第2节化学电源(2013-12).ppt
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1、化学电源将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置一、化学电池一、化学电池【阅读阅读思考思考完成完成】化化学学电电池池1.概念概念:2.分类分类3.优点优点4.优劣判优劣判 断标准断标准(1)电池电池(2)电池电池(3)电池电池一次一次二次二次燃料燃料转化转化效率效率电池组电池组电池电池比能比能量量比功率比功率可储存可储存时间时间普通酸、碱性干电池普通酸、碱性干电池铅蓄电池、锂电池铅蓄电池、锂电池氢气、甲醇、乙醇、甲烷、汽油氢气、甲醇、乙醇、甲烷、汽油碱性锌锰电池构造示意图碱性锌锰电池构造示意图碱性电池碱性电池 负极负极(Zn):Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极正极(MnO2):
2、2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应电池总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)21 1、干电池、干电池、干电池、干电池碱性锌锰电池碱性锌锰电池二、一次电池二、一次电池二、一次电池二、一次电池负极负极(Zn)正极正极(MnO2)电解质电解质(KOH)2 2、锌银电池、锌银电池、锌银电池、锌银电池纽扣电池纽扣电池纽扣电池纽扣电池负极负极(Zn):Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2正极正极(Ag2O):Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-电池总反应:电池总反应:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2AgZnAg2O负极负极(Zn)正极正极
3、(Ag2O)电解质电解质(KOH)3 3、一次性电池优缺点、一次性电池优缺点、一次性电池优缺点、一次性电池优缺点 比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续放比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续放电。但只能使用一次,不能充电;价格较贵;电。但只能使用一次,不能充电;价格较贵;二、二次电池二、二次电池1 1、铅蓄电池铅蓄电池负极:负极:氧化反应氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极:正极:还原反应还原反应PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)总反应:总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(
4、aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)放电过程放电过程负极负极(Pb)正极正极(PbO2)电解质电解质(H2SO4)充电过程充电过程阴极阴极(蓄电池负极接电源负极蓄电池负极接电源负极):阳极阳极(蓄电池正极接电源正极蓄电池正极接电源正极):充电过程总反应:充电过程总反应:铅蓄电池的放、充电过程:铅蓄电池的放、充电过程:铅蓄电池的优缺点铅蓄电池的优缺点PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)还原反应还原反应氧化反应氧化反应PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+
5、2H2SO4(aq)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)放电过程放电过程2、锂电池 锂电池是新一代高能电池,目前已研究成功多锂电池是新一代高能电池,目前已研究成功多种锂电池,其中用廉价的种锂电池,其中用廉价的r-MnO2(层状结构层状结构)作正极作正极活性材料,电解液是活性材料,电解液是LiClO4溶于碳酸丙烯(简称溶于碳酸丙烯(简称PC)和二甲基氧乙烷(简称)和二甲基氧乙烷(简称DMF)的混合溶剂中,)的混合溶剂中,电池反应为:电池反应为:负极的反应:负极的反应:Li-e-=Li+正极的反应:正极的反应:Li+MnO2+e-=LiMnO2 电池
6、总反应:电池总反应:Li+MnO2=LiMnO2三、燃料电池三、燃料电池三、燃料电池三、燃料电池负极负极(Pt):2H2-4e-=4H+正极正极(Pt):O2+4H+4e-=2H2O电池总反应:电池总反应:2H2+O2=2H2O1 1、氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池氢氧燃料电池 酸性电解质(酸性电解质(H2SO4)碱性电解质(碱性电解质(KOH)负极负极(Pt):2H2-4e-+4OH-=4H2O正极正极(Pt):O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应:电池总反应:2H2+O2=2H2O2、燃料电池的规律、燃料电池的规律燃料做负极,助燃剂氧气为正极燃料做负极,助燃剂氧气为正极电极材料
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