电化学5.8电池种类
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电池知识大全电池是一种能够将化学能转化为电能的装置，被广泛应用于各种电子设备、交通工具和能源储备系统中。
下面是关于电池的综合知识大全，涵盖了电池的种类、工作原理、应用领域以及相关的环保和安全问题。
一、电池的种类1. 干电池：干电池是一种不可充电的电池，内部使用干态电解质。
最常见的干电池包括碱性电池（如碱性锰电池）、锌碳电池和银氧化锌电池。
2. 镍镉电池（Ni-Cd电池）：镍镉电池是一种可充电电池，由金属镍、金属镉和碱性电解液构成。
它具有较高的能量密度和较长的寿命，但含有有毒的重金属镉，对环境造成污染。
3. 镍氢电池（Ni-MH电池）：镍氢电池是一种可充电电池，使用金属氢化物作为负极材料，金属镍作为正极材料，碱性电解液导电。
相较于镍镉电池，镍氢电池具有更高的能量密度和较少的环境污染。
4. 锂离子电池（Li-ion电池）：锂离子电池是一种常见的可充电电池，使用锂离子在正负极之间的迁移实现电荷和放电。
它具有高能量密度、轻量化和无记忆效应等优点，在移动设备、电动汽车等领域得到广泛应用。
5. 钠离子电池（Na-ion电池）：钠离子电池类似于锂离子电池，但使用钠离子作为电荷的传输媒介。
相较于锂离子电池，钠离子电池有较低的成本和更广泛的资源供应，但能量密度稍低。
6. 燃料电池：燃料电池将化学能直接转化为电能，通常使用氢气作为燃料和氧气作为氧化剂。
燃料电池具有高效率、无污染排放和可持续性等优点，适用于电动汽车和能源储备系统。
二、电池的工作原理电池的工作原理基于电化学反应。
它由两个电极（正极和负极）以及介于两者之间的电解质组成。
当电池连接外部电路时，化学反应发生，产生电流。
1. 非可充电电池工作原理：- 正极反应：正极材料中的化学物质氧化，释放出电子和金属离子。
例如，在碱性锰电池中，正极材料为二氧化锰（MnO2），反应为：MnO2 + H2O + e- → MnO(OH) + OH-- 负极反应：负极材料中的化学物质还原，吸收电子。
化学电池的种类
1.锌锰电池锌二氧化锰电池（简称锌锰电池）又称（勒兰社）电池，是法国科学家勒兰社于1868年发明的由锌（Zn）作负极，炭棒为正极，电解质溶液采用二氧化锰（MnO2），中性氯化铵（NH4Cl）、氯化锌（ZnCl2）的水溶液，面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池，由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态，故又称锌锰干电池。
按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种，板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。
干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极，在石墨棒的周围由内向外依次是A：二氧化锰粉末（黑色）------用于吸收在正极上生成的氢气（以防止产生极化现象）；B：用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。
电极反应式为：负极（锌筒）：Zn +– 2e- === Zn2+正极（石墨）：2NH4+ +2e- === 2NH3 ↑+ H2↑H2O + 2MnO2+ 2e- === 2MnOOH+ 2OH-总反应：Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 === Zn(NH3)2Cl2↙+2MnOOH电压：大约为1.5V，不能充电再生。
2.碱性锌锰电池20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的，是锌锰电池的改进型。
电池使用氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）的水溶液做电解质液，采用了与锌锰电池相反的负极结构，负极在内为膏状胶体，用铜钉做集流体，正极在外，活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接，正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。
3.铅酸蓄电池1859年法国普兰特发现，由正极板、负极板、电解液、隔板、容器（电池槽）等5个基本部分组成。
用二氧化铅作正极活性物质，铅作负极活性物质，硫酸作电解液，微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。
铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄漏）；设有多层电极板，其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均浸入到硫酸溶液中。
常见的化学电池种类
常见的化学电池种类前言：电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能的装置。
