选修四4-化学电源讲述.ppt

第四章 电化学基础 第二节 化学电源 形形色色的电池 用途广泛的电池 用于汽车的铅蓄电池和燃料电池 用于“神六”的太阳能电池 笔记本电脑专用电池 手机专用电池 摄像机专用电池 各式各样的纽扣电池 1、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？ 电池 化学电池 太阳能电池 原子能电池 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 2、①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？ 产生电能的基本原理是什么？ ②化学电池与其他能源相比有哪些优点？ ③判断电池的优劣标准主要是什么？ （教材P74） 化学电池 一次电池 二次电池 燃料电池 定义及特点 例子 １、化学电池分类 又称不可充电电池或干电池，电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电后就不能再次利用． 又称充电电池或蓄电池，在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用． 一种能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． 铅蓄电池、 锌银蓄电池、 镍镉电池、 锂离子电池 氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池。 普通锌锰电池、 碱性锌锰电池、 锌银纽扣电池 ２、化学电池优点 （１）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （２）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。 （３）易维护，可在各种环境下工作。 ３、判断电池优劣的标准 （１）比能量 ［符号(W·h/kg)，(W·h/L)］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 （２）比功率 [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 （3）电池的储存时间的长短 除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。 1、普通锌锰干电池 锌筒 石墨棒 MnO2和C NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊状物 一、一次电池 负 极：Zn - 2e－＝　Zn2+ 正 极：2NH4+ + 2e－+2MnO2＝ Mn2O3+ 2NH3↑＋ H2O 总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2＝Zn2++ Mn2O3+ 2NH3↑+ H2O 活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。 优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。 2、碱性锌锰干电池 负极： 正极： 总反应： (Zn) (MnO2) Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。 优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会涨气或 漏液。 缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵。 总反应式: Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋Zn(OH)2 负极: Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2 正极: Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH- 电解液: KOH溶液 这种电池比能量大、电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。 3、银-锌电池 二次电池 铅蓄电池 1、铅蓄电池 ① 放电过程： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s) 正极： PbO2(s) + 4H++SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 氧化反应 还原反应 负极： 正负极材料 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶液 二、二次电池 ②充电过程： PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 还原反应 阴极： 阳极： 氧化反应 2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H++ SO42- 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l) 铅蓄电池的充放电过程： 2、镉镍电池 负极材料：Cd； 正极材料：涂有NiO2 电解质：KOH溶液。 总反应式： 练习：试写出电池放电的电极反应式： 负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni