化学电源知识点归纳总结
考点09化学电源--

考点09 化学电源【核心考点梳理】一、化学电源1.原理:化学电源利用原电池原理。
化学电源的能量转化率比燃料燃烧高得多。
2.分类:一次电池是不可充电电池,电量一旦放完就无法再次使用;二次电池是可充电电池,电量放完后可进行充电,可反复使用多次。
3.常见化学电源的反应原理(1)一次电池碱性锌锰干电池正极反应:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;负极反应:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
(2)锌银电池负极反应:Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2;正极反应:Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-;总反应:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
(3)二次电池铅蓄电池PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O(4)燃料电池氢氧燃料电池电极材料铂铂电解质溶液氢氧化钾溶液盐酸电池反应原理电极反应负极:2H2+4OH--4e-===4H2O正极:O2+2H2O+4e-===4OH-负极:2H2-4e-===4H+正极:O2+4H++4e-===2H2O总反应2H2+O2===2H2O2CH 3OH +3O 2+4OH -===2CO 2-3+6H 2O 二、电解池1.电解池是将电能转化为化学能的装置。
2.实例:电解水制得氢气和氧气;电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气;电冶金:金属冶炼的本质:使矿石中的金属离子获得电子变成 金属单质 的过程。
如M n ++n e -===M 。
电解法用于冶炼较活泼的金属(如钾、钠、镁、铝等),但不能电解其盐溶液,应电解其 熔融 态。
如:电解熔融的氯化钠可制取金属钠的反应式:阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑;阴极:2Na ++2e -===2Na ;总反应:2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
【典型例题】例1.(2023春·四川资阳·高一校考期中)图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法正确的是A .上述电池分别属于二次电池、一次电池和燃料电池B .干电池工作时,H +向锌筒移动C .铅蓄电池工作过程中,每通过2mol 电子,负极质量减轻207gD .酸性氢氧燃料电池的正极反应式为O 2+ 4H + + 4e= 2H 2O 【答案】D【解析】A .干电池属于一次电池,铅蓄电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,A 错误;B .在干电池中,Zn 作负极,石墨电极为正极,氢离子向正极石墨电极移动,B 错误;C .铅蓄电池的负极反应式为Pb+24SO -2e=PbSO 4,则每通过2mol 电子时,该极质量应该增加而非减少,C 错误;D .酸性氢氧燃料电池的正极反应式为O 2 + 4H + + 4e= 2H 2O ,D 正确; 故选D 。
关于化学电源(电池)的一些基本知识

关于化学电源(电池) 关于化学电源(电池)的一些基本知识
2、化学电源的组成 、 2.4 外壳 外壳的作用:是电池容器, ①外壳的作用:是电池容器,盛装正负极之间有隔膜组成的 极组和电解液。 极组和电解液。 对外壳要求: ②对外壳要求: a)必须有较高的机械强度,不易变形,耐振动,抗冲击和过 必须有较高的机械强度, 必须有较高的机械强度 不易变形,耐振动, 载; b)耐高、低温环境; 耐高、 耐高 低温环境; c)外壳材料能经受电解液对它的腐蚀。 外壳材料能经受电解液对它的腐蚀。 外壳材料能经受电解液对它的腐蚀 2.5 其它零件
苏州星恒电源有限公司
关于化学电源(电池) 关于化学电源(电池)的一些基本知识
4 、化学电源的分类
有很多种分类方法
