化学电源 优秀课件.ppt
《化学电源 优秀课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化学电源 优秀课件.ppt(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、化学电源 第1页,本讲稿共47页知识点:化学电源知识点:化学电源1)概念概念:将化学能变成电能的装置将化学能变成电能的装置2)分类分类:一次电池又称不可充电电池一次电池又称不可充电电池如:干电池如:干电池二次电池又称充电电池二次电池又称充电电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池3)优点优点:4)电池优劣的判断标准电池优劣的判断标准:能量转换效率高,供能稳定可靠。能量转换效率高,供能稳定可靠。可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组,使用方便。池组,使用方便。易维护,可在各种环境下工作。易维护,可在各种环境下工作。比能量比能量符号符号(Wh/
2、kg),(Wh/L)指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比功率比功率符号是符号是W/kg,W/L)指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小电池的储存时间的长短电池的储存时间的长短第2页,本讲稿共47页1、常、常见见的的电电池池类类型型(1)(1)干电池;干电池;(2)(2)铅蓄电池;铅蓄电池;(3)(3)锂离子电池;锂离子电池;(4)(4)新型燃料电池新型燃料电池 。【考点考点2】化学电源化学电源第3页,本讲稿共47页1 1、干电池、干电池(普通锌锰电池)普通锌锰电池)干电池用锌制桶形外壳作负干电池用锌
3、制桶形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围的石墨作正极,在石墨周围填充填充NHNH4 4ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作和淀粉作电解质溶液,电解质溶液,还还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末。电极总的反应式为:的黑色粉末。电极总的反应式为:2NH2NH4 4Cl+Zn+2MnOCl+Zn+2MnO2 2=ZnCl=ZnCl2 22NH3+MnMn2 2O O3 3+H+H2 2O O请写出各电极的电极反应。请写出各电极的电极反应。一一.一次电池一次电池第4页,本讲稿共47页2.碱性碱性锌锰干干电池池碱性锌锰电池的优点:碱性锌锰电池的优点:电
4、流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨电流稳定,放电容量、时间增大几倍,不会气涨或漏液。或漏液。普通锌锰干电池普通锌锰干电池缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液缺点:放电量小,放电过程中易气涨或漏液2一次电池一次电池碱性锌锰干电池碱性锌锰干电池(1)负极材料:负极材料:,正极材料:,正极材料:,电解质:,电解质:KOH。(2)电极反应:电极反应:负极:负极:,正极:正极:,总反应:总反应:Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。ZnMnO2Zn2e2OH=Zn(OH)22MnO22e2H2O=2MnOOH2OH第6页,本讲稿共47页3 3、迷你型电池(电解质、迷你型电池(电解质
5、KOHKOH)优点:电压高、稳定,低污染。优点:电压高、稳定,低污染。用途:手表、相机、心率调节器用途:手表、相机、心率调节器Ag2O+Zn(S)=2Ag(l)+ZnO(S)负极(锌):负极(锌):Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O正极(银):正极(银):Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-第7页,本讲稿共47页铅蓄电池、铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池1.铅蓄电池铅蓄电池1)正负极材料正负极材料正极:正极:PbO2负极:负极:Pb2)工作机制工作机制电解质:电解质:H2SO4溶液溶液铅蓄电池为典型的可充电电池,其电极反应分为铅蓄电池为典型的可充
6、电电池,其电极反应分为放电和充电两个过程放电和充电两个过程二、二次电池二、二次电池第8页,本讲稿共47页(1 1)试写出放电时的正、负极反应式)试写出放电时的正、负极反应式正极正极:_:_负极负极:_:_(2 2)试写出充电时的阳、阴极反应式)试写出充电时的阳、阴极反应式阳极阳极:_:_阴极阴极:_:_PbOPbO2 2+4H+4H+SO+SO4 42-2-+2e+2e-=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPb+Pb+SOSO4 42-2-2e2e-=PbSO=PbSO4 4PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e-=PbO=PbO2 2+4H4H+SO+SO4
7、42-2-PbSOPbSO4 4 +2e+2e-=Pb+SO=Pb+SO4 42-2-汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成,用组成,用H2SO4作电解液。总反应式为:作电解液。总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 二次电池二次电池(可充电电池可充电电池)接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极正极:正极:PbO2负极:负极:Pb(3)铅蓄电池优缺点简析铅蓄电池优缺点简析缺点:缺点:比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池
8、污染环境优点:优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉第9页,本讲稿共47页新型电池新型电池“充电充电”时阴极、阳极的判断时阴极、阳极的判断【知知识识基基础础】充充电电的的实实质质就就是是把把放放电电时时发发生生的的变变化化再再复复原的过程。如铅蓄电池:原的过程。如铅蓄电池:首首先先应应搞搞明明白白原原电电池池放放电电时时的的正正、负负极极,再再根根据据电电池池充充电电时,阳极接正极,阴极接负极的原理,进行分析。时,阳极接正极,阴极接负极的原理,进行分析。【解题指导解题指导】第10页,本讲稿共47页1、(、(2014海南海南单单
9、科化学卷,科化学卷,T20-I)()(6分)下列有关叙分)下列有关叙述正确的是述正确的是A碱性碱性锌锰电锌锰电池中,池中,MnO2是催化是催化剂剂B银锌纽银锌纽扣扣电电池工作池工作时时,Ag2O被被还还原原为为AgC放放电时电时,铅铅酸蓄酸蓄电电池中硫酸池中硫酸浓浓度不断增大度不断增大D电镀时电镀时,待,待镀镀的金属制品表面的金属制品表面发发生生还还原反原反应应【答案】BD(6分)第11页,本讲稿共47页新新型型电电池池充充、放放电电时时,电电解解质质溶溶液液中中离离子子移移动动方方向向的的判判断断【知识基础知识基础】原电池中,阳离子移向正极,阴离子原电池中,阳离子移向正极,阴离子移向负极,如
