第二节化学电源自学精选PPT.ppt
《第二节化学电源自学精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二节化学电源自学精选PPT.ppt(38页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二节化学电源自学1第1页,本讲稿共38页学与问学与问在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道电在日常生活和学习中,你用过哪些电池,你知道电池的其它应用吗?池的其它应用吗?电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变为电能的装置能通过热能转换器转变为电能的装置碱性锌锰电池、锌银电池、碱性锌锰电池、锌银电池、铅蓄电池、镉镍电池、氢镍铅蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。电池、锂离子电池等。广
2、泛应用于通讯、交通、文广泛应用于通讯、交通、文化、办公及家用电子产品。化、办公及家用电子产品。高科技、军事、生产行业也高科技、军事、生产行业也有特殊应用。有特殊应用。第2页,本讲稿共38页【思考】【思考】目前化学电池主要分为哪几个大类?目前化学电池主要分为哪几个大类?在性能等方面它们各有什么特点?在性能等方面它们各有什么特点?产生电能的基本原理是什么?产生电能的基本原理是什么?化学电池与其他能源相比有哪些优点?化学电池与其他能源相比有哪些优点?判断电池的优劣标准主要是什么?判断电池的优劣标准主要是什么?第3页,本讲稿共38页知识点知识点1:化学电池:化学电池1)概念概念:将化学能变成电能的装置
3、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。电池组,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/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
4、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4页,本讲稿共38页锂电池锂电池干电池干电池叠层电池叠层电池纽扣电池纽扣电池各各类类电电池池知识点知识点2:各类电池:各类电池第5页,本讲稿共38页空气电池空气电池小型高性能燃料电池小型高性能燃料电池第6页,本讲稿共38页1 1、干电池、干电池(普通锌锰电池)普通锌锰电池)干干电池用池用锌制桶形外壳作制桶形外壳作负极,位于中央的极,位于中央的顶盖有盖有铜帽帽的石墨作正极,在石墨周的石墨作正极,在石墨周围填充填充NHNH4 4
5、ClCl、ZnClZnCl2 2和淀粉作和淀粉作电解解质溶液,溶液,还填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正极放出的的黑色粉末吸收正极放出的H H2 2,防止,防止产生极化生极化现象。象。电极极总的反的反应式式为:Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4Cl=ZnClCl=ZnCl2 2+Mn+Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O请写出各写出各电极的极的电极反极反应。一、一、一次电池一次电池第7页,本讲稿共38页练:写出练:写出锌锰干电池锌锰干电池的电极反应和总化学反应的电极反应和总化学反应方程式。方程式。负极负极正极正极总反应总反应通常我们可以
6、通过干电池的外观上的哪些变化判通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了?断它已经不能正常供电了?_我们在使用干电我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生,请推测可能池的过程中并没有发现有气体产生,请推测可能是干电池中的什么成分起了作用?是干电池中的什么成分起了作用?Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2,H2+2MnO2=Mn2O3+H2O锌筒变软,电池表面变得不平整锌筒变软,电池表面变得不平整MnO2Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4Cl=ZnClCl=ZnCl2 2+Mn+Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H
7、2 2O O第8页,本讲稿共38页碱性锌碱性锌-锰干电池锰干电池负极:极:正极:正极:电池反池反应:电解质:电解质:KOHZnZnMnOMnO2 2Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2思考思考该电池的正负极材料和电解质该电池的正负极材料和电解质第9页,本讲稿共38页2 2、迷你型电池(纽扣电池)、迷你型电池(纽扣电池)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 HgO(S)+Zn(S)=Hg(l)+ZnO(S)Ag2O
8、(S)+Zn(S)=2Ag(l)+ZnO(S)第10页,本讲稿共38页3 3、锂电池、锂电池锂电池:锂电池:(-)LiLi(S S)LiILiI(晶片)(晶片)I I2 2(+(+)锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl(Li-SOCl2 2):8Li+3SOCl8Li+3SOCl2 2=6LiCl+Li=6LiCl+Li2 2SOSO3 3+2S+2S负极:负极:;正极:;正极:。用途:质轻、高能用途:质轻、高能(比能量高比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命,广泛应用于军事和航空领域。应用于军事和航空领域。8L
9、i-8e8Li-8e-=8Li=8Li+3SOCl3SOCl2 2+8e+8e-=6Cl=6Cl-+SO+SO3 32-2-+2S+2S第11页,本讲稿共38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12页,本讲稿共38页放电过程总反应:放电过程总反应:Pb(s)+PbO2(s)
10、+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s)+SO42-2e-=PbSO4(s)正极:正极:PbO2(s)+4H+SO42-+2e-=2PbSO4(s)+2H2O 氧化反应氧化反应 还原反应还原反应负极:负极:放电过程放电过程铅蓄电池充电的反应则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程第13页,本讲稿共38页Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)充电过程充电过程PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-还原反应还原反应阴极:阴极:阳极:阳极:2PbSO4(s)+2H2O-2e-=PbO2(s)+H+SO42-氧化反应氧化反
11、应接电源负极接电源负极接电源正极接电源正极充电过程总反应:充电过程总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4铅蓄电池的充放电过程:铅蓄电池的充放电过程:放电放电充电充电第14页,本讲稿共38页3)优缺点简析优缺点简析缺点:缺点:能量低、笨重、废弃电池污染环境能量低、笨重、废弃电池污染环境优点:优点:可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池子蓄电池第15页,本讲稿共38页2 2、银
12、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,和石墨,负极盖填充极盖填充锌汞合汞合金,金,电解解质溶液溶液KOHKOH。反。反应式式为:2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 写出写出电极反极反应式。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
13、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。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
14、世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。第16页,本讲稿共38页银银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:电和放电过程可以表示为:2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O放电放电充电充电此电池放电时,负极上发生反应的物质是(此电池放电时,负极上发生反应的物质是()A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.ZnD电极反应:电极反应:负极:负极:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 正极:正极:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-第17页,本讲稿共38页3 3、镉镍电池、镉镍电池NiO2+Cd+2H2O Ni(OH
15、)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。反反应式如下: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18页,本讲稿共38页镍镍镉可充电电池可发生如下反应:镉可充电电池可发生如下反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知,该电池的负极材料是由此可知,该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电放电充电充电A.Cd (A)B.NiO(OH)D.Ni(OH)2C.Cd(OH)2电极反应:电极反应:负极
16、:负极:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2正极:正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-第19页,本讲稿共38页大有发展前景的燃料电池大有发展前景的燃料电池 燃料电池燃料电池是利用是利用氢气、天然气、甲醇氢气、天然气、甲醇等燃料与等燃料与氧气或空气氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量燃料电池的能量转化率可达近转化率可达近80%80%,约为火力发电的,约为火力发电的2 2倍倍。这是因为。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的火力发电中放出的废热
- 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:
- 第二 化学 电源 自学 精选 PPT
限制150内