如: 按电解液分; ①按电解液分; ②按活性质存在方式分; 按活性质存在方式分; 按电池特点分; ③按电池特点分; 按形状分。 ④按形状分。 由于化学电源品种繁多, 用途又广, 特点各异, 由于化学电源品种繁多 , 用途又广 , 特点各异 , 外形差 别大, 使上述方法难以统一, 别大 , 使上述方法难以统一 , 目前习惯上比较统一的分类方 法,按其工作性质和贮存方式不同,一般分为四类: 按其工作性质和贮存方式不同,一般分为四类: 4.1 一次电池 定义:一次电池,又称“原电池” ①定义:一次电池,又称“原电池”,即电池放电后不能用充 电方法使它复原的一类电池。 电方法使它复原的一类电池。 举例:锌锰干电池、锌汞电池、碱锰电池、镉汞电池、 ②举例:锌锰干电池、 锌汞电池、 碱锰电池、镉汞电池、 锂亚 硫酰氯电池 。
苏州星恒电源有限公司
关于化学电源(电池) 关于化学电源(电池)的一些基本知识
4 、化学电源的分类 4.2 二次电池 定义:二次电池又称“ 蓄电池” 即电池放电后, ① 定义 : 二次电池又称 “ 蓄电池 ” 。 即电池放电后 , 可用充 电方法使活性物质复原以后能再放电, 电方法使活性物质复原以后能再放电 , 且充放电能 反复多次循环使用的一类电池。 反复多次循环使用的一类电池 。 这类电池实际上是 一个电化学能量储存装置,用直流电把电池充足, 一个电化学能量储存装置 , 用直流电把电池充足 , 这时电能以化学能的形式贮存在电池中, 放电时, 这时电能以化学能的形式贮存在电池中 , 放电时 , 化学能再转换成电能。 化学能再转换成电能。 举例: 铅酸电池、 电池、 电池、 电池、 ② 举例 : 铅酸电池 、 Zn-Ni电池 、 Cd-Ni电池 、 Zn-Ag电池 、 电池 电池 电池 Fe-Ni电池、MH/Ni电池。 电池、 电池。 电池 电池
化学电源复习重点

新能源技术概论期末复习汤昊部分化学电源占35%左右分数,名词解释、简单、论述等题型。
课堂没讲的部分不考,答案都能从讲义中找到。
1.化学电源的定义。
化学电源:又称电池,是一种将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转换成电能的装置或系统。
由于化学能一般可以储存,因而化学电源与其它电源相比,具有储存电能的功能。
2.化学电源的主要种类与特点。
一次电池:又称原电池,放电后不能用充电的方法使之复原,因此两电极的活性物质只利用一次。
一次电池的特点是小型、携带方便,但放电电流不大,一般用于仪器及各种电子器件。
常用的原电池如锌锰电池、锂电池。
二次电池:又称充电电池或蓄电池,充电后可使之复原。
能多次充放电,循环利用。
常见的蓄电池如铅酸蓄电池、锂离子电池、镉镍电池。
铅酸蓄电池的产量很大,而且多数用在汽车启动、照明和点火。
燃料电池:又称连续电池,连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源。
其正负极本身不包含活性物质,将燃料(电极活性物质)输入电池就能长期放电。
例如,氢氧燃料电池、直接甲醇或甲酸燃料电池等。
储备电池:又称激活电池。
在储存期内电极活性物质和电解质不接触,或电解质处于固态;能储存几年或十几年,使用时借助动力源或水作用于电解质使电池激活。
例如,镁。
在储存期内电极活性物质和电解质不接触,或电解质处于固态;能储存几年或十几年,使用时借助动力源或水作用于电解质使电池激活。
例如,镁/氯化银电池,锌氯化银电池,锌/氧化银电池。
3.化学电源的主要组成部分与作用。
正极和负极:由活性物质和导电材料以及添加剂等组成,其主要作用是参与电极反应和导电,决定电池的电性能。
电解质:保证正负极之间离子导电作用,有的参与成流反应或二次反应,有的只起导电作用。
隔膜:又叫隔离物,防止正、负极短路,但允许离子顺利通过。
外壳:起保护作用。
除干电池由锌极兼做容器外,其他均不用活性物质做容器。
4.化学电源的主要参数:电动势、内阻、容量与比容量、倍率、自放电、循环寿命等的定义。
化学电源知识点

化学电源一、化学电池:化学电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
判断一种电池的优劣或是否符合某种需要,主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少(比能量,单位是(W·h)/kg, (W·h)/L),或者输出功率的大小(比功率,W/kg, W/L)以及电池的可储存时间的长短。
除特殊情况外,质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池,更适合使用者的需要。