10、移向负极,如Zn-CuZn-Cu(稀(稀H H2 2SOSO4 4)电池中:)电池中:H H+移向移向CuCu极;极;SO SO 移向移向ZnZn极。电解池中,阳离子移向阴极。电解池中,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极,符合带电微粒在电场中的运极,阴离子移向阳极,符合带电微粒在电场中的运动规律。动规律。首先应分清电池是放电还是充电;再判断出正、负首先应分清电池是放电还是充电;再判断出正、负极或阴、阳极,进而即可确定离子的移动方向。极或阴、阳极,进而即可确定离子的移动方向。【解题指导解题指导】第12页,本讲稿共47页2 2、银锌蓄电池、银锌蓄电池 正极壳填充正极壳填充AgAg2 2O O和石墨,负
11、极盖填充锌汞合和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液金,电解质溶液KOHKOH。反应式为:。反应式为:2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 写出电极反应式。写出电极反应式。充电充电放电放电1970-1975,1970-1975,1970-1975,1970-1975,开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983,1975-1983,1975-1983,1975-1983,为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电
12、池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987,1979-1987,1979-1987,1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992,1998-1992,1998-1992,1998-1992,为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。第13页,本讲稿共4
13、7页3 3、镉镍电池、镉镍电池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+Cd(OH)2 放放电电充电充电负极材料:负极材料:CdCd;正极材料:正极材料:涂有涂有NiONiO2 2,电解质:电解质:KOHKOH溶液。溶液。反应式如下:反应式如下:写出电极反应式。写出电极反应式。特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。特点:比铅蓄电池耐用,可密封反复使用。第15页,本讲稿共47页【典例导析典例导析4 4】(20082008广东,广东,1616改编)改编)LiFePOLiFePO4 4电池具有稳电池具有稳 定定性性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车。高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽车
14、。电池反应为:电池反应为:FePOFePO4 4+Li LiFePO+Li LiFePO4 4,电池的正极材电池的正极材料是料是LiFePOLiFePO4 4,负极材料是石墨,含,负极材料是石墨,含LiLi+导电固体为导电固体为电解质。下列有关电解质。下列有关LiFePOLiFePO4 4电池说法不正确的是(电池说法不正确的是()A.A.可加入硫酸以提高电解质的导电性可加入硫酸以提高电解质的导电性B.B.放电时电池内部放电时电池内部LiLi+向正极移动向正极移动C.C.充电过程中,电池正极材料的质量减少充电过程中,电池正极材料的质量减少D.D.放电时电池正极反应为:放电时电池正极反应为:FeP
15、OFePO4 4+Li+Li+e+e-LiFePOLiFePO4 4第17页,本讲稿共47页解析解析 由于由于LiLi能和稀能和稀H H2 2SOSO4 4、H H2 2O O反应反应,因此电解质不因此电解质不能用硫酸;放电过程为原电池原理,在原电池中,能用硫酸;放电过程为原电池原理,在原电池中,阴离子向着负极移动,阳离子向着正极移动;充电阴离子向着负极移动,阳离子向着正极移动;充电过程是电解的过程过程是电解的过程,电解池的阳极失电子电解池的阳极失电子,即即LiFePOLiFePO4 4-e-e-LiLi+FePO+FePO4 4,因因此此阳阳极极材材料料(LiFePOLiFePO4 4)质质
16、量量会会减减少少;将将电电解解池池阳阳极极反反应应倒倒过过来来就就是是原原电电池池的的正正极极反反应应。综综合合上上述分析可知述分析可知D D正确。正确。答案答案 D D第18页,本讲稿共47页4.锂离子离子电池池 第19页,本讲稿共47页锂离子离子电池池第20页,本讲稿共47页常见锂离子电池正极材料:六方层状结构:LiMO2(M=Co、Ni、Mn等)尖晶石结构:LiM2O4(M=Co、Ni、Mn等)橄榄石结构:LiMPO4(M=Fe等)例如:LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn1xyNiyCoxO2LiMn2O4LiFePO4第21页,本讲稿共47页电池的能量密度:第22页,本
17、讲稿共47页(2013全国新课标卷)27锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2),导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6CxLixe=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件为给出)。(5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式_。原电池:()LixC6xe=6CxLi()Li1xCoO2xexLi=LiCoO2总:LixC6Li1xCoO2=6CLiCoO2第23页,本讲稿共47页高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳
18、定的放电电压。高铁电池的总反应为放放电电充充电电3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的下列叙述不正确的是是()A放放电时负电时负极反极反应为应为:3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2B充充电时电时阳极反阳极反应为应为:2Fe(OH)36e+10 OH=2 FeO42+8H2OC放放电时电时每每转转移移3 mol电电子,正极有子,正极有1mol K2FeO4被氧化被氧化D放放电时电时正极附近溶液的碱性增正极附近溶液的碱性增强强蓄电池放电时是起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电、放电时的反应:下列有关爱迪生电池
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学电源 优秀课件 化学 电源 优秀 课件
限制150内