锌银电池课件

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化学电源 课件

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(2)电池放电过程中有水产生,锌筒变薄造成干电池变 软
(3)正极反应的中间产物NH3、H2附着于石墨,增加电 池内阻
(4)1.626 2.025 (5)废电池中的物质有的会导致地下水和土壤污染,威 胁人类的健康。另一方面,废电池中的有色金属是宝贵的自 然资源。将废旧电池回收再利用,不仅可以减少对生活环境 的破坏,而且也是对资源的节约。
●案例精析
【例1】 锌锰干电池(如右图)是普遍使用的化 学电池,其中含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等糊状物。 以锌筒为负极材料,石墨为正极材料。一节干电池,
电动势E=1.5 V,内电阻r=0.25 Ω,对外供电时效 率η=75%。该干电池的工作原理是:Zn+2MnO2 +2NH4+ =Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
池?
[解析] (1)写出负极反应,用总反应式减去负极反应即 得正极反应式。(2)锌筒为负极材料,放电过程中参与反应会 不断减少,同时生成的水不断增多,造成干电池变软。(3)正 极反应中,如果没有MnO2,只有反应2NH +2e-=2NH3+ H2,能导电的是离子和自由电子,气体分子是不能导电的, 正极反应的中间产物NH3、H2附着于石墨棒上,增加了电阻。 (4)由R·I2/[I2(R+r)]=75%、r=0.25 Ω 得R=0.75 Ω,则I= E/(R+r)=1.5V/(0.75+0.25) Ω=1.5A
普通锌锰干电池的电极反应
负极(锌铜):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应) 正极(石墨): 2NH +2e-=2NH3↑+H2↑(还原反应) 总反应式:
Zn+2MnO2+2NH4Cl=2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2 碱性锌锰电池的负极是Zn,正极是MnO2,电解质是 KOH,其电极反应为:

原电池(第2课时 化学电源)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)

原电池(第2课时 化学电源)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)

燃料电池
(2)甲烷燃料电池
用导线连接的两个铂电极插入电解质溶液中,然后向两极分别 通入CH4和O2,该电池的反应式:
② KOH溶液: 负极:CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O 正极:2O2+4H2O+8e-==8OH- 总反应式:CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O
燃料电池
一次电池
4.锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池
Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是 LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为8Li+3SOCl2===6LiCl+Li2SO3+2S。 (1)负极材料为__锂__,电极反应为__8_L__i-__8_e_-_=_=_=__8_L_i+_。 (2)正极的电极反应为__3_S_O__C_l_2_+__8_e-__=_=_=_2_S_+__S_O__23-__+__6_C_l_-。
【课堂练习】
3、锂电池是一代新型高能电池,它以质量轻、能量高而受 到了普遍重视,目前已研制成功多种锂电池,某种锂电池的
总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是( B )
A、Li是正极,电极反应为 Li-e- =Li+ B、Li是负极,电极反应为 Li-e- =Li+ C、Li是负极,电极反应为 MnO2 +e-=MnO2 – D、Li是负极,电极反应为 Li-2e- = Li2+
一次电池
1) 锌-锰干电池 (酸性电解质溶液) 正极:
2MnO2 + 2NH4+ + 2e- = 2MnO(OH) + 2NH3↑
负极: Zn – 2e- = Zn2+

高中化学新人教版化学选择性必修1化学电源 课件(55张)

高中化学新人教版化学选择性必修1化学电源 课件(55张)