化学电池的主要部分是电解质溶液,和浸在溶液中的正极和负极,使用时将两极用导线接通,就有电流产生,因而获得电能。
化学电池放电到一定程度,电能减弱,有的经充电复原又可使用,这样的电池叫蓄电池,如铅蓄电池、银锌电池等;有的不能充电复原,称为原电池,如干电池、燃料电池等。
二、不同种类的电池:(一)一次电池一次电池的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度,就不能使用了。
一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫干电池。
常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等。
常见的一次电池:(1)普通锌锰干电池锌锰干电池是最常见的化学电源,分酸性碱性两种。
干电池的外壳(锌)是负极,中间的碳棒是正极,在碳棒的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物,在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸润ZnCl2,NH4Cl和淀粉或其他填充物(制成糊状物)。
为了避免水的蒸发,干电池用蜡封好。
干电池在使用时的电极反应为负极:Zn —2e—=Zn2+正极:2NH4+ + 2e—+ 2MnO2= 2NH3+Mn2O3+ H2O总反应:Zn + 2MnO2+ 2NH4+= Mn2O3+ 2NH3+ Zn2++H2O(2)碱性锌锰干电池负极:Zn +2OH——2e—=Zn(OH)2正极:2MnO2+2H2O +2e—=2MnOOH +2OH—总反应:Zn +2MnO2+2H2O=2MnOOH +Zn(OH)2(3)银一锌电池电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称。
高中化学 第四章 电化学基础 第二节《化学电源》知识

第二节化学电源1.碱性锌锰电池的负极是Zn,正极是MnO2,电解质溶液是KOH。
2.铅蓄电池是最常见的二次电池,正极是PbO2,负极是Pb,电解质溶液是H2SO4溶液。
3.氢氧燃料电池两类型:(1)酸性电解质时:负极反应式:2H2-4e-===4H+;正极反应式:O2+4H++4e-===2H2O。
(2)碱性电解质时:负极反应式:2H2+4OH--4e-===4H2O;正极反应式:2H2O+O2+4e-===4OH-。
1.概念将化学能变成电能的装置。
2.分类3.电池优劣的判断标准(1)单位质量或单位体积所输出的电能的大小(比能量),或者输出的功率的大小(比功率)。
(2)电池储存时间长短。
[师生互动·解疑难](1)化学电池能量转化率高,供能稳定可靠。
(2)可制成各种形状和大小,不同容量和电压的电池及电池组,使用方便。
(3)电池中的镍、镉、锰、铅等金属离子会对土壤、水源造成污染,应集中回收处理。
1.下列说法中,不.正确的是( )A.化学电池是将化学能转变成电能的装置B.化学电池的种类包括一次电池、二次电池和燃料电池等C.化学电池供能稳定可靠,可以制成各种形状和大小,使用方便,易于维护D.废旧电池可以随意丢弃解析:本题考查的是有关化学电池的概念、分类及性能等方面的知识。
废旧电池中含有重金属和酸、碱等有害物质,随意丢弃,对生态环境和人体健康危害很大,所以废旧电池应回收处理。
答案:D1.构造2.组成正极材料:MnO2;负极材料:Zn;电解质:KOH。
3.工作原理负极:Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-===2MnOOH+2OH-;总反应:Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
[师生互动·解疑难](1)碱性锌锰干电池克服了普通锌锰干电池的缺点,单位质量所输出的电能多且储存时间长,适用于大电流和连续放电。
(2)纽扣式锌银电池的负极是Zn,正极是Ag2O,电解质是KOH。
高中化学选修四第四章化学电源知识点

第二节化学电源一、电池分类及工作原理1、化学电池定义:是指能将化学能转变为电能的装置。
2、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池。
3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池。
