镍氢电池方程式

【高中化学】锂电池、燃料电池反应原理方程式汇总，务必牢记！1．铝—镍电池(负极—Al，正极—Ni，电解液—NaCl溶液、O2)负极：4Al－12e－=4Al3＋；正极：3O2＋6H2O＋12e－=12OH－；总反应式：4Al＋3O2＋6H2O=4Al(OH)3。

2．镁—铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH 溶液)负极：2Al＋8OH－－6e－=2AlO2-＋4H2O；正极：6H2O＋6e－=3H2↑＋6OH－；总反应离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2-＋3H2↑。

3．锂电池一型(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2)已知电池总反应式：4Li＋2SOCl2=SO2↑＋4LiCl＋S。

试写出正、负极反应式：负极：4Li－4e－=4Li＋；正极：2SOCl2＋4e－=SO2↑＋S＋4Cl－。

4．铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH 溶液)已知Fe＋NiO2＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2，则：负极：Fe－2e－＋2OH－=Fe(OH)2；正极：NiO2＋2H2O＋2e－=Ni(OH)2＋2OH－。

阴极：Fe(OH)2＋2e－=Fe＋2OH－；阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－=NiO2＋2H2O。

5．LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质)已知FePO4＋Li放电充电LiFePO4，则：负极：Li－e－=Li＋；正极：FePO4＋Li＋＋e－=LiFePO4。

阴极：Li＋＋e－=Li；阳极：LiFePO4－e－=FePO4＋Li＋。

6．高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，则：负极：3Zn－6e－＋6OH－=3Zn(OH)2；正极：2FeO4 2-＋6e－＋8H2O=2Fe(OH)3＋10OH －。

化学能与电能❖教学目标1．理解原电池的原理及其应用2．电极反应和电池反应的书写3．了解钢铁的电化学腐蚀4．电解池中两极电极反应的书写5．电解池、原电池的区别6．电解饱和食盐水、电镀、电解法冶炼金属的原理❖知识梳理知识点一．原电池原理1.实验探究实验装置实验现象结论或反应式锌片：不断溶解铜片：有气泡产生电流计：指针发生偏转锌片上的反应：Zn－2e－===Zn2＋铜片上的反应：2H＋＋2e－===H2↑反应过程中有电流产生2.原电池(1)定义：将化学能转变为电能的装置。

(2)工作原理：(以锌—铜—稀硫酸原电池为例)Zn电极Cu电极现象锌片逐渐溶解铜片上产生气泡得失电子失电子得电子正负极判断负极正极电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑总反应式Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(3)构成条件：①能进行自发的氧化还原反应；②两个活泼性不同的金属(或金属与非金属)； ③电极插入电解质溶液中； ④构成闭合回路。

3．钢铁的电化学腐蚀 (1)电化学腐蚀：金属跟电解质溶液接触――→发生 原电池反应――→结果比较活泼的金属失去电子而被氧化。

(2)钢铁的腐蚀： ①构成条件：电极-铁与少量的碳形成两电极电解质溶液-钢铁表面水膜中溶有少量H ＋和OH －，还溶解了氧气等气体。

②电极反应：负极(铁)- 2Fe －4e －===2Fe 2＋正极(碳)-O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －总反应- 2Fe ＋O 2＋2H 2O===2Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3，Fe(OH)3易分解生成铁锈(Fe 2O 3·x H 2O)。

4．正负极的判断知识点二．化学电源 1．原理及优点化学电源依据原电池反应原理，能量转化率是燃料燃烧无法比拟的。

2．常见化学电源(1)一次电池：Zn ＋2NH 4Cl ＋2MnO 2===Zn(NH 3)2Cl 2＋2MnO(OH)， 负极：Zn ；正极：碳棒，电解质溶液：NH 4Cl 等。

高中化学原电池电极方程式相关知识点总结1.铝—镍电池(负极—Al，正极—Ni，电解液—NaCl溶液、O2)负极：4Al-12e-=4Al3+;正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-;总反应式：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。

