化学电源答案
高二化学化学电源试题答案及解析

高二化学化学电源试题答案及解析1.电池在生产、生活中应用越来越广泛。
下列说法错误的是A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,不能充电B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大C.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点D.锂电池是一种高能电池,体积小、重量轻,单位质量能量比高【答案】B【解析】A.化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等,一次电池只能放电,当化学能完全转化为电能时就不能再释放能量.它不能充电反复使用.正确. B.铅蓄电池应用广泛,主要优点是制作方便,但由于质量重,单位重量的电极材料释放的电能小,逐渐被核质比小的锂电池等取代.错误. C.任何可燃性燃料,只要把燃料的失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行,都可以设计成燃料电池.燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点,正日益成为备受人们喜爱的电池.正确. D.锂小的原子质量为7,每产生1mol电子,消耗金属的质量只有7g,所以相同质量时提供的能量要比其它电池高得多。
因此锂电池是一种高能电池,具有体积小、重量轻,单位质量能量比高的优点。
正确。
【考点】考查电池的种类及铅蓄电池、燃料电池、锂电池的特点等知识。
2.一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池,其电池反应为:2CH3OH + 3O2+ 4OH- 2 CO32— + 6H2O,则下列说法错误的是A.充电时电解质溶液的pH逐渐增大B.放电时CH3OH参与反应的电极为正极C.充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子D.放电时负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32—+ 6H2O【答案】B【解析】A、充电时,相当于电解池的工作原理,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,生成大量的氢氧根离子,所以碱性增强,故电解质溶液的pH逐渐增大,故A正确;B、放电时,相当于原电池的工作原理,负极发生失电子的氧化反应,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,则放电时CH3OH参与反应的电极为负极,故B错误;C、充电时,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,每生成2molCH3OH转移12mol电子,则每生成1molCH3OH转移6mol电子,故C正确;D、放电时负极发生失电子的氧化反应,根据总反应:2CH3OH+3O2+4OH-2CO32-+6H2O,则负极的电极反应为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,故D正确。
人教版高中化学选修四:第四章 第二节化学电源(附答案)

电池。
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(9)普通锌锰电池以及蓄电池都是一次电池。
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(10)铅蓄电池放电时,电解液的密度增大。
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(11)铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加。
() (12)铅蓄电池充电时,负极与电源的正极相接,正极与电源的负
极相接。
()
(13)氢氧燃料电池的电极方程式书写,与电解质溶液的酸碱性
无关。
第二节
化学电源
目标导航
1.了解化学电源的种类及其工作原理,知道化学电源在生产、生 活和国防中的实际应用。 2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要作用。 3.掌握一次电池、二次电池、燃料电池的反应原理,会书写电极 反应式。
掌握常见电源正、负极的判断及电极反应式的书写。
激趣诱思
当一个人的心脏跳动过慢时,医生会建议他安装一个心脏起搏 器,借助化学反应产生的电流来延长生命。该用什么材料制作这样的 电池呢?经过科学家的长期研究,发明的这种电池叫做锂电池。除了 这种电池外,还有其他的一些电池。让我们一起来了解化学电源的多 样性吧!
()
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×× (13)×
一、 二次电池
知识精要 1.一次电池与二次电池的不同点 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,如普通的锌锰电池、碱性锌锰电池等都是一次电 池。 二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物 质获得再生,这类电池可以多次重复使用,如铅蓄电池等。
(2)工作原理。
放电时,
负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e- PbSO4(s) 正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e充电时,
化学必修二化学电源练习(带答案)