4、一次电池:常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等.5、二次电池:放电后可以再充电使活性物质再获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅): Pb+SO42- =PbSO4↓正极(氧化铅):PbO2+4H++2e-=PbSO4↓+2H2O充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+阳极:PbSO4+2e-=Pb+放电两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+↓+2H2O 6、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。
电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
当电解质溶液呈酸性时:负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4 e- +4H+ =2H2O当电解质溶液呈碱性时:负极:2H2+4OH--4e-=4H2O 正极:O2+2H2O+4 e-=4OH-另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。
电极反应式为:负极:CH4+10OH--8e-=+7H2O;正极:4H2O+2º2+8e-=8OH-。
电池总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O【习题一】(2016•宜春校级一模)如图是日常生活中电动自行车的主要部件铅蓄电池结构示意图.有关说法不正确的是( )A .铅蓄电池属于二次电池B .实际使用过程中可以无限次充放电C .使用过程中负极发生氧化反应D .铅蓄电池体积大有污染还不是最理想的电池【考点】常见化学电源的种类及其工作原理.【分析】A .铅蓄电池可以反复充电、放电;B .理论上可以无限次充放电;C .负极失电子发生氧化反应;D .铅离子于重金属离子会污染环境.【解答】解:A .铅蓄电池可以反复充电、放电,属于二次电池,故A 正确;B .铅蓄电池理论上可以无限次充放电,但是实际上是有使用寿命的,故B 错误;C .铅蓄电池中负极上金属铅失电子发生氧化反应生成硫酸铅,故C 正确;D .铅离子属于重金属离子会污染环境,而且铅蓄电池体积大,所以铅蓄电池不是最理想的电池,故D 正确。
2020年化学电源知识点

二次电池:电池放电后,可以用充电方法使活性物质恢复到放点钱状态,从而能够再次放电的一类电池,充放电过程可以反复进行。
储备电池:在储存期间,电解质和电极活性物质分离或电解质处于惰性状态,使用前注入电解质或通过其他方式使电池激活,电池立即开始工作。
燃料电池:电池中的电极材料是惰性的,是活性物质进行电化学反应的场所,而政府及活性物质分别储存在电池体外,当活性物质连续不断的注入电池时,电池就能不断的输出电能。
1.3 化学电源的工作原理化学电源是化学能直接转换成电能的装置。
两个必要条件:氧化还原反应、电子经过外线路成流反应:电池工作是,电极上发生的产生电能的电化学反应活性物质:电极上能够参加电化学反应、释放电能的物质(1)电极:电池的核心活性物质:电极中参加成流反应、产生电能的物质导电骨架:传导电子,使电流分布均匀;支撑活性物质活性物质:电化学活性高、组成电池电动势高(正极活性物质电势尽可能正、负极负)、质量比容量大和体积比容量大(电化当量,密度)、在电解液中化学稳定性好、电子导电性好、资源丰富、环境友好。
正极常用金属氧化物、氯化物、氟化物、硫化物(MnO2、PbO2、O2、AgO、NiOOH)。
负极一般为电位较低的金属(Zn Pb H2 Li Cd)集流体/导电骨架:导电性好、机械强度高、加工性好、化学稳定性和电化学稳定性好、成本资源环保。
