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课件网) 第四章 电化学基础 第二节 化学电源 【自学思考】 ①什么是化学电池？ ②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？ ③化学电池与其他能源相比有哪些优点？ ④判断电池的优劣标准主要是什么？ 化学电池 1)概念: 将化学能变成电能的装置 2)分类: ①一次电池又称不可充电电池———如：干电池 ②二次电池又称充电电池———蓄电池 ③燃料电池 3)优点: 4)电池优劣的判断标准: 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。 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 锂电池 干电池 叠层电池 纽扣电池 各类电池 各类电池 空气电池 小型高性能燃料电池 一、一次电池———干电池 (-) Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2,C (+) 负极(Zn)：Zn–2e- =Zn2+ 正极(MnO2和C)： 2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O 电池总反应： Zn+2MnO2+2NH4Cl=Mn2O3+Zn(NH3)2Cl2+H2O 普通锌锰电池 锌筒 石墨棒 MnO2和C 普通锌锰干电池的结构 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 1、普通锌锰电池 碱性锌锰电池构造示意图 碱性电池 负极(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH- 电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 2、碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+) 优缺点简析：只能使用一次，不能充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。 练习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。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为： Zn?s?＋2MnO2?s?＋2H2O?l?＝Zn?OH?2?s?＋2MnOOH?s? 下列说法错误的是（ ） A? 电池工作时，锌失去电子 B? 电池正极电极反应式为： 2MnO2?s?＋2H2O?l?＋2e?＝2MnOOH?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?2mol电子，锌的质量理论上减小6?5g C 3、锌银电池—纽扣电池 (-) Zn│KOH│Ag2O (+) 负极(Zn)：Zn +2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极(Ag2O)：Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH- 电池总反应：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag 4、锂电池 锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池，其中用廉价的r-MnO2作正极活性材料，电解液是LiClO4溶于碳酸丙烯（简称PC）和二甲基氧乙烷（简称DMF）的混合溶剂中，浓度为1mol/L，其浓度比是PC：DME=1:1，电池反应为： 负极的反应：Li - e- = Li + 正极的反应：Li + + MnO2 + e- = LiMnO2 电池总反应：Li + MnO2 = LiMnO2 跟其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。为什么？ 与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂提供电子数最多。 练习2.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（ ） 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+ B 二、二次电池 1、铅蓄电池 (-) Pb│H2SO4│PbO2 (+) 负极：氧化反应 Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s) 正极：还原反应 PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4 (s) +2H2O(l) ①放电过程 总反应： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l) ②充电过程 阴极(接电源负极)：还原反应 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq) 阳极(接电源正极)：氧化反应 PbSO4(s)+ ... ...