原电池练习2一、单选题1.右图为氢氧燃料电池装置示意图,下列有关说法正确的是 A .电极A 为正极B .产物为水,属于环境友好电池C .电子流向:电极B →导线→电极AD .该电池的化学能可以100%转化为电能2.燃料电池是燃料(如CO 、H 2、CH 4等)跟O 2(或空气)发生反应将化学能转变为电能的装置,若电解质溶液是强碱(如KOH)溶液,则下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是 A.通入氧气的一极发生还原反应,通入甲烷的一极发生氧化反应B.负极的电极反应式为--4CH +10OH -8e 2-32CO +7H OC.随着反应的进行,电解质溶液的pH 保持不变D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧高3.铅蓄电池的示意图如图所示。
下列说法正确的是( )A.放电时,N 为负极,其电极反应式: 2-+-2442PbO +SO +4H +2e =PbSO +2H OB.放电时,c(H 2SO 4)不变,两极的质量增加C.放电时, 24SO -向M.N 两个电极移动D.Pb 放电时,正极反应式: -2-44SO +2e =Pb+SO4.(双选)有人设计出利用CH 4和O 2的反应,用铂电极在KOH 溶液中构成原电池。
该电池的总反应类似于CH 4在O 2中燃烧的反应,则下列说法正确的是( ) A.每消耗1mol CH 4可以向外电路提供8mol e -B.负极上CH 4失去电子,电极反应式为--2-432CH +10OH -8e =CO +7H O C.负极上O 2获得电子,电极反应式为O 2+2H 2O+4e -=4OH -D.电池放电过程中,溶液的pH 不断升高5.将两个铂电极插入KOH 溶液中,向两极分别通入H 2和O 2,从而构成氢氧燃料电池。
这种电池在使用时的电极反应如下:2H 2 + 4OH --4e -= 4H 2O O 2 + 2H 2O + 4e -= 4OH -据此作出判断,下列说法错误的是 A.充入H 2的一极是负极发生氧化反应 B.燃料电池工作时,溶液中的OH -向正极移动 C.使用时的总反应为2H 2+O 2=2H 2O D.产物为无污染的水,属于环境友好电池 6.高铁电池是电动汽车首选的电池,该电池的工作原理:3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列关于该电池放电时的说法中正确的是( )A.高铁电池产生的电流从负极经外电路到达正极B.正极反应式为Zn+2OH --2e -=Zn(OH)2C.负极pH 减小,正极pH 增大,电解液pH 增大D.每氧化1mol 高铁酸钾转移3mol 电子 7.锂一二硫化亚铁电池是一种高容量电池,用途广泛,该电池放电时的总反应为:4Li+FeS 2Fe+2Li 2S,下列说法正确的是( )A.放电时,负极反应为:Li-e -Li +B.放电时,正极发生氧化反应C.硫酸、羧酸及醇类物质都可以用作该锂电池的电解质D.充电时,阳极只有Fe 参与放电8.《绿色空间网》报道,日本索尼公司开发了一种利用面包、土豆等含碳水化合物和糖分食物发电的糖电池技术,所产电量足以为一台随身听供电。
高一化学化学电源试题答案及解析

高一化学化学电源试题答案及解析1.下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。
当电池工作时,下列有关说法正确的是A.电池的能量转化率可达100%B.铝罐是电池的负极C.炭棒应与玩具电机的负极相连D.电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻【答案】B【解析】碳棒、铝罐和食盐水构成了原电池,较活泼的金属铝作负极,导电的非金属碳棒作正极,负极上铝失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应;原电池放电时,正极应与玩具电机的正极相连。
工作时,原电池正极材料质量不变,故选B。
【考点】考查化学电源的相关知识。
2.关于化学电源的叙述,错误的是( )。
A.化学电源均是根据原电池的工作原理设计的B.在干电池中,碳棒只起导电作用,并不参加化学反应C.镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵D.燃料电池是一种高效、环保的新型化学电源【答案】C【解析】镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属,会对环境造成严重的污染。
3.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是()A.利用电池外壳的金属材料B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C.回收其中石墨电极D.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品【答案】B【解析】由于废旧电池中的重金属离子对土壤和水源会造成污染,所以不能随意丢弃废旧电池,而应该回收集中处理,答案选B。
【考点】考查废旧电池处理的有关判断点评:该题是基础性试题的考查,试题贴近生活,侧重对学生基础知识的训练,同时也有利于培养学生的环境保护意识,增强学生的社会责任感。
4.一种新型绿色电池—燃料电池,是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化,使化学能转变为电能,它被称为21世纪的绿色发电站,这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是A.都是无毒无害气体B.在自然界都大量存在C.都可以燃烧并放出大量的热D.燃烧产物均为CO2和H2O【答案】C【解析】三种物质都是可燃性气体,燃烧发出大量的热,这是这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的关键,C正确,CO有毒,A不正确。
人教版高中化学选择性必修1第四章化学反应与电能第一节原电池第2课时化学电源练习含答案