Pb、Ni、钢、Al、Cu、Ag(2)电解质:正负极间传递电荷,溶液导电;参加电极反应电解质要求:电导率高,溶液欧姆压降小;对固体电解质,离子导电性好,电子绝缘;化学性质稳定,不与活性物质发生反应;电化学稳定窗口范围宽;沸点高、冰点低,使用温度范围宽;无毒无污染、成本低电解质分类:按形态:液态(水溶液、非水溶液)、固态、胶态电解质(3)隔离物:隔膜、隔板(防止电池正负极接触,内部短路,同时吸蓄电解液)要求:孔径、孔隙率、孔隙的均匀分布;电解质粒子运动阻力小;电子的良好绝缘体;良好的机械强度和抗弯曲能力(抗拉、阻止电极上脱落的活性物质微粒;阻止枝晶的生长穿透);化学稳定性好(耐电解液腐蚀,耐氧化,耐还原);涨缩率(4)外壳要求:机械强度高、耐振动冲击腐蚀温差(只有锌锰干电池是锌电极兼做外壳)(5)封口剂(环氧树脂、沥青、松香)1.5 化学电源的电性能1.5.1电池的电动势:电池在开路条件下,正、负两极间的平衡电极电位之差1.5.2电池的开路电压:电池的开路电压是两极所联接的外线路处于开路时,两极间的电极电势之差开路电压与电动势区别:平衡电极电势1、与外界没有电子交换、2电极上氧化反应和还原反应是可逆的,反应速率相等1.5.3标称电压:用以表示或识别一种电池或一个电化学体系的适当的电压近似值;电池的特征值,也叫额定电压1.5.4电池的内阻:电池的内阻R内又称全内阻,是指电流流过电池时所受到的阻力。
第二节化学电源(整理)

_C_H_4_+_1_0_O_H_-_-8_e_-_=_C_O_3_2_-+_7_H__2O__
此时电池内总的反应式 :
_C_H_4_+_2_O_2_+_2_K_O__H_=_K_2_C_O_3_+_3_H_2_OH2O
CH4
O2
KOH溶液
11、1991年我国首创以铝、空气、海 水电池为能源的新型海水标志灯已经研 制成功。该灯以海水为电解质溶液,靠 空气中氧使铝不断氧化产生电流。只要 把灯放入海水中数分钟就发出耀眼的闪 光,其能量比干电池高20到50倍。运 用所学的化学知识,推测该新型电池两 极上可能发生的电极反应。
B、碳棒
C、MnO2和NH4+ D、Zn2+和NH4 +
2、下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此 图的提示,下列叙述正确的是
A、a电极是负极
AD
B、b电极的电极反应为:
4OH--4 e-=2H2O +O2 C、电池工作时,电子由正
极通过外电路流向负极
D、氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色 电源
3.一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质 溶液的新型手机电池,其电池反应为:
③电池的储存时间的长短
知识点2:各类电池
锂电池 叠层电池
各 干电池 类 电 池
纽扣电池
一. 一次电池
1.锌锰电池:
电极反应:
负极: Zn = Zn2+ + 2e-
正极反应: 2NH4++ 2e- = 2NH3 + H2
总反应式:2NH4++Zn
2NH3 + 2的吸作收用正:极放出的H2,防止产生 极化现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二次电池:电池放电后,可以用充电方法使活性物质恢复到放点钱状态,从而能够再次放电的一类电池,充放电过程可以反复进行;储备电池:在储存期间,电解质和电极活性物质分离或电解质处于惰性状态,使用前注入电解质或通过其他方式使电池激活,电池立即开始工作。
燃料电池:电池中的电极材料是惰性的,是活性物质进行电化学反应的场所,而政府及活性物质分别储存在电池体外,当活性物质连续不断的注入电池时,电池就能不断的输出电能;1.3 化学电源的基本工作原理化学电源是化学能直接转换成电能的装置。
两个必要条件:氧化还原反应、电子经过外线路成流反应:电池工作是,电极上发生的产生电能的电化学反应活性物质:电极上能够参加电化学反应、释放电能的物质(1)电极:电池的核心活性物质:电极中参加成流反应、产生电能的物质导电骨架:传导电子,使电流分布均匀;支撑活性物质活性物质:电化学活性高、组成电池电动势高(正极活性物质电势尽可能正、负极负)、质量比容量大和体积比容量大(电化当量,密度)、在电解液中化学稳定性好、电子导电性好、资源丰富、环境友好。
正极常用金属氧化物、氯化物、氟化物、硫化物(MnO2、PbO2、O2、AgO 、NiOOH )。
负极一般为电位较低的金属(Zn Pb H2 Li Cd )集流体/导电骨架:导电性好、机械强度高、加工性好、化学稳定性和电化学稳定性好、成本资源环保。