2.镁—铝电池(负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液)负极：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O;正极：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-;总反应离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

3.锂电池一型(负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2)已知电池总反应式：4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S。

试写出正、负极反应式：负极：4Li-4e-=4Li+;正极：2SOCl2+4e-=SO2↑+S+4Cl-。

4.铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液)已知Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2，则：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2;正极：NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-。

阴极：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-;阳极：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O。

5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4，负极—Li，含Li+导电固体为电解质)已知FePO4+Li放电充电LiFePO4，则负极：Li-e-=Li+;正极：FePO4+Li++e-=LiFePO4。

阴极：Li++e-=Li;阳极：LiFePO4-e-=FePO4+Li+。

6.高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质)已知：3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，则：负极：3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2;正极：2FeO4 2-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-。

镍氢电池的化学原理及工艺流程镍氢电池的化学原理镍氢电池采用Ni的氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液(主要为KOH)作为电解液.圆柱形和方形镍氢电池电化学原理和化学反应相同：充电时，正极：Ni(OH)2– e-+OH-→NiOOH+H2O负极：MHn+ne-→M+n/2 H2放电时，正极：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-负极：M+n/2 H2→MHn+ne-。

镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低(如低于-15℃)，而在-20℃时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。

在低温充电低于0℃会增大电池内压并可能使安全阀开启。

为了有效充电，环境温度范围应在5-30℃之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45℃以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。

圆柱形Ni-MH电池只采用金属电池槽，一是因为电池槽本身与金属氢化物负极连接在一起，可以作为负极极端；二是因为许多应用要求能够快速充电，气体发生复合反应时，电池的内压很高，只有金属容器可以承受这种压力，而且不会发生太大的变形。

最后金属电池槽聚砜密封环翻边与电池盖密封，这种方法成本低，易于生产，而且可靠。

工艺流程：(以SC型为例1.配方1.1正极：氢氧化镍(2.1.1和2.2.3)氧化钴(可以形成导电网络，弥补氢氧化镍与金属集流体间较大的间距以及氢氧化镍本身电导率较低的不足)添加剂1.2负极：贮氢合金粉(3.1有具体讨论)添加剂1.3电解质：30%的KOH水溶液17g/L的LiOH NaOH(为提高高温充电效率，将部分KOH替换为NaOH，但是会加重对金属氢化物活性物质的腐蚀，降低循环寿命)2.正极制备2.1烧结式2.1.1调浆：纤维镍+导电剂CoO+CMC(2.5%)或MC+PVB造孔剂2.1.2拉浆：将膏状物涂覆到基板(如冲孔镍带)2.1.3烘干(挥发黏结剂)(75℃)2.1.4在氮气/氢气环境下高温煅烧(880℃，烧结速度90m/h)2.1.5化学浸渍或电化学浸渍(将NiOH沉积到烧结骨架中)Ni(NO3)2浸渍密度1.62-1.65g/c㎡，含3%-5%Co(NO3)2增重[(1.72-1.80)±0.007]g/cm2 2.1.6浸渍后的电极用电化学充/放电工艺进行预活化2.1.7逆向水洗2.1.8烘干(75℃)2.1.9电极软化(成型厚0.58±0.05mm)2.1.10极耳点焊主要设计参数：纤维镍骨架的强度和孔径氢氧化镍活性物质的化学组成活性物质的载入有害物质(硝酸盐、碳酸盐等)的含量2.2涂膏式2.2.1泡沫镍基板制备用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。

原电池原理及应用考点一原电池的工作原理及其应用1．原电池的概念：将化学能转化为电能的装置。

2．原电池的构成条件：(1)能自发地发生氧化还原反应。

(2)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)。

①负极：活泼性较强的金属。

②正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属。

(3)电极均插入电解质溶液中。

(4)构成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。

3．工作原理以锌铜原电池为例：单液单池：双液双池：：(1)原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生，正极发生，（简称：）一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到电池总反应方程式。

(2)不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中的浓度，(3)原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。