第四章化学反应与电能第一节原电池第2课时化学电源基础过关练题组一一次电池1.(2024河北衡水联考)锌锰电池是生活中常用的电池,普通锌锰电池和碱性锌锰电池的结构分别如图所示,下列说法错误的是()A.锌锰电池属于一次电池,用完不可随意丢弃B.普通锌锰电池和碱性锌锰电池放电过程中锌均发生氧化反应C.放电时,普通锌锰电池的石墨电极上反应为2N H4++2e-N2↑+4H2↑D.放电时,碱性锌锰电池正极反应式为MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-2.(经典题)(2024山东威海二中月考)微型银—锌电池可用作电子仪器的电源,其电极分别是Ag/Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电池总反应为Ag2O+Zn+H2O 2Ag+Zn(OH)2。
下列说法正确的是() A.电池工作过程中,负极发生还原反应B.电池工作过程中,电解液中OH-向正极移动C.负极电极反应为Zn+2OH--2e- Zn(OH)2D.正极电极反应为Ag2O+2H+-2e- 2Ag+H2O题组二二次电池3.(2024湖南永州月考)铅酸蓄电池构造如图所示,下列说法不正确的是()A.铅酸蓄电池是二次电池,充电时电能转化为化学能B.放电时,外电路中电子由Pb流向PbO2C.放电时,负极反应为Pb-2e- Pb2+D.放电时,H+移向PbO24.(2024黑龙江哈尔滨期中联考)镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的可充电电池,其放电时的工作原理如图所示,下列说法正确的是()A.放电时,OH-向b极移动B.放电时,a极发生还原反应C.充电时电流的方向:外电源正极→b极,a极→外电源负极D.充电时,a极的电极反应为Cd-2e-+2OH- Cd(OH)25.(2024山东德州一中期末)如图为铁镍电池,具有优良的耐过充和过放电性能。
下列说法正确的是()A.放电时,a极电势比b极电势高B.放电时,b极电极反应为Ni(OH)2+2e- Ni+2OH-C.充电时,a极附近pH减小D.充电时,每消耗1 mol Fe3O4·4H2O,有4 mol Ni(OH)2被氧化6.(2023河南部分重点高中月考)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通电池相比,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。
化学电源附答案(吕忠皓数理化)

第18讲化学电源 基本知识1、一次电池(1)碱性锌锰干电池负极材料Zn,正极材料MnO2,电解质KOH,相比于普通锌锰干电池,其比能量大,贮存时间长,不易发生电解液泄漏,可适用于大电流和连续放电。
正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-负极: Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2总反应:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2(2)银锌电池负极材料Zn,正极材料Ag2O,电解质KOH,优点:比能量大,电压稳定,贮存时间长,适于小电流连续放电,常制成微型纽扣电池。
正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-负极:Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2总反应:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2(3)锂电池负极材料Li,正极有多种选择,优点:电压高,比能量大,工作温度范围宽,贮存时间长。
负极:Li-e-=Li+2、二次电池(4)铅蓄电池正极材料是PbO2,负极材料是Pb,电解质是H2SO4放电时如下,充电时与之相反。
正极:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O3、燃料电池燃料电池的能量转换效率(超过80%)远高于普通燃烧(30%),如果组成燃料电池发电站,其排放的废弃物远少于普通火力电站,被誉为“绿色”发电站。
简言之:效率高,排放少。
(5)氢氧燃料电池碱性条件正极:O2+4e-+2H2O=4OH-负极:2H2-4e-+4OH-=2H2O总反应:2H2+O2=2H2O酸性条件正极:O2+4e-+4H+=2H2O负极:2H2-4e-=4H+总反应:2H2+O2=2H2O (6)甲烷燃料电池碱性条件正极:2O2+8e-+4H2O=8OH-负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O总反应:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O酸性条件正极:2O2+8e-+8H+=4H2O负极:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+总反应方程式为:2O2+CH4=2H2O+CO2(7)甲醇燃料电池碱性条件正极:O2+4e-+2H2O=4OH-负极:CH4O-6e-+8OH-=CO32-+6H2O总反应:2CH4O+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O酸性条件正极:O2+4e-+4H+=2H2O负极:CH4O-6e-+H2O=6H++CO2总反应:2CH4O+3O2=2CO2+4H2O(8)肼燃料电池碱性条件正极:2H2O+O2+4e-=4OH-负极:H2N-NH2+4OH--4e-=N2↑+4H2O总反应:H2N-NH2+O2=N2↑+2H2O酸性条件正极:O2+4e-+4H+=4H2O负极:H2N-NH2-4e-=N2↑+4H+总反应:H2N-NH2+O2=N2↑+2H2O(9)熔融盐(碳酸盐)燃料电池负极气体CO,正极气体O2(混有CO2),电解质Li2CO3和Na2CO3的混合物,工作温度650℃.正极:O2+4e-+CO2=2CO32-负极:2CO-4e-+2CO32-=4CO2总反应:2CO+O2=2CO2习题基础题1、碱性电池具有容量大,放电电流大的特点,因而得到广泛应用。
高中化学(新人教版)选择性必修一课后习题:化学电源(课后习题)【含答案及解析】

化学电源课后篇素养形成必备知识基础练1.下列有关电池的叙述正确的是()A.手机用的锂离子电池属于一次电池B.锌锰干电池中,锌电极是负极C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被还原D.太阳能电池的主要材料为二氧化硅,A项错误;锌锰干电池中锌失去电子,发生氧化反应,作负极,B 项正确;氢氧燃料电池工作时,氢气在负极失电子被氧化,C项错误;太阳能电池的主要材料为硅,光导纤维的主要材料是二氧化硅,D项错误。
2.据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅酸蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染,其电池总反应为2Zn+O22ZnO,原料为锌粒、空气和电解质溶液。
则下列叙述正确的是()A.锌为正极,空气进入负极反应B.电池中有1 mol 电子转移时消耗Zn的质量为65 gC.正极发生氧化反应D.电解质溶液肯定不是强酸溶液ZnO生成,故电解质溶液不可能为强酸溶液,否则ZnO会溶解。
3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,故得到广泛应用。
锌锰碱性电池以KOH溶液为电解液,电池总反应式为Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)Zn(OH)2(s)+2MnO(OH)(s)。
下列说法错误的是()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为2MnO2(s)+2H2O(l)+2e-2MnO(OH)(s)+2OH-(aq)C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g解析根据题意,该电池的负极材料是锌。
电池工作时,锌本身失去电子而发生氧化反应,失去的电子由负极通过外电路移向正极;正极上,MnO2获得电子发生还原反应生成MnO(OH):2MnO2+2H2O+2e-2MnO(OH)+2OH-。
反应中,外电路每通过0.2 mol电子,消耗掉0.1 mol锌,质量为6.5 g。
4.(2019浙江4月选考)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确的是()A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降解析Zn比Cu活泼,为负极,Zn失电子变Zn2+,电子经导线转移到铜电极,铜电极负电荷变多,吸引了溶液中的阳离子,因而Zn2+和H+迁移至铜电极,H+氧化性较强,得电子变H2,因而Cu极附近溶液中c(H+)减小,A项错误;Ag2O作正极,得到来自Zn失去的电子,被还原成Ag,结合KOH作电解质溶液,故电极反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-,B项正确;Zn为较活泼电极,作负极,发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-Zn2+,锌溶解,因而锌筒会变薄,C项正确;铅酸蓄电池总反应式为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,可知放电一段时间后,H2SO4不断被消耗,因而电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降,D项正确。
常见化学电源试题及答案

常见化学电源试题及答案一、选择题1. 锂离子电池中,锂离子在充电过程中的运动方向是:A. 从正极到负极B. 从负极到正极C. 从电解液到正极D. 从电解液到负极答案:B2. 铅酸蓄电池放电时,正极板材料是:A. 铅B. 氧化铅C. 硫酸铅D. 铅的氧化物答案:B3. 镍镉电池的标称电压是:A. 1.5VB. 2.4VC. 3.6VD. 4.2V答案:B二、填空题4. 锌锰干电池放电时,锌作为_______极,锰作为_______极。
答案:负,正5. 锂离子电池的电解质通常采用_______或_______。
答案:有机溶剂,无机溶剂6. 镍氢电池的正极材料通常为_______。
答案:镍氢氧化物三、简答题7. 描述一次锂离子电池的充电和放电过程。
答案:在锂离子电池的放电过程中,锂离子从正极材料中脱出,通过电解质移动到负极材料中,同时电子通过外部电路从正极流向负极。
充电过程则相反,锂离子从负极材料中脱出,通过电解质移动回正极材料中,同时电子通过外部电路从负极流向正极。
8. 铅酸蓄电池的工作原理是什么?答案:铅酸蓄电池的工作原理基于铅和铅的氧化物在硫酸溶液中的可逆氧化还原反应。
放电时,正极板的二氧化铅和负极板的铅与硫酸反应生成硫酸铅和水,同时释放电能。
充电时,硫酸铅和水在外加电场的作用下分解为二氧化铅、铅和硫酸,恢复电池的活性物质。
四、计算题9. 假设一个锂离子电池的容量为2000mAh,标称电压为3.7V,计算该电池的总能量(以瓦时为单位)。
答案:电池总能量 = 容量× 电压= 2000mAh × 3.7V = 7400mWh =7.4Wh10. 一个镍镉电池的容量为1000mAh,标称电压为1.2V,若该电池以0.5A的电流放电,求放电时间。
答案:放电时间 = 容量 / 放电电流 = 1000mAh / 0.5A = 2000秒 = 33.33分钟。
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化学电源试题答案
(此考试9题网上无明确答案,此答案系个人网上查找整
理所得,以资参考)
第一题:
作用:1、判断电极表面微观反应过程2、判断电极反应的可逆性3、作为无机
制备反应“摸条件”的手段4、为有机合成“摸条件”5、前置化学反应(CE)的
循环伏安特征6、后置化学反应(EC)的循环伏安特征7、催化反应的循环伏安特