最早的电池我们可以追溯到两百年以前意大利物理学家伏打发明的伏打电池，它使人们第一次获得了比较稳定而持续的电流,具有划时代的意义。
在伏打电池原理和研发精神的指引下，人们通过不断努力，开发了一代又一代的新型电池，从人们普遍使用的干电池到新型的太阳能电池、锂聚合物电池（Li-polymer）和燃料电池等等，不仅在电池容量、体积、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在这些新型电池的研发过程中，渗透着人们强烈的绿色环保意识，电池的开发、发展正以绿色环保作为重要的指导精神。
电池种类及特性：在化学电池中，根据能否用充电方式恢复电池存储电能的特性，可以分为一次电池（也称原电池）和二次电池（又名蓄电池，俗称可充电电池，可以多次重复使用）两大类。
一次电池又可分为普通锌锰（中性锌锰）、碱性锌锰、锌汞、锌空、镁锰和锌银六个系列；二次电池主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池和铅蓄电池等类型。
在数码设备中，常用的电池类型是干电池（包括碱性电池）、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。
干电池：这是使用最普遍的电池类型之一，主要指锌锰电池（图1），其优点是能量密度较高，电流密度适当，易实现机械化生产等。
（图1）碱性电池是干电池中的一个重要角色。
相对于普通干电池来说，碱性电池容量较大，可以提供的放电电流也较强，因而在一些小电器中使用率较高。
市场上性能良好又经济实惠的碱性电池有南孚、双鹿等品牌（图2）。
（图2）镍镉电池（Ni-Cd）：镍镉电池（图3）是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的电池种类，它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。
镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。
所谓“记忆效应”就是电池在充电前，电池的电量没有被完全放尽，久而久之将会引起电池容量的降低。
化学电源-燃料电池、高能电池、海洋电池和锂电池的相关知识
燃料电池、高能电池、海洋电池和锂电池的相关知识流水斯夫整理一、化学电源和燃料电池的概念1．化学电源：又称化学电池，是一种能将化学能直接转变成电能的装置。
这种装置通过化学反应，消耗某种物质，输出电能。
2．燃料电池：燃料电池是直接将燃烧反应的化学能转化为电能的装置。
因为原料都是燃料和氧气，燃料和氧气发生化学反应的产物与相应的燃料燃烧的产物相同，即化学方程式相同，所以称为燃料电池。
3．高能电池：具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池。
所谓“比能量”和“比功率”是指电池的单位质量或单位体积计算电池所能提供的电能和功率。
因为电池的体积小，产品形状象纽扣，也称为“纽扣”电池。
4．海洋电池：以铝－空气－海水为能源的新型电池，称之为海洋电池。
1991年，由我国首创。
5．锂电池：锂电池(Lithium battery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物等)的电池。
二、化学电源的分类和燃料电池的分类1．化学电源的种类：(1)按照其使用性质可分为四类：干电池、蓄电池、燃料电池、锂电池。
(2)按电池中电解质性质分为：碱性电池、酸性电池、中性电池。
2．燃料电池的分类：(1)按电解质种类，燃料电池(Fuel Cell, FC)分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
其中属于碱性燃料电池的只有AFC一种，而其余的燃料电池属于酸性燃料电池或中性燃料电池。
(2)按燃料类型，燃料电池(Fuel Cell, FC)分为氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等。
(3)按工作温度，燃料电池(Fuel Cell, FC)分为低温型(温度低于200℃)、中温型(温度为200～750℃)、高温型(温度高于750℃)。
(4)按结构类型，燃料电池(Fuel Cell, FC)分为管状燃料电池、平板型燃料电池和单片型。
化学电池的分类及应用
化学电池的分类及应用化学电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置，广泛应用于日常生活、工业生产和科学研究等领域。
根据不同的分类标准，化学电池可以分为很多种类，主要包括原电池、蓄电池、燃料电池和太阳能电池等。
一、原电池原电池是一类一次性使用的化学电池，其正反极材料不可再生。
常见的原电池包括干电池、碱性电池、铅酸电池等。
这些电池通常使用锌、碳等金属作为负极材料，使用氧化锌、二氧化锰等化合物作为正极材料，通过电化学反应释放出电子和离子，实现化学能到电能的转换。
原电池具有体积小、使用方便、价格低廉等特点，广泛应用于家用电器、手持设备、遥控器、闹钟等电子产品中。
二、蓄电池蓄电池是一类可充电的化学电池，其正反极材料可以通过外部电流反向反应，恢复原来的化学形态。
常见的蓄电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池等。