[情境探究] 1.若该生物电池为酸性介质,试写出该燃料电池的正极反应式。
提示:该生物电池的正极上 O2 得电子,结合 H+生成水,电极反应式为 O2+ 4e-+4H+===2H2O。 2.电池放电过程中阳离子(H+)向哪一极迁移? 提示:电池放电过程中,阳离子移向正极。 3.若该生物电池为酸性介质,以葡萄糖为原料并完全氧化,试写出该燃料电池的
下列有关说法错误的是
()
A.三维多孔海绵状 Zn 具有较高的表面积,所沉积的 ZnO 分散度高
B.充电时阳极反应为 Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O C.放电时负极反应为 Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O D.放电过程中 OH-通过隔膜从负极区移向正极区
解析: A 正确,三维多孔海绵状 Zn 为多孔结构,具有较高的表面积,所沉积的 ZnO 分散度高;B 正确,二次电池充电时遵循电解池原理,阳极发生氧化反应,元素化合 价升高,原子失去电子,阳极反应为 Ni(OH)2+OH--e-===NiO(OH)+H2O;C 正 确,二次电池放电时遵循原电池原理,负极发生氧化反应,元素化合价升高,Zn 失 去电子,由电池总反应可知,负极反应为 Zn+2OH--2e-===ZnO+H2O;D 错误, 二次电池放电时,阴离子从正极区向负极区移动。
4.可充电电池充、放电时电极的连接
[名师点拨]
(1)二次电池放电时遵循原电池原理,将化学能转化为电能;充电时遵循电解池 原理,将电能转化为化学能。
(2)蓄电池充电时的电极反应和总反应是放电时反应的逆反应,但蓄电池充、放 电时的合并总反应不是可逆反应。
(3)充电时电池正极接电源正极作阳极,电池负极接电源负极作阴极。 (4)放电时,阴离子移向负极,阳离子移向正极;充电时,阴离子移向阳极,阳 离子移向阴极。 (5)若电极反应消耗 OH- (或 H+),则电极周围溶液 pH 减小(或增大);若电极反 应生成 H+(或 OH-),则电极周围溶液的 pH 减小(或增大);若总反应的结果是消耗 OH-(或 H+),则溶液的 pH 减小(或增大);若总反应的结果是生成 H+(或 OH-),则 溶液的 pH 减小(或增大)。

锌锰电池PPT课件

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• 第二,MnO2与MnOOH两物质是在同一固相中;
• 第三,虽然MnOOH的生成是在固相中直接完成的,但 反应必须是在固/液界面上进行。必须保证有足够的 固/液界面。
• 第四,随着反应的进行就会使得电极附近的pH值升高
2. MnO2电极 阴极还原的次级过程
• MnOOH转移步骤即二次过程是整个MnO2阴极还原的控 制步骤
• 1. 提高氢过电势 • 2. 保证原材料的质量达到要求 高纯度 • 3. 对电解液进行净化 • 4. 降低储存电池的温度 • 5. 严格密封
2.4 锌锰电池材料 2.4.1 二氧化锰材料
自学
• 2.4.2 锌材料 • 2.4.3 电解质 • 2.4.4 隔膜 • 2.4.5 导电材料 • 2.4.6 导电凝胶剂
• R6P,LR6,3R14,6F22,4F100-4
电池符号和意义
符号 R
S
F
P
C
L
外形
圆筒 形
方柱 扁平 式式
高功 率
高容 量
碱性
电池的结构和电池反应
传统的勒克朗谢电池
(-)Zn | NH4Cl,ZnCl2 | MnO2,C(+)
• 正极是天然MnO2或电解MnO2, • 隔膜是淀粉加面粉浆糊隔离层, • 负极是锌筒。称“糊式锌-锰电
• 负极自放电(主要) • 电液干涸 • 气胀 • 冒浆 • 铜冒生锈
2.6 糊式锌-锰电池
• 2.6.2 制造工艺及分析 • 一、生产流程 • 碳棒的制造 • 正极电芯的制造 • 负极锌筒的制造 • 电液及电糊的配制 • 装配
二、碳棒的制造
• 正极电芯的集流体,传导电流 三、正极的制造
拌粉、成型(打电芯)和包纸扎线等工序 • 1).拌粉

人教版高中化学选择性必修1 第四章 第一节 原电池 第2课时(课件)

人教版高中化学选择性必修1 第四章 第一节 原电池 第2课时(课件)