4．原电池原理的三大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

(2)比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

(3)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。

②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

如：根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计的原电池为：【互动思考】1．原电池内部阴、阳离子如何移动？电解池内部阴、阳离子如何移动？2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极( )(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强( )(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应( )(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( )答案(1)√(2)×(3)×(4)√[示向题组]1．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。

镍氢电池反应方程式嘿，朋友们！今天咱们来聊聊镍氢电池的反应方程式，这就像是一场微观世界里超级有趣的魔法表演呢！镍氢电池充电的时候啊，就像是一群勤劳的小蚂蚁在搬运东西。

正极发生的反应是：Ni(OH)₂ + OH⁻ → NiOOH + H₂O + e⁻。

你看啊，这个Ni(OH)₂就像一个沉睡的小懒虫，在OH⁻这个活力小助手的帮助下，一下子变成了NiOOH这个活力满满的家伙，还顺便产生了水和电子呢，就好像小懒虫觉醒后开始大干一场，还制造出了新的东西。

再看看负极，那更是一场热闹的聚会。

M + H₂O + e⁻ → MH + OH⁻。

这里的M就像是一个神秘的客人，它一遇到水和电子，就像是被施了魔法一样，变成了MH这个新的角色，同时还把OH⁻这个小跟班也带出来了，整个过程就像变魔术一样神奇。

当镍氢电池放电的时候呢，那就是这些家伙们又开始了另一种变化。

正极开始把之前得到的东西还回去，NiOOH + H₂O + e⁻ → Ni(OH)₂ +OH⁻。

这NiOOH就像一个慷慨的大富翁，把之前吸收的东西又都释放出来，变回了最初的Ni(OH)₂，还把OH⁻也送了回来，就像把借走的东西还得干干净净。

负极也没闲着呀，MH + OH⁻ → M + H₂O + e⁻。

MH这个家伙就像一个懂事的孩子，把之前得到的OH⁻还回去，自己又变回了原来的M，还产生了水和电子，就像完成了一次成长后的回归。

你可以把这个镍氢电池想象成一个小小的化学工厂，充电就是进货加工，放电就是出货还原。

正极和负极就像两个车间，各自有条不紊地进行着自己的工作。

有时候我觉得这个镍氢电池的反应方程式就像一场精心编排的舞蹈。

每个离子和化合物都是舞者，它们按照特定的节奏和步伐移动、变化。

而且啊，这个反应就像一个循环的故事。

充电是故事的开始，各种角色开始变身，放电就是故事的结尾，角色又变回了最初的样子，然后等待下一次充电这个新故事的开始。

这个方程式还像一个神奇的密码锁，只有按照正确的反应顺序，电池才能正常工作，就像密码锁只有输入正确的密码才能打开一样。

二、常见原电池电极反应方程式的书写1、锌-铜－硫酸原电池负极： Zn - 2e-═ Zn2+正极：2H+＋2e-═ H2↑总反应式：Zn＋2H+═ Zn2+＋H2↑2、利用反应Fe + 2FeCl3═ 3FeCl2设计原电池负极： Fe - 2e-═ Fe2+正极： 2Fe3++2e-═ 2Fe2+3、普通锌锰干电池（酸性电池）负极： Zn - 2e-═ Zn2+正极： 2MnO2 + 2NH4+ + 2e-═ 2MnO(OH) + 2NH3总反应式： Zn + 2MnO2 + 2NH4+═ Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3知多点：电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H氧化成为水，以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。

由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成[2MnO(OH)→Mn2O3+H2O]，故电池用久后会变软。

4、碱性锌锰电池，电解质为KOH溶液负极： Zn + 2OH- - 2e-═ Zn(OH)2正极： 2MnO2 + 2H2O + 2e-═ 2MnO(OH) + 2OH-总反应式： Zn + 2MnO2 + 2H2O ═ Zn(OH)2 + 2MnO(OH)5、银锌电池（碱性电池），又称纽扣电池，结构是Ag2O－Zn－KOH负极： Zn + 2OH- - 2e-═ ZnO + H2O 正极： Ag2O + H2O + 2e-═ 2Ag + 2OH-总反应式：Zn + Ag2O ═ 2Ag + ZnO6、铅蓄电池（酸性电池）负极： Pb + SO42- -2e-═ PbSO4正极： PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-═ PbSO4 + 2H2O 总反应式： Pb + PbO2 + 2H2SO4═ 2PbSO4 + 2H2O7、碱性镍镉电池：该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料，NaOH作电解质溶液。

