电源部分重点 - 图文

第一章 化学电源概论

·构成化学电源的两个基本条件：

1 、氧化-还原反应分区进行，区别于直接氧化还原反应； 2 、有电子流经外电路，区别于腐蚀反应。 ·化学电源的电性能 1.电池的电动势

E?E??RTnFln?E??F?A??Babee电池的电动势只和参与化学反应的物质本性、电池的反应条件(即温度)及反应物与产物的活度有关，而与电池的几何结构、尺寸大小无关。 2.电池的开路电压

电池的开路电压是两极间所联接的外线路处于断路时，两极间的电势差 注意：与电池电动势的差别

3.电池的内阻R内又称全内阻，是指电流流过电池时所受到的阻力，它包括欧姆内阻和电化学反应中电极极化所相当的电阻

4.电池的工作电压又称负载电压、放电电压或端电压。是指有电流流过外电路时，电池两极之间的电势差。

5.倍率：电池在规定时间内放完额定容量时，用电池容量的倍数表示的电流值 6.时率：以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数

7.理论容量(C0)：是假设活性物质全部参加电池的成流反应时所给出的电量。 ?

电极的理论容量与活性物质质量和电化当量有关。在活性物质质量相同的情况下，电化当量越小的物质，理论容量就越大。这是设计电池时选择活性物质的原则之一。 8.理论比能量 Wt’ =1000E/(K++K-)=1000E/ΣKi (单位：Wh/kg) 9. 实际比能量：Wp’=CUa/m或CUa/V

第2章 锌锰电池

（-）Zn | NH4Cl,ZnCl2 | MnO2,C(+) 氯化铵型电池

C0 = 26.8 n m (Ah) M KMm?1K = 26 . 8 n ( g ·Ah-1 )

氯化锌型电池

碱性锌锰电池

(-)Zn/KOH(aq) /MnO2(+)

·锌电极自放电

1. 氢离子的阴极还原所引起的锌的自放电 2. 氧的阴极还原所引起的锌电极的自放电 3. 电解液中的杂质所引起的锌电极的自放电 ·影响锌电极自放电的因素

1. 锌的纯度与表面均匀性的影响2. pH 值3. NH4Cl浓度 ZnCl2浓度4. 温度 ·降低锌电极自放电的措施

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 ·锌锰电池的电性能

锌-锰系列电池不适于大电流放电。 具有电压恢复特性，适合于小电流间歇放电 ·ZnCl2型纸板电池与NH4Cl型纸板电池相比具有哪些优势？为什么？

见课本66页

·碱锰电池比普通锌锰干电池相比具有哪些优势？

见课本70页

第三章 锌银电池

(－)Zn|KOH(或NaOH)|AgO(或Ag2O) (＋)

???Ag2O?2OH正极 2AgO?H2O?2e?? Ag2O?H2O?2e???2Ag?2OH??负极 Zn?2OH?????Zn(OH)2?2e ??Zn?2OH???ZnO?H2O?2e

总反应 Zn?2AgO?H2O???Zn(OH)2?Ag2O

?ZnO?Ag2O Zn?2AgO?? Zn?AgO?HO?Zn(OH)?2Ag222

?ZnO?2Ag Zn?Ag2O??·锌负极

1.阳极钝化 2.锌枝晶

影响锌枝晶生长的主要因素：（1）电极过程的电化学极化（2）反应物的物质传递条件（3）溶液中表面活性物质的含量 ·正极AgO（Ag2O电极）

氧化银电极充放电曲线(电势相对于锌电极) 1—充电曲线 2—放电曲线

曲线解释见课本164页。

消除高阶电压方法：预放电；还原；电液中添加卤素离子；不对称交流电或脉冲充电等。

·氧化银电极的自放电

荷电状态湿储存时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+O2

Ag(OH)2-， Ag(OH)4- ：向负极迁移，在隔膜上沉积还原，隔膜自正极→负极被氧化，致电池短路、失效。因此，二次电池最好在低温下放电态搁置。 ·放电特性

工作电压高，放电电压平稳，内阻小可大电流放电，活性物质利用率高，比能量、比功率高，充电效率高。 ·Zn-AgO蓄电池循环寿命

1. 锌负极在循环过程中的容量损失 电极变形，锌枝晶 2. 隔膜损坏

隔膜被氧化，锌枝晶的穿透

第4章 铅酸蓄电池

·二次电池的条件：

1. 电极反应可逆，是一个可逆的电池体系。

2. 只采用一种电解质溶液，避免因采用不同的电解质而造成电解质之间的不可逆扩散。 3. 放电生成难溶于电解液的固体产物。可避免充电时过早生成枝晶和两极产物的相互转移。 ·电池组成

(-)Pb/H2SO4 /PbO2(+)

（-）Pb + HSO4- - 2e =2PbSO4 + H+

（+）PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e = PbSO4 + 2H2O 总：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O ·电极衡算见课本81页 ·铅酸蓄电池正常工作的条件

1.氧在铅上析出具有高的过电势值，氢在正极二氧化铅上氧的析出过电势也高。 2.放电产物硫酸铅在硫酸水溶液中的溶解度低，有效地延长了电池的循环寿命。 ·正电极自放电 (1) 析氧腐蚀

PbO2 + SO42- + 2H+ =PbSO4 + H2O + 1/2O2 (2)PbO2与板栅合金中Pb、Sb、Ag等接触腐蚀 (3)PbO2与H2作用