化学电源上课用PPT学习教案

1、会计学1 化学电源上课用化学电源上课用 银锌电池银锌电池 锌汞电池锌汞电池 第1页/共29页 1. 银锌电池银锌电池 一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正一般用不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正 极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮极壳和负极壳组成，形似钮扣（俗称钮 扣电池）。盒内正极壳一端填充由氧化扣电池）。盒内正极壳一端填充由氧化 银和石墨组成的正极活性材料，负极盖银和石墨组成的正极活性材料，负极盖 一端填充锌汞合金组成的负极活性材料一端填充锌汞合金组成的负极活性材料 ，电解质溶液为，电解质溶液为KOHKOH浓溶液。浓溶液。 第2页/共29页 第3页/共29页 上图是锌锰干电池上图是锌锰干电池 第4

2、页/共29页 2. 干电池干电池-普通锌锰电池普通锌锰电池 干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的 顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的 周围由内向外依次是周围由内向外依次是A A：二氧化锰粉末（黑：二氧化锰粉末（黑 色）色）-用于吸收在正极上生成的氢气（用于吸收在正极上生成的氢气（ 以防止产生极化现象）；以防止产生极化现象）；B B：用饱和了氯化：用饱和了氯化 铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。 第5页/共29页 第6页/共29页 随着用电器朝着小型化、多功能化发展随着用电器朝着小

3、型化、多功能化发展 的要求，对电池的发展也提出了小型化、的要求，对电池的发展也提出了小型化、 多功能化发展的要求。多功能化发展的要求。 第7页/共29页 第8页/共29页 新型燃料电池新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质 全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断 从外界输入，同时将电极反应产物不断排从外界输入，同时将电极反应产物不断排 出电池出电池 第9页/共29页 3. 3. 氢氧燃料电池氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池，主要用这是一种高效、低污染的新型电池，主要用 于航天领域。其电极材料一般为活化电极，于

4、航天领域。其电极材料一般为活化电极， 具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电具有很强的催化活性，如铂电极、活性碳电 极等。电解质溶液一般为极等。电解质溶液一般为40%40%的的KOHKOH溶液。溶液。 电极反应式如下：电极反应式如下： 负极：负极：2H2H2 2 + 4OH + 4OH- - -4e -4e- - = 4H = 4H2 2O O 正极：正极：O O2 2 + 2H + 2H2 2O + 4eO + 4e- - = 4OH = 4OH- - 总反应式：总反应式：2H2H2 2 + O + O2 2 = 2H = 2H2 2O O 第10页/共29页 使用氢氧燃料电池动力的法国产标

5、致使用氢氧燃料电池动力的法国产标致 TAXI 第11页/共29页 例例1 1：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有 高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池 有有酸式酸式和和碱式碱式两种，它们放电时的总反应都两种，它们放电时的总反应都 可以表示为可以表示为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式电池中电解质，酸式电池中电解质 是 酸 ， 其 负 极 反 应 可 表 示 为 ，是 酸 ， 其 负 极 反 应 可 表 示 为 ， 则其正极反应式为则其正极反应式为_ _ _ 。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为。碱

6、式电池的电解质是碱，其正极反应式为 ，则其负极反应可表示为，则其负极反应可表示为 _ _。 O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ + O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - =4OH=4OH- - 第12页/共29页 例例2 2：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然 使用方便，却受到价格和来源的限制。常使用方便，却受到价格和来源的限制。常 用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲 烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷烷、汽油等。请写出将图中氢

7、气换成甲烷 时所构成的甲烷燃料电池中时所构成的甲烷燃料电池中a a极的电极反应极的电极反应 式：式： ， 此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 ： 。 KOH溶液溶液 CH 4 O2 H2O a b CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O CH4+2O2+2KOH= K2CO3+3H2O 第13页/共29页 铅蓄电池铅蓄电池 第14页/共29页 第15页/共29页 4. 铅蓄电池铅蓄电池 铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶 或透明塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄或透明塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄 漏）；设有多层电极板，其中正极板