Pb 、Ni 、钢、Al 、Cu 、Ag(2)电解质:正负极间传递电荷,溶液导电;参加电极反应电解质要求:电导率高,溶液欧姆压降小;对固体电解质,离子导电性好,电子绝缘;化学性质稳定,不与活性物质发生反应;电化学稳定窗口范围宽;沸点高、冰点低,使用温度范围宽;无毒无污染、成本低电解质分类:按形态:液态(水溶液、非水溶液)、固态、胶态电解质(3)隔离物:隔膜、隔板(防止电池正负极接触,内部短路,同时吸蓄电解液)要求:孔径、孔隙率、孔隙的均匀分布;电解质粒子运动阻力小;电子的良好绝缘体;良好的机械强度和抗弯曲能力(抗拉、阻止电极上脱落的活性物质微粒;阻止枝晶的生长穿透);化学稳定性好(耐电化学电源知识点归纳总结解液腐蚀,耐氧化,耐还原);涨缩率(4)外壳要求:机械强度高、耐振动冲击腐蚀温差(只有锌锰干电池是锌电极兼做外壳)(5)封口剂(环氧树脂、沥青、松香)1.5 化学电源的电性能1.5.1电池的电动势:电池在开路条件下,正、负两极间的平衡电极电位之差1.5.2电池的开路电压:电池的开路电压是两极所联接的外线路处于开路时,两极间的电极电势之差开路电压与电动势区别:平衡电极电势1、与外界没有电子交换、2电极上氧化反应和还原反应是可逆的,反应速率相等1.5.3标称电压:用以表示或识别一种电池或一个电化学体系的适当的电压近似值;电池的特征值,也叫额定电压1.5.4电池的内阻:电池的内阻R内又称全内阻,是指电流流过电池时所受到的阻力。
电池欧姆内阻:包括电极本身的电阻,电解质溶液的电阻和隔膜电阻(离子通过隔膜微孔时多收到的阻力);欧姆电阻造成的电压损失与通过电池的电流强度成正比,符合欧姆定律的关系影响因素:物质特性、电极物料组成、电极结构、电解液、隔膜、电池结构、制造工艺、荷电状态、温度极化电阻:电化学反应中电极极化所相当的电阻,包括电化学极化和浓差极化所引起的电阻;一个电极的极化电阻随通过该电极的电流密度的增加而增加,并不遵守欧姆定律;极化内阻不是常数,既随放电时间的变化而变化,也随放电制度的变化而变化;在同样电流密度下,不同电极的极化值可以有很大的差别,这取决于电极的特性、电极结构,而且与温度,电解液温度、电极结构等多种因素有关。
电池内阻的测量方法:锌锰电池内阻表示方法(短路电流法)国家标准中规定的电池内阻测量方法1.交流法:对电池施加1kHz左右的交流电流时间1s~5s,测量此时间内的交流电压U a,则Rac=Ua/Ia2.直流法:电池以电流I恒流放电,测量放电至10s末时的负载电压U1.然后立即将放电电流增加电流I2,测量和记录放电至3s末时的负载电压U2.电池的直流内阻Rdc按下式计算:Rdc=(U1-U2)/(I2-I1)1.5.5电池的工作电压电池的工作电压又称负载电压、放电电压。
是指有电流流过外电路时,电池两极之间的电势差放电制度:1.放电方式:恒电阻放电、恒电流放电、恒功率放电2.放电电流(放电率,放电速率)时率t:以一定的放电电流,放完额定容量所需的小时,t=C/I;以放电时间的长短来表示电池的放点速度;放电时率越大,放电电流越小。
倍率x:指电池放电电流的数值为额定容量数值的倍数;放电倍率越大,放电电流越大时率与倍率的关系:x=1/t3.终止电压:电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压规定值:考虑电池充分利用,考虑用电设备需求,并且根据放电温度、放电电流而变化。
4.放电温度:温度越低,工作电压下降越快。
原因:温度降低,例子运动速度越慢,欧姆电阻增加,同时温度降低,电化学极化和浓差极化也将增大,所以放电曲线下降变化较快。
1.5.6电池容量与比容量电池的容量:在一定放电条件下可以从电池获得的电量,单位用安培小时Ah表示必须指明放电制度:电流、终止电压、温度法拉第定律:电极上参加反应的物质的质量与通过的电量成正比。
电化当量:每放出1Ah电量所需要的活性物质质量,电化当量K;电极的理论容量与活性物质的质量成正比,与该物质的电话当量成反比实际容量:电池的实际容量是指在一定放电制度下,电池实际输出的电量活性物质利用率的影响因素:物质形态、电极物料组成、电极结构、电池结构、电解液、隔膜、制造工艺、放电制度比容量:单位质量或单位体积电池所给出的容量称为质量比容量或体积比容量(质量比容量:Cm=C/m (Ah/Kg)、体积比容量:Cv=C/V (Ah/L))1.5.7电池的能量与比能量能量:电池在一定的放电制度下,对外做功所输出的能量,用W表示,单位Wh理论能量:假设电池在放电过程中始终处于平衡状态,其放电电压始终保持其电动势的数值。