三、燃料电池
归纳总结:燃料电池电极反应式的书写方法
(1)写出燃料电池反应的总反应式:与燃料的燃烧反应一致,若产物能和
电解质反应,则总反应为加和后的反应。
(2)写出电池的正极反应式:一般为氧气得电子,介质不同反应式不同,如:
(3)根据总反应和正极反应式,写出负极反应式:电池反应的总反应式-电
池正极反应式=电池负极反应式。
CH4-8e- +2H2O
CO2+8H+
课堂练习
4.请写出甲烷燃料电池在不同环境下的电极反应式。
(2)碱性条件
CH4+2O2+2OH-
CO32- +3H2O
总反应:_______________________________________;
2O2+4H2O+8e-
8OH-
正极反应式:_______________________________________;
B.由 Al、Cu、稀硫酸组成的原电池,负极反应式为Al-3e-
Cu2+
Al3+
C.由Al、Mg、NaOH 溶液组成的原电池,负极反应式为 Al+4OH--3e-
[Al(OH)4]-
D.由 Al、Cu、浓硝酸组成的原电池,负极反应式为Cu-2e-
Cu2+
课堂练习
3.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装
课堂练习
4.请写出甲烷燃料电池在不同环境下的电极反应式。
(1)酸性条件
CH4+2O2
CO2+2H2O
总反应:__________________________;
正极反应式:_______________________________________;

高考一轮复习第六章化学反应与能量第2讲原电池课件

高考一轮复习第六章化学反应与能量第2讲原电池课件
第2讲 原电池(基础落实课)
逐点清(一) 原电池的工作原理
1.原电池的工作原理
(1)原电池的构成
反应
电极 介质 闭合回路
能_自__发__进__行__的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属 与电解质溶液反应) 一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨) 电解质溶液或熔融电解质或某离子导体等 两电极连接或接触插入介质
[注意] ①H+在碱性环境中不存在;②O2-在水溶液中不存在,在酸性 环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环境结合H2O,生成OH-;③若 已知总反应式时,可先写出较易书写的一极的电极反应式,然后在电子守 恒的基础上,总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得到较难写 出的另一极的电极反应式。
[题点考法·全面练通]
题点(一) 一次电池
1.(202X·湖南等级考)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂海水电
池构造示意图如图。下列说法错误的是
()
A.海水起电解质溶液作用
(× )
2.以甲醇为燃料,写出下列介质中的电极反应式。 (1)酸性溶液(或含质子交换膜) 正极:_______________________; 负极:_______________________。 (2)碱性溶液 正极:_______________________; 负极:_______________________。
与Fe
(× )
2.某原电池装置如图所示。下列有关叙述中,正确的是
()
A.Fe作正极,产生氧化反应 B.负极反应:2H++2e-===H2↑ C.工作一段时间后,两烧杯中溶液pH均不变 D.工作一段时间后,NaCl溶液中c(Cl-)增大
解析:负极是铁产生氧化反应,A错误;正极是石墨,H+在此产生还原 反应,B错误;工作一段时间后,右池中H+在石墨棒上被还原为H2,溶 液的pH增大,Ca错误;盐桥中的Cl-移向负极,NaCl溶液中c(Cl-)增大, D正确。

《化学电源》PPT课件

《化学电源》PPT课件

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化学电源已有200多年的发展历史:
1836年,英国化学家和气象学家丹尼尔(1790-1845) 对“伏特电堆”进行了改良,他使用稀硫酸作电解液, 解决了电池极化问题,制造出第一个不极化、能保持平 稳电流、并可反复充电的锌-铜电池,又称“丹尼尔电 池”。
从1859年普兰特 (Plant‘e)试制成功化成式铅蓄电池以后, 化学电源便进入了萌芽状态。
锌-银电池 Zn| KOH | Ag2O 锂电池

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(2)蓄电池 (二次电池)
电池工作时,在两极上进行的反应均为可逆 反应。因此可用充电的方法使两极活性物质恢复 到初始状态,从而获得再生放电的能力。这种充 电和放电能够反复多次,循环使用。常见的蓄电 池有:
铅酸蓄电池 Pb|H2SO4|PbO2 镉-镍蓄电池 Cd|KOH|NiOOH
(1)原电池 (一次电池)
电池经过连续放电或间歇放电后,不能用充电 的方法使两极的活性物质恢复到初始状态,即反 应是不可逆的,因此两极上的活性物质只能利用 一次。
原电池的特点是小型、携带方便,但放电电流 不大。一般用于仪器及各种飞子器件。广泛应用 的原电池有:
锌-锰干电池 Zn|NH4Cl,ZnCl2| MnO2, 锌-汞电池 Zn| KOH |HgO
综上所述,化学电源的发展是和社会的进步、 科学技术的发展分不开的,同时化学电源的发展 反过来又推动了科学技术和生产的发展。
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二、 化学电源的分类
化学电源的分类有不同的方法: 1.按活性物质的保存方式分类
(1)活性物质保持在电极上 (i)非再生型一次电池 (ii)再生型二次电池 (蓄电池)
铁-镍蓄电池 Fe|KOH|NiOOH