这些电池通常使用铅、锂、镍等金属作为电极材料，使用氧化铅、氧化锂等化合物作为正极材料，通过反应可将电能转化为化学能保存，或将化学能转化为电能输出。
蓄电池具有可重复使用、容量大等特点，广泛应用于汽车、UPS电源、太阳能储能系统等领域。
三、燃料电池燃料电池是一类通过氧化还原反应将化学能直接转化为电能的装置。
常见的燃料电池包括氢燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。
这些电池通常使用氢气、甲醇、乙醇等作为燃料，通过与氧气反应产生电子和离子，实现化学能到电能的转换。
燃料电池具有高能量密度、高效率、零排放等优点，广泛应用于汽车、航空航天、无人机、移动电源等领域。
四、太阳能电池太阳能电池是一种将太阳能直接转化为电能的装置。
常见的太阳能电池包括硅太阳能电池、铜铟镓硒太阳能电池、氨基硅太阳能电池等。
这些电池利用半导体材料的光电效应，将太阳光中的能量转化为电子，在外加电场的作用下形成电流，实现太阳能到电能的转换。
太阳能电池具有可再生、环保、寿命长等优点，广泛应用于太阳能发电系统、光伏电站、户用太阳能系统等领域。
除了以上主要分类外，还有其他一些特殊类型的化学电池，如二氧化碳还原电池、锌空气燃料电池、硫脲蓄电池等，这些电池具有不同的反应机制和应用领域。
电化学储能电池的分类
电化学储能电池的分类电化学储能电池通常是指可充电的电池，是一种能储存电能并随时释放的装置。
按照不同的化学反应原理和材料组成，可以将电化学储能电池分为以下几类。
1. 铅酸电池铅酸电池是最早被广泛应用的电化学储能电池，其正极为PbO2，负极为Pb，电解液为硫酸。
这种电池体积大，重量重，但能够提供较高的电流和电压。
铅酸电池广泛应用于汽车、UPS等领域。
2. 锂离子电池锂离子电池是目前最为常见的电化学储能电池，其正极材料通常为LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等，负极为石墨或Li4Ti5O12。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、环保等特点，广泛应用于移动电源、电动汽车、智能手表等领域。
3. 镍氢电池镍氢电池是一种较为成熟的储能电池，其正极为Ni(OH)2，负极为MH（通常是LaNi5），电解液为氢氧化钾。
镍氢电池具有高能量密度、长寿命、环保等特点，广泛应用于储能、电动汽车、移动通信等领域。
4. 钠离子电池钠离子电池是近年来发展较快的一种电化学储能电池，其正极为NaFePO4、Na3V2(PO4)3等，负极为石墨或硅基复合负极。
钠离子电池具有低成本、可再生等特点，适用于储能、户外照明等领域。
5. 纳米二次电池纳米二次电池是近年来发展的一种新型电池，其正负极材料均为纳米材料，电解液为有机电解液。
纳米二次电池具有高能量密度、高循环寿命等特点，适用于微型电子产品、智能穿戴等领域。
总的来说，电化学储能电池在现代生活中应用十分广泛，不同种类的电池在不同的领域都有着独特的应用价值。
随着技术的不断发展，电化学储能电池也将不断得到改进和完善，为我们的生活带来更多便利。
常见化学电池类型
常见化学电池类型一、常见的化学电源原电池是一种将化学能转变为电能的装置，而化学电源则是一种实用的原电池。
化学电源品种繁多，大体可分为三类：1、燃料电池：又称连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如H2、CH4等作为负极反应物质，以O2作为正极反应物质而形成的。
燃料电池体积小、质量轻、功率大，是正在研究的新型电池之一。
（1）氢氧燃料电池主要用于航天领域，是一种高效低污染的新型电池，一般用金属铂（是一种惰性电极，并具有催化活性）或活性炭作电极。
其电极反应式为：（40%的KOH溶液作电解质溶液）负极：2H2 + 4OH--4e- = 4H2O正极：O2 + 2H2O +4e- = 4OH-总反应式为：2H2 + O2 = 2H2O（酸性溶液做电解质溶液）负极：2H2 --4e- = 4H+正极：O2 + 4H+ +4e- = 4H2O（2）甲烷燃料电池用金属铂作电极，用KOH溶液作电解质溶液。
其电极反应式为：负极：CH4 + 10 OH- -8e-==CO3 2- +7H2O 正极：2O2 + 4H2O +8e- == 8OH-总反应式为：CH4 + 2O2 +2KOH==K2CO3+ 3H2O（3）甲醇燃料电池是最近摩托罗拉公司发明的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，电量是现有镍氢电池或锂电池的10倍。
其电极反应式为：负极：2CH4O + 16OH- -12e-==2CO3 2- +12H2O 正极：3O2 + 6H2O +12e- == 12OH-总反应式为：2CH4O + 3O2 +4OH-==2CO3 2- + 6H2O（4）固体氧化物燃料电池该电池是美国西屋公司研制开发的，它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许O 2-在其间通过。
