OH)4】-+ 3H2↑9、高铁电池(负极--Zn,正极--碳,电解液KOH和K2FeO4)正极:负极:总反应化学方程式:3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH放电充电10、镁/H2O2酸性燃料电池正极:负极:总反应化学方程式:Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸)负极:正极:总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)放电时负极:正极:总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池:总反应方程式: 2H2 + O2 === 2H2O(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:正极:(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:正极:(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:正极:2、甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应式2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应方程式为:2CO +O2 =2CO2正极:负极:4、甲烷燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)总反应方程式:CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O 正极:负极:5、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)总反应方程式:N2H4+ O2 === N2 +2H2O正极:负极:6、H2、Cl2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为Cl2,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式:7、A g、Cl2电池(负极—Ag 、正极—铂,通入Cl2,电解液: 1 mol·L-1盐酸)正极:负极:总反应方程式:2Ag+ Cl2==2 Ag Cl8、H2、N2电池(铂为两极,一极为H2,另一极为N2,电解质溶液是盐酸、氯化铵溶液)正极:负极:总反应方程式:3H2 + N2 +2HCl==2 NH4Cl四、非水电池1、氢氧电池:一极为H2,另一极为空气与CO2的混合气,电解质为熔融K2CO3(盐)负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O2、固体酸燃料电池(一极通入空气,另一极通入H2;电解质是CsHSO4固体传递H+)负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O3、新型燃料电池(一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体)正极:负极:总反应方程式:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O4、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:总反应方程式O2 +2CO==4CO25、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS的石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe五、电解池1、写出下列电解池的电极反应式和总反应式(1)用惰性电极电解硫酸钠溶液:若要恢复到原溶液浓度,加入一定量____________ 阳极: 。