2024全新化学电源ppt课件(2024)

2024全新化学电源ppt课件(2024)
挑战与机遇并存
2024/1/29
27
技术挑战及解决方案
01
安全性问题
全新化学电源技术可能面临更高的安全风险,如电池热失控、电解液泄
漏等。解决方案包括研发更稳定的电解质、优化电池结构设计等。
02
能量密度提升
为满足更高续航里程和更快充电速度的需求,需提高电池的能量密度。
可通过改进正负极材料、提高电极活性物质利用率等方式实现。
2024/1/29
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便携式设备领域应用
锂离子电池
手机、笔记本电脑等便携式设备的首选电源,具有高能量密度、轻 便等优点。
超级电容器
在便携式设备中作为辅助电源,提供瞬时大电流以满足设备峰值功 率需求。
薄膜电池
柔性、轻便等特点使其可穿戴设备、智能卡等领域具有广泛应用前景 。
2024/1/29
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06
新能源政策
政府对新能源产业的扶持将有利于全新化学电源 的发展,如提供税收优惠、资金支持等。
电池回收政策
3
政府制定的电池回收政策将影响全新化学电源的 生命周期管理和成本控制,需关注政策走向并制 定相应的应对策略。
2024/1/29
30
感谢您的观看
THANKS
2024/1/29
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充放电性能测试
对电池进行充放电实验, 记录电池的电压、电流、 容量等参数,评估电池的 充放电性能和循环寿命。
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安全性能测试
过充、过放测试
对电池进行过度充电或过度放电 ,观察电池的安全性能表现,如
是否膨胀、漏液、爆炸等。
高温、低温测试
将电池置于高温或低温环境下, 测试电池的性能表现和安全性,
如是否起火、爆炸等。
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人工激活电池 自动激活电池
二次电池
干式荷电态电池 干式放电态电池
人工激活
自动激活
2.2.1锌银电池概述
锌银电池应用
一次电池
第2章 锌电池
蓄电池
小电流连续放电的的微型电器
鱼四甲型鱼雷YU-4
330块锌银电池作为动力的 “海豚”号试验潜艇
2.2.2 Zn-Ag工作原理
量更少 充电搁置自放电:
AgO+Ag=Ag2O 2AgO =Ag2O +1/2 O2
充电高阶电压段长度大于放电高阶段的长度——特征III
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
低平阶
充电:Ag——Ag2O; Ag2O比电 阻大,密度小,致密膜, Ag+或O2- 通过阻力大,需低倍 率充电 放电:AgO-Ag2O ,密度差别 小,不致生成致密膜。
2.2.1锌银电池概述
锌银电池发展史 世界锌银电池
1800年伏特提出锌银电池堆 1883年克拉克(Clarke)的专利中叙述了碱 性锌氧化银原电池 1887年邓恩(Dun)和哈斯莱彻(Hassla— cher)的专利中首次提出了锌氧化银蓄电池 1941年法国的亨利·安德列(H.Andr6)提 出使用赛璐玢半透膜作隔膜,才实现了可实 用的锌银电池。
Zn-2e+4OH-→Zn(OH)4-
当溶液被锌酸盐饱和或OH-减少:
Zn-2e+2OH-→Zn(OH)2⇌ ZnO+H2O
Zn恒电流阳极溶解时 的V-t曲线
产物为不溶性ZnO时,小电流放电,电池正常运行;大 电流放电,产生致密的ZnO覆盖整个Zn电极表面时,出 现阳极钝化现象;此时电极电势急剧升高;将使电极发 生钝化的最小电流密度称为临界电流密度。
2.2.2 Zn-Ag工作原理
总反应 :
Zn 2AgO H2O Zn(OH)2 Ag2O Zn 2AgO ZnO Ag2O
Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag
Zn Ag2O ZnO 2Ag
第2章 锌电池
2.2.3 氧化银正极
20世纪50年代Yard—ney设计制造出实用 的可充锌银电池
第2章 锌电池
发展:导弹和航天飞行器、飞机、潜水艇、浮标、导弹、 空间飞行器和地面电子仪表等特殊用途
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
中国锌银电池
导弹、宇航事业发展促进锌银电池发展。自从20世纪50年 代末开始研制,60年代中期,自行设计的导弹中获得应用。
第2章 锌电池
氧化银电极可以大电流放电,但要小电流充电——特征IV
2.2.3 氧化银正极
自放电
荷电状态湿储存 Ag2O化学溶解 :Ag(OH)2 AgO的分解:
固相分解 Ag+AgO→ Ag2O 液相分解 AgO → Ag2O+溶O2 解产物Ag(OH)2-, Ag(OH)4:向负极迁移,在隔膜上沉积 还原为Ag,隔膜自正极→负极 被氧化,致电池短路、失效。
降 氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极)
物质 电阻率(Ω·m)
密度(g/cm3)
Ag 1.59×10-8
10.9
Ag2O 1×106
7.15
AgO (10~15)×10-2
7.44
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
特征:
第2章 锌电池
1—充电曲线 2—放电曲线
1
2
I. 充放电曲线有两个平阶
II. 充电曲线存在一个C点到 D 点的电压回落点
已研制成各种 规格的原电池, 蓄电池和能瞬 间投入使用的 自动激活式锌 导弹用自动激活 银贮备电池, 用于各类导弹、 鱼雷等武器及 卫星的需要。
民用:扣式锌银电池和 开口式蓄电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
锌银电池类型