负极：Cd + 2OH- - 2e-═ Cd(OH)2正极： 2NiO(OH) + 2H2O + 2e-═ 2Ni(OH)2 + 2OH-总反应式： Cd + 2NiO(OH) + 2H2O ═ Cd(OH)2 + 2Ni(OH)28、镍氢电池（碱性电池）负极： H2 + 2OH--2e-═ 2H2O 正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e-═ 2Ni(OH)2 + 2OH-总反应式： H2+ 2NiO(OH) ═ 2Ni(OH)2知多点：铅蓄、镍镉、镍氢可充电池的比较：从三种蓄电池的总反应式可看出，铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外，同时还消耗电解质硫酸，使溶液中的自由移动的离子浓度减小，内阻增大，导电能力降低。

镍氢电池的工作原理镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。

镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">从方程式看出：充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

过量充电时的电化学反应：javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">从方程式看出，蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。

由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。

从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。

镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。

隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。

为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。

电池充电特性镍镉电池充电特性曲线如图1所示。

当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升（A点）。

此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。

在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。

目录1.各种蓄电池的比较： (2)2.Ni-MH 电池材料构成 (2)3.Ni-MH 电池工作原理 (4)4.镍氢动力电池的不足 (5)1.各种蓄电池的比较：2.Ni-MH 电池材料构成镍氢电池的材料构成主要由电极材料、电解液、金属材料及隔膜组成，正负极及电解液材料上不同工艺上的差异使电池有不同的性能，其中正极材料决定了电池的容量，负极材料决定了大电流或高温工作时，电池充放电的稳定性。

目前正极材料多用高密度氢氧化镍，负极材料为贮氢合金粉。

如图：镍氢电池材料构成正极性能可通过添加制剂来改善。

影响氢氧化镍电池正极性能的主要因素有：1）稳定高比容量（>500mAh/cm3）Ni(OH)2 正极的制备；2）宽温度（大电流）使用范围（− 20 ~ 50oC ）下电池性能的稳定性，特别是较高温度下，氢氧化镍正极上氧的过电位下降而引起充电过程内压过高，效率降低；3）由于极片膨胀使隔膜电液干涸，电液内阻加大，引起电池性能衰退。

针对这些因素，一般通过增加添加剂、导电剂、粘合剂等来改善其性能。

4）如图：实用添加剂导电剂和粘合剂贮氢合金是影响电池容量和充放电性能的关键材料，也是发展镍氢动力电池的主要技术瓶颈。

电动车用MH-Ni 电池要求贮氢合金必须具备高比容量、长寿命、高电压平台、良好的催化活性(包括构成电极后所形成的气、固、液三相催化层)及低成本等性能，技术门槛也体现在贮氢合金的配方、纯度、粒度、表面处理、活性催化、容量与寿命，以及充放电控制、温度控制等方面。

目前已经商业化的Ni-MH 电池负极材料有两种：AB5 型混合稀土类和AB2 型锆基贮氢合金。

AB5 型受其理论容量的限制，很难满足电动汽车对动力电池的要求，而AB2 型合金吸氢量大，电化学理论容量高，与氢反应速度快，活化容易，没有滞后反应，抗电解液的腐蚀氧化性强，电化学循环稳定性高，是镍氢动力电池最主要应用的新型贮氢材料。

3.Ni-MH 电池工作原理电池中的反应方程式是：正极：Ni（ OH）2 = NiOOH + H + + e−负极： M + （H）2 O + e− = MH + OH −电池总反应：Ni(OH) 2 + M = NiOOH + MH，其中M 为贮氢合金，MH为吸附了氢原子的贮氢合金。