对新型化学电池的探究
聚合物锂电池中锂离子插入石墨层过程的探索
聚合物锂电池中锂离子插入中间相碳微球过程的探讨郭佳丽 刘晓群 曾毓群 (东莞新能源电子科技有限公司 523080)摘要中间相碳微球石墨已广泛作为聚合物锂离子电池的负极材料。
锂离子在石墨层间的插层过程 对电池性能、容量影响颇大。
本文使用恒电流充放电和循环伏安电化学方法探究了锂离子电池的 层间化合物（GIC）的形成过程，插层电位以及与充放电电流密度和电池容量的关系。
实验表明锂 离子插入/脱出石墨层间的量决定着电池的容量。
插入的越多容量越大。
充放电电流密度越小， GIC 化合物四阶反应进行越充分，放电曲线上出现较长的三个电压平台，电池充放电容量越高。
采用 较低的电压扫描速率可以清楚地描述四阶化合物的形成电位和氧化还原反应的过程。
关键词：聚合物锂离子电池 插层反应 石墨层间化合物1．前言聚合物锂离子电池是近年来发展最快的新型高能电池之一。
它具有质量轻，能量密度高，电 压平台高，循环寿命长，安全环保等优点。
聚合物锂离子电池正极一般采用强氧化性的 LixCoO2 作 活性材料；负极采用锂离子可自由进出、完成充放电过程而自身的形状不变的层状结构的石墨作 活性物质。
锂离子电池工作模式如图示一：eDCe-In te r c a la tio nL i+ D e -in te r c a la tio n L i+L i+L i+ Cu F o il Al F o ilG r a p h iteL iq u id E le c tr o ly teP o s itiv e E le c tr o d e锂离子电池的负极锂离子电池的正极负极：nC + xLi+ +xe-< -----> LixCn 正极：LiCoO2<---->Li1-XCoO2 +xLi+ +xe图一 电池工作原理图 作为锂离子电池的负极材料主要有两个优点：高贮能性能；在 Li/Li 氧化还原电位附近有相 当的一个电压平台，满足聚合物锂离子电池优良性能要求。
高中化学高考精品备课教案：新型电源
化学反应与能量变化新型电源（含答案）课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。
3.能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。
4.学生必做实验：制作简单的燃料电池新型电源2023全国乙，T12；2022广东，T16；2022湖南，T8；2022全国甲，T10；2022全国乙，T12；2021河北，T9、T16；2021年6月浙江，T22；2021湖南，T10；2021辽宁，T10；2021福建，T9；2020天津，T11；2020上海，T2；2020全国Ⅰ，T12；2019天津，T6；2019全国Ⅰ，T12证据推理与模型认知：能分析识别复杂的实际电池；能利用电化学原理创造性地解决实际问题命题分析预测1.近年高考常结合电池科技前沿，如能量密度高的液流电池、安全性能高的石墨烯锂电池、燃料电池（微生物燃料电池、有机物燃料电池等）、金属－空气电池等考查原电池的工作原理及其应用、二次电池的充放电过程及相关计算等。
2.2025年高考要关注：（1）新型有机物燃料电池。
有机物与电化学结合既体现模块知识的综合性，又考查考生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
（2）航空航天领域、电动车领域的新型电池考点新型电源1.Li 、Na 、K 、Mg 、Al 、Zn 电池 名称装置图工作原理锂电池负极反应：[1] Li －e－Li ＋①正极反应物为S 8，产物为Li 2S 4、Li 2S 2，正极反应：[2] S 8＋4e －＋4Li＋2Li 2S 4、S 8＋8e －＋8Li＋4Li 2S 2 ；②正极反应物为CO 2，产物为C ＋Li 2CO 3，正极反应：[3] 3CO 2＋4e －＋4Li＋2Li 2CO 3＋C ；③正极反应物为O 2，产物为Li 2O 、Li 2O 2，正极反应：[4] O 2＋4e －＋4Li＋2Li 2O 、O 2＋2e －＋2Li＋Li 2O 2钠电池负极反应：[5] Na －e－Na ＋正极反应物为S x ，产物为Na 2S x ，正极反应：[6] S x ＋2e －＋2Na＋Na 2S x钾电池负极反应：[7] K －e－K ＋正极反应物为O 2，产物为KO 2，正极反应：[8] O 2＋e －＋K＋KO 2镁电池负极反应：[9] Mg －2e －＋2OH －Mg （OH ）2正极反应：[10] 2CO 2＋2e－C 2O 42－铝电池负极反应：[11] Al －3e －＋4OH －[Al （OH ）4]－（或Al－3e－Al 3＋）离子导体为盐溶液（中性），正极反应物为S ，产物为H 2S ，正极反应：[12] 3S ＋6e －＋2Al 3＋＋6H 2O3H 2S↑＋2Al （OH ）3锌电池 负极反应：[13] Zn －2e －＋4OH－[Zn （OH ）4]2－正极反应物为CO 2，产物为CH 3COOH ，正极反应：[14] 2CO 2＋8e －＋8H＋CH 3COOH ＋2H 2O2.