其电极反应式为：负极：2H2 + 2O2--4e- = 2H2O 正极：O2 +4e- = 2O 2-总反应式为：2H2 + O2 = 2H2O（5）熔融盐燃料电池该电池用Li2CO3和的Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在6500C下工作的燃料电池。
电池的种类型号用途
电池的种类、型号、用途种类1. 化学电池化学电池，是指通过电化学反应，把正极、负极活性物质的化学能，转化为电能的一类装置经过长期的研究、发展，化学电池迎来了品种繁多，应用广泛的局面。
大到一座建筑方能容纳得下的巨大装置，小到以毫米计的品种。
无时无刻不在为我们的美好生活服务。
现代电子技术的发展，对化学电池提出了很高的要求。
每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。
现代社会的人们，每天的日常生活中，越来越离不开化学电池了。
现在世界上很多电化学科学家，把兴趣集中在做为电动汽车动力的化学电池领域2.干电池和液体电池干电池和液体电池的区分仅限于早期电池发展的那段时期。
最早的电池由装满电解液的玻璃容器和两个电极组成。
后来推出了以糊状电解液为基础的电池，也称做干电池。
现在仍然有“液体”电池。
一般是体积非常庞大的品种。
如那些做为不间断电源的大型固定型铅酸蓄电池或与太阳能电池配套使用的铅酸蓄电池。
对于移动设备，有些使用的是全密封，免维护的铅酸蓄电池，这类电池已经成功使用了许多年，其中的电解液硫酸是由硅凝胶固定或被玻璃纤维隔板吸付的。
3.一次性电池和可充电电池一次性电池俗称“用完即弃”电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃。
常见的一次性电池包括碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌空电池、锌汞电池和镁锰电池。
可充电电池按制作材料和工艺上的不同,常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池。
其优点是循环寿命长，它们可全充放电200多次，有些可充电电池的负荷力要比大部分一次性电池高。
普通镍镉、镍氢电池使用中，特有的记忆效应，造成使用上的不便，常常引起提前失效。
4.燃料电池燃料电池是一种将燃料的化学能透过电化学反应直接转化成电能的装置5.染料敏化太阳能电池电池型号电池型号分为一般分为：1、2、3、5、7号，其中5号和7号尤为常用，所谓的AA电池就是5号电池，而AAA电池就是7号电池！5号电池，一般尺寸为：直径14mm，高度49mm; 7号电池，一般尺寸为：直径11mm，高度44mm.常见的“AAAA,AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些型号 AAAA型号少见，一次性的AAAA劲量碱性电池偶尔还能见到，一般是电脑笔里面用的。
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二. 浓差电池
1. 单液浓差电池（电极浓差电池）
如 Pt , H2 (p1) HCl(m) H2 (p2) , Pt 电池反应 负 正 H2 (p1) –2e 2H+ (m) 2H+ (m) +2e H2 (p2) H2 (p1) H2 (p2)
电动势
p2 RT p / p RT 2 ln EE ln 2F p1 2F p1 / p
Ag+ (a2) Ag+ (a1)
电动势
RT a1 E ln F a2
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二. 浓差电池
1. 单液浓差电池
2. 双液浓差电池
如 Pt , H2 (p1) HCl(m) H2 (p2) , Pt
如 Ag AgNO3 (a1) AgNO3 (a2) Ag
两个相同电池串连，如 3. 双联浓差电池 Pt,H2(p1)HCl(a1)AgCl-Ag－Ag-AgCl HCl(a2)H2(p2),Pt 左电池反应 右电池反应 0.5H2(p1) +AgCl Ag+HCl(a1) Ag+HCl(a2) 0.5H2(p2) +AgCl
RT a1 E ln F a2 p2 RT 0.5H2(p1) 0.5H2(p2) E 若HCl a1=a2 ln F p1 （电极浓差电池）
HCl(a2) HCl(a1) 若H2 p1=p2 （溶液浓差电池）
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制作：陈纪岳
第八节 电池种类
电池类型
按电动势来源 化学电池 浓差电池 单液电池 双液电池
按溶液分隔
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一. 化学电池
单液 如 Pt , H2 (p) HCl(a) Cl2 (p) , Pt
双液 如 ZnZnSO4 (m)CuSO2 (m)Cu
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二. 浓差电池
1. 单液浓差电池（电极浓差电池）
如 Pt , H2 (p1) HCl(m) H2 (p2) , Pt 2. 双液浓差电池（溶液浓差电池） 如 Ag AgNO3 (a1) AgNO3 (a2) Ag 电池反应 负 正 Ag–e Ag+ (a1) Ag+ (a2) +e Ag