扣式ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ池(非贮备式湿荷电态电池)
锌-银电池
一次电池
贮备电池
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
阳极钝化的影响因素
(1)锌电极的工作电流密度 (2)电极界面溶液中的物质传递速度
锌在6 mol/L KOH 中的阳极极化曲线
ab段:阳极溶解,极化小 bc 段 : b 点 i 临 界 , 电 极 开 始 钝 化,c点完全钝化 cd段:电极钝化达到析氧电位 def段:新反应;电流上升
2.2 锌银电池 主要内容
2.2.1 锌银电池概述 2.2.2 锌银电池工作原理 2.2.3 氧化银正极 2.2.4 锌负极 2.2.5 锌银电池性能 2.2.5 锌银电池制作工艺
第2章 锌电池
2.2.1锌银电池概述
第2章 锌电池
大青花鱼号潜艇 Albacore Agss569 锌银动力电池
锌银电池定义 锌氧化银电池:正极AgO/Ag2O; 负极Zn;电解液KOH 隔膜? 外壳?
III.充电高阶CE段的长度比 放电高阶电压A/B/段长 度长
放电曲线 • 高平阶:15%-30%放电容量;低平阶70%容量,很平稳 • 小电流或高精度电压场合,要消除高阶电压
2.2.3 氧化银正极
充放电特性
高平阶
第2章 锌电池
充电:Ag2O——AgO; Ag——AgO 2个电子
放电:AgO-Ag2O 1个电子; Ag2O电阻大; 参加放电AgO比实际
低温下放电态搁置
第2章 锌电池
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
锌负极特点
• 高比能量和高比功率 • 电极电势负 • 阳极极化小 • 电化当量低 • 电极过程可逆 • 资源丰富、成本低、无毒
锌负极问题
阳极钝化和阴极沉积(枝晶)
2.2.4 锌负极
第2章 锌电池
阳极钝化现象
Zn阳极溶解反应: 浓碱条件:产物可溶锌酸盐
工作原理
(-)Zn|KOH(或NaOH)|AgO(或Ag2O) (+) 正极反应 : 2AgO H2O 2e Ag2O 2OH
第2章 锌电池
Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH
负极反应 : Zn 2OH Zn(OH)2 2e
Zn 2OH ZnO H2O 2e
第2章 锌电池
充放电特性
析O2
充电曲线:
1—充电曲线 2—放电曲线
AB:Ag—Ag2O BC:Ag电极钝化
CD:生成AgO
DE:Ag/Ag2O生成AgO E: 析出O2电位 1 放电曲线:
2 生成Ag
A/B/:AgO-Ag2O B/:Ag生成点 B/C/: AgO/Ag2O-Ag; C/D/ : AgO消耗,电压下
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