8、上有一漏）；设有多层电极板，其中正极板上有一 层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属 铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板 隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均 浸入到硫酸溶液中。浸入到硫酸溶液中。 第16页/共29页 第17页/共29页 5. 碱性蓄电池碱性蓄电池 这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多，且 拾携带很方便。拾携带很方便。 Ni-CdNi-Cd电池：电池：Cd + 2NiO(OH) + 2HCd + 2NiO(OH) + 2H2

9、 2O O = 2Ni(OH)= 2Ni(OH)2 2 + Cd(OH) + Cd(OH)2 2 Ni-FeNi-Fe电池：电池：Fe + 2NiO(OH) + 2HFe + 2NiO(OH) + 2H2 2O = O = 2Ni(OH)2Ni(OH)2 2 + Fe(OH) + Fe(OH)2 2 第18页/共29页 （ 碱性可充电电池及简易充电座）碱性可充电电池及简易充电座） 第19页/共29页 锂电池锂电池 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极 ，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，跟用相同质量的其他金属作负极相比较， 使用寿命大大延长。使用寿命大

10、大延长。 使用锂电源的手机与手提电使用锂电源的手机与手提电 脑脑 第20页/共29页 6. 微型锂电池微型锂电池 常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池，常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池， 一般用金属锂作负极，石墨作正极，电解质一般用金属锂作负极，石墨作正极，电解质 溶液为溶有四氯化铝锂（溶液为溶有四氯化铝锂（LiAlClLiAlCl4 4 ）的亚硫）的亚硫 酸氯（酸氯（SOClSOCl2 2 ）。电池的总反应式如下：）。电池的总反应式如下： 8Li + 3SOCl8Li + 3SOCl2 2 = 6LiCl + Li = 6LiCl + Li2 2SOSO3 3 + 2S + 2S 这种电

11、池的容量大，电压稳定，能在这种电池的容量大，电压稳定，能在- - 56.756.70 0C- +71.1C- +71.10 0C C的大范围温差内正常工作的大范围温差内正常工作 第21页/共29页 日本产海水电池日本产海水电池 以海水电池为能源的航海标志灯以海水电池为能源的航海标志灯 第22页/共29页 第23页/共29页 第24页/共29页 8. 熔融盐燃料电池熔融盐燃料电池 这是一种具有极高发电效率的大功率化学电这是一种具有极高发电效率的大功率化学电 池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工 业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同，业化水平。按其所用燃料或

12、熔融盐的不同， 有多个不同的品种，如天然气、有多个不同的品种，如天然气、COCO、-熔熔 融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等，一般要在融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等，一般要在 一定的高温下（确保盐处于熔化状态）才能一定的高温下（确保盐处于熔化状态）才能 工作。工作。 第25页/共29页 负极反应式：负极反应式：2CO + 2CO2CO + 2CO3 32- 2- -4e -4e- - = = 4CO4CO2 2 正极反应式：正极反应式：O O2 2 + 2CO + 2CO2 2 + 4e + 4e- - = = 2CO2CO3 32- 2- 第26页/共29页 例例3. 3. 熔融盐燃料电池具有高的发

13、电效率熔融盐燃料电池具有高的发电效率, ,因因 而受到重视而受到重视. .可用可用LiLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔融盐混的熔融盐混 合物用电解质合物用电解质,CO,CO为阳极燃气为阳极燃气, ,空气与空气与COCO2 2的混的混 合气为阴极助燃气合气为阴极助燃气, ,制得在制得在65006500下工作的下工作的 燃料电池燃料电池, ,完成有关的电池反应式完成有关的电池反应式: : 负极反应式：负极反应式： 正极反应式正极反应式:O:O2 2+2CO+2CO2 2+4e=2CO+4e=2CO3 32- 2- 总电池反式：总电池反式： 2CO+2CO32-4e- =4CO2 2CO+O2=2CO2 第27页/共29页 原电池电极反应式的书写注意事