课件1：4.2 化学电源PPT23张

二次电池
也叫充电电池或蓄电 池
燃料电池
一．一次电池介绍
普通锌锰干电池
碱性锌锰电池 一次电池
锌银电池
锂电池 ……
普通锌锰干电池
普通锌-锰干电池的电极方程式
负极（锌筒）：Zn-2e- ===Zn2+ 正极（石墨）： 2MnO2+2NH4++ 2e- ===Mn2O3+2NH3+H2O
总反应：
Zn+ 2MnO2 +2NH4+ ===Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
根据爱迪生蓄电池的原理作出的下列判断中错误的是（ ） ①放电时，Fe为负极，NiO2为正极 ②充电时阳极上的电极反应为Ni(OH)2-2e - +2OH-===NiO2+2H2O ③放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动。 ④蓄电池的电极必须浸在某种酸性溶液中 ⑤蓄电池的电极必须浸在某种碱性溶液中 A.①和② B.只有④ C.③和④ D.③和⑤
总反应：
Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) ==== 2PbSO4 (s) +2H2O (l)
铅蓄电池充电的反应：
阴极：PbSO4 (s) + 2e- === Pb(s) + SO42-(aq) 阳极：
还原反应
氧化反应
PbSO4 (s) +2H2O (l) - 2e- === PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq)
为
；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正
极反应表示为O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-，则其负极反应可表示 O2 + 4H+ + 4e-=== 2H2O 为 。
2H2 +4OH-- 4e- === 4H2O
2. 蓄电池在放电时是起原电池作用，充电时是起电解池作用，爱迪生电池 分别在充电和放电时发生的反应为
特征是电解液由原来的中性变为离
子导电性更好的碱性，负极也由锌 片改为锌粉，反应面积成倍增长， 使放电电流大幅度提高。
碱性锌锰电池
锌粉和 KOH的 混合物
MnO2 金属 外壳 负极：Zn + 2OH– – 2e– ===Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O +2e– === 2MnOOH + 2OH– 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O ===2MnOOH + Zn(OH)2
正极
电池的分类
通过日常生活和学习，你知道哪些电池？
它们都是化学电池吗？它们在哪些方面得到应用？
化学电池 电 池
将化学能转换成电能的装置
太阳能电池 原子能电池
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 热能通过热电转换器转变为电能的 装置
化学电池的分类
一次电池 化 学 电 池
也叫干电池
型电子仪器。
锂电池
锂电池以金属锂作负极，石墨作正极，电解 质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫 酰氯（SOCl2）中组成 负极：8Li – 8e– === 8Li+ 正极：3SOCl2 + 8e– === SO32– + 2S + 6Cl–
锂电池的特点及用途
锂是密度最小的金属，用锂作为电池的 负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比 较，使用 寿命大大延长。锂电池的比能量高
也可以：负极（锌筒）：Zn-2e-===Zn2+
正极（石墨）： 2NH4++ 2e- ===2NH3+H2
总反应： Zn+ 2NH4+ ===Zn2++2NH3+H2
随着用电器朝着小型化、多功 能化发展的要求，对电池的发展 也提出了小型化、多功能化发展 的要求。
体积小、性能好的碱性锌－
锰电池应运而生。这类电池的重要
总反应： 2PbSO4 (s) +2H2O (l) === Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq)
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可以把上述反应写成一个可逆反应方程式： Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq)
放电 4 (s) +2H2O (l) 2PbSO 充电
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全
电压高，工作温度宽。
由于锂电池性能优异，广泛应用于军事和
空间领域，民用领域以微小功率为主，例如用
作电脑、手表、照相机、心脏起搏器等的电源
二．二次电池介绍
铅蓄电池
镉镍电池
氢镍电池
二次电池
锌银电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 ……
铅蓄电池
铅蓄电池放电的电极反应：
负极（ Pb ）： Pb(s) + SO42-(aq) - 2e- ==PbSO4 (s) 正极（PbO2）： PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) +2e- ===PbSO4 (s) +2H2O (l)
正极 负极 正极
固体燃料电池
介质 电池反应： 2H2+O2 ===2H2O
负 极
正 极
2H2- 4e- +2O2－=== 2H2O
O2 + 4e- === 2O2－
负 极
正 极
2H2 - 4e- === 4H+
O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O
典例讲解
1. 航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优 点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程 式都可表示为 2H2 +O2 === 2H2O，酸式氢氧燃料电池的电解质是酸， 其负极反应可表示2H2 – 4e-==4H+，则其正极反应表示
锌银电池
负极：Zn + 2OH– – 2e– === Zn(OH)2
正极：Ag2O+H2O+2e–=== 2Ag + 2OH–
总反应：Zn + Ag2O+H2O=== Zn(OH)2 +2Ag
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
部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界
输入，同时将电极反应产物不断排出电池
氢氧燃料电池
介质 酸性 中性 碱性 电池总反应： 2H2 +O2 === 2H2O 负极 正极 负极
2H2 - 4e- === 4H+
O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O 2H2 - 4e- === 4H+ O2 + 2H2O + 4e- === 4OH2H2 +4OH-- 4e- === 4H2O O2 + 2H2O+4e- === 4OH-
第四章
电化学基础 第二节 化学电源
组成原电池的条件
• 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导
体）作电极
• 电极材料均插入电解质溶液中
• 两极相连形成闭合电路 • 一个自发进行的氧化还原反应
正负极的判断
电极 负极 电极材料 反应类型 还原性较 氧化反应 强的金属 还原性较 还原反应 弱的金属 电子流动方 向 负极向外电 路提供电子 正极从外电 路得到电子