征。
第二题:酸性锌锰电池的基本原理
酸性锌锰电池是以锌筒作为负极,并经汞齐化处理,使表面性质更为均匀,
以减少锌的腐蚀,提高电池的储藏性能,正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及
碳黑组成的一个混合糊状物。
正极材料中间插入一根碳棒,作为引出电流的导
体。
在正极和负极之间有一层增强的隔离纸,该纸浸透了含有氯化铵和氯化锌
的电解质溶液,金属锌的上部被密封。
可表示为:(-)Zn|NH4Cl(20%)
ZnCl2|MnO2,C(+)
总的电池反应为:
2MnO2+Zn+2NH4Cl--→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2
第三题:铅酸电池的基本原理
铅酸电池,它的电极是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。
极板是蓄电池的核心部分,蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。
极板分为正极板和负极板,均由栅架和活性物质组成。
电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响,密度大,可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量,但密度过大,则粘度增加,反而降低蓄电池的容量,缩短使用寿命。
铅蓄电池的充电充电时,蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连,当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时,在电场的作用下,电流从蓄电池的正极流入,负极流出,这一过程称为充电。
蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。
可表示为:
总的电池反应为:
第四题:镍氢电池的基本原理
第五题:锂离子电池的基本原理和优点锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。
锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。
锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。
而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。
回正极的锂离子越多,放电容量越高。
优点:
1)电压高2)比能量大3)循环寿命长4)安全性能好5)自放电小6) 快速充电7)工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。
第六题:电化学电容器基本原理和特点电化学电容器(Electrochemical Capacitor, EC),又称作超大容量电容器(Ultracapacitor)和超级电容器(Supercapacitor)。
它是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。
从原理上讲,电化学电容器的电能存储机理有两种,一种是将电荷存储在电极/电解质溶液界面处电双层中,典型的发高比表面各炭为电极材料;另一种是利用发生在电极表面的二维或准二维法拉第反应存储电荷,一般以某些过渡金属氧化物为电极材料,典型的代表是二氧化钌(RuO2)。
电化学电容器的单元由一对电极,隔膜和电解质组成,两电极之间为电子阻塞离子导通的隔膜,隔膜及电极均浸有电解质。
用于电化学电容器电极材料的主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。
特点:
(1)超高电容量(0.1~6000 F)。
(2)漏电流极小,具有电压记忆功能,电压保持时间长。
(3)功率密度高。
(4)充放电效率高,超长寿命,充放电大于40万次。
(5)放置时间长。
(6)温度范围宽,-40~+70℃。
(7)免维护,环境友善。
第七题:质子交换膜燃料电池基本原理质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种燃料电池,在原理上相当于水电解
的“逆”装置。
其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为电解质。
工作时相当于一直流电源,阳极即电源负极,阴极即电源正极。
两电极的反应:阳极(负极):2H2 = 4H+ + 4e-,阴极(正极):O2+4e-+4H+ -> 2H2O。
第八题:钒电池基本原理
钒电池全称为全钒氧化还原液流电池。
它是用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质,通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应,反应后溶液又回到储液槽,活性物质不断循环流动,由此完成充放电。
其反应式如下:负极反应: V2+-e- = V3+
正极反应: VO2++2H++e- = VO2++H2O
在机械动力作用下,电解液在储液罐和半电池的闭合回路中进行循环流动,从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。
第九题:硅太阳能电池基本原理
硅材料是一种半导体材料,太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。
P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅,形成P-N结,当光线照射到硅晶体的表面时,一部分光子被硅材料吸收,光子的能量传递给硅原子,使电子发生跃迁,成为自由电子,在P-N结两侧聚集,产生电位差。
当外部接通电路时,在该电压的作用下,将有电流流过外部电路产生一定的输出功率。
这个过程的的实质是:光子能量转换成电能的过程。