电池活性物质的利用率为100%,则此时电池应该给出的能量为理论能量W0实际能量:电池在一定的放电条件下所实际给出的电能量;在数值上它等于实际容量和平均工作电压的乘积W = C*U平比能量:单位质量或单位体积的电池所放出的能量体积比能量:单位体积电池所给出的电能量Wh/L质量比能量:单位质量电池所给出的电能量Wh/kg理论比能量:W0=C0E/G0实际质量比能量:W实际=C*U平均/G (实际比能量远小于理论比能量)1.5.8电池的功率与比功率电池的功率:在一定放电制度下,单位时间内电池所输出的能量,单位W或Kw比功率:单位质量或体积输出的功率1.5.9电池的储存性能与自放电储存性能:电池开路时,在一定的条件下储存时容量自行降低的性能。
也称自放电。
容量下降率越低,储存性能越好自放电速率:单位时间容量降低的百分数x%=(C前-C后)/(C前*t)*100% 搁置(储存)寿命:电池搁置到容量降低至某规定容量的时间降低电池自放电的措施:采用高纯度原材料;在负极中加入高氢过电位金属;在电极或电解液中加入缓蚀剂,减少自放电反应发生;低温储存1.5.10二次电池的循环寿命:蓄电池经历一次充电和放电,称一个循环;在一定的放电制度下,电池容量降至规定值之前,电池所经受的循环次数,称为循环寿命2.1 电极电势与电池电动势2.1.1电极/溶液界面的结构电极/溶液界面是电化学反应发生的场所,它的结构和性质对电极反应速度和反应机理有显著的影响。
2.1.1.1 双电层的形成与结构阶层电势差(相间电势)的形成原因是电荷在界面分布不均匀,包括离子双层电势差、偶极双层电势差、西服双层电势差双电层的形成:1)离子双层电势差:带电粒子在两相间转移或外电源使两相中出现剩余电荷,用Øq表示2)吸附双层电势差:溶液中某种离子有可能被吸附在电极与溶液界面上,形成一层电荷。
这层电荷又靠静电作用吸引溶液中同等数量带相反电荷的离子而形成双电层,这样的双电层称为吸附双层Øad3)偶极双层电势差:偶极子正负电荷分开而形成双电层Ødip双电层扩散理论:溶液一侧的剩余电荷是一部分排在电极表面形成紧密层,其余部分按照玻尔兹曼分布规律分散于表面附近一定距离的液层中形成分散层。
双电层结构:在金属与溶液的界面上,由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果,溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近,相聚约一、二个离子厚度(0.1nm左右)称为紧密层另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中,称为扩散层。
紧密层和扩散层构成了双电层。
金属表面与溶液本体之间的电势差既为界面电势差2.1.1.2 有关紧密层问题外紧密层:由于水化自由能较高(水分子缔合强度较大),大多数阳离子不易脱出水化球并冲破水分子层。
水化的正离子最终并不是与电极直接接触,两者之间存在着一层定向排布的水分子,这样形成的紧密层,d直比较大,称为外紧密层内紧密层:当电极表面荷正电,溶液一侧剩余电荷为水化阴离子时,阴离子与水的缔合强度较小,靠近电极表面时很容易脱掉部分H2O,甚至排挤开电极表面的水分子层直接靠在电极表面,这样形成的紧密层,d值较小,称为内紧密层超载吸附:如果阴离子是可以喝电极发生短程相互作用的,那么这时“短程”这一前提具备,就可以发生特性吸附了。
超载吸附只能改变紧密层和分散层电势差的大小或符号,改变电势分布,但不能改变整个相间电势差2.1.1.3 影响双电层结构的因素静电作用与热运动决定双电层结构1)浓度影响:溶液浓度越大,双电层紧密排布的趋势就越大,紧密层电势在ⱷ中所占比重将越大2)温度影响:温度升高,离子热运动加剧,导致双电层趋于分散排布;温度较低时,热运动则较平缓,这时稍有静电力就可以将离子吸引到电极表面,双电层趋于紧密排布3)电极电势的影响:电极电势远离零电荷电势时,电极表面与溶液中离子之间的静电作用增强,使双电层趋向紧密排布;电极电势在零电荷电势附近时,静电作用较小,双电层趋于分散排布。
零电荷电势指电极表面剩余电荷为零时的电极电势,用ⱷ0表示4)溶液组分与电极间相互作用影响:如果溶液中含有可以在电极表面特性吸附的离子,则该离子易于和电极紧密结合,甚至脱掉水化膜,并穿透电极表面的水化层,直接靠在电极上,形成内紧密层A2.1.2 绝对电势与相对电极电势绝对电极电势:由于电荷在电极/溶液界面分布不均匀而形成的界层电势差(相间电势差)相对电极电势(WE的电极电势)只是约定俗成的称其为“某电极相对于某参比电极的电极电势”2.1.3 电极电势和电池电动势当通过一个可逆电池中的电流为零时,电池两端的电视差称为电池的电动势,用E表示G 吉布斯自由能的变化;n电子转移书;E电池电动势用标准氢电极作为负极与待测电极作为正极组成电池,这一电池电动势就是带车带年纪的相对电极电势。