锂离子电池 名称装置图工作原理负极反应：[15] Li x C 6－x e －x Li ＋＋6C、LiC6－e－Li＋＋6C锂离子电池 正极反应：[16] Li 1－x CoO 2＋x e －＋x Li＋LiCoO 2、Li 1－x NiO 2＋x e－＋x Li＋LiNiO 2、Li 1－x MnO 2＋x e －＋x Li＋LiMnO 2、Li 1－x FePO 4＋x e －＋x Li＋LiFePO 4、Li 1－x Mn 2O 4＋x e －＋x Li ＋LiMn 2O 43.燃料电池 名称装置图工作原理燃料 电池负极反应：[17] CO －2e －＋4OH －C O 32－＋2H 2O 、CH 4－8e －＋10OH－C O 32－＋7H 2O 、CH 3OH －6e －＋8OH－C O 32－＋6H 2O 、CH 3OCH 3－12e －＋16OH－2C O 32－＋11H 2O 、C 6H 12O 6－24e －＋36OH －6C O 32－＋24H 2O 、NH 2NH 2－4e －＋4OH－N 2↑＋4H 2O正极反应：[18] O 2＋4e －＋2H 2O4OH －微生物电池负极反应：[19] CH 3COOH －8e －＋2H 2O2CO 2↑＋8H ＋、C 6H 12O 6－24e －＋6H 2O6CO 2↑＋24H ＋正极反应：[20] O 2＋4e －＋4H＋2H 2O注意 燃料电池负极反应式书写的难点是有机物化合价的分析，可以用“化合物中元素化合价代数和为零”法，来分析碳元素的化合价，且只需要分析发生化合价变化的碳原子。
实验报告利用电化学方法研究电池性能
实验报告利用电化学方法研究电池性能实验报告：利用电化学方法研究电池性能摘要：本实验通过运用电化学方法，研究了电池性能。
我们使用了恒流充放电法，分别测试了不同条件下镍氢电池的放电容量和充电效率。
实验结果显示，充放电速率对电池性能有明显影响，并提供了进一步优化电池设计的参考依据。
引言：电化学是一门研究电荷转移和化学反应之间关系的学科。
本实验将运用电化学方法，通过对电池性能的实验研究，旨在探究不同条件对电池充放电效率和容量的影响。
材料与方法：1. 实验使用的设备和试剂：镍氢电池、恒流恒压充电装置、电池测试仪、电子天平、电阻箱等。
2. 实验步骤：a) 准备工作：根据实验要求组装电池，并将其放置在电池测试仪上。
b) 充电实验：设置不同恒流充电率，如0.2C、0.5C、1C等，记录充电时间和充电电流。
c) 放电实验：将充电完毕的电池接入电池测试仪，设置不同恒流放电率，记录放电时间和放电电流。
d) 数据处理：根据实验数据计算电流密度、放电容量和充电效率。
结果与讨论：1. 充电实验结果：a) 充电时间和电流之间的关系：随着充电电流的增加，充电时间明显缩短。
b) 充电效率的影响：不同充电电流条件下，充电效率呈现出一定的差异。
2. 放电实验结果：a) 放电时间和电流之间的关系：放电时间随着放电电流的增加而减少。
b) 放电容量与放电电流之间的关系：放电容量随着放电电流的增加而减少，且减少速率逐渐加快。
结论：通过电化学方法对电池性能进行研究，我们发现充放电速率对电池性能有重要影响。
充电速率越高，充电时间越短，但充电效率也较低。
放电速率越高，放电时间越短，但放电容量也相应减少。
这些实验结果为进一步优化电池设计提供了参考依据。
未来可以通过改变电极材料、调整电解液配方等手段，进一步提高电池的性能。
致谢：感谢实验室的支持和帮助，以及所有参与本实验的同学们的协作。
锂离子电池技术的研究进展
锂离子电池技术的研究进展锂离子电池是一种经典的可充电电池，其具有体积小、重量轻、能量密度高等优势，在移动通信、电动车、储能、航空航天等领域得到广泛应用。
随着科技的发展和需求的不断增加，锂离子电池技术在结构设计、电极材料、电解液等方面都得到了很大的改进和创新。
本文将介绍锂离子电池技术的研究进展，从多个角度探究其发展趋势和前景。
一、锂离子电池的结构设计电池的结构设计是决定其性能和循环寿命的关键。
一般来说，锂离子电池的结构主要包括正极、负极、电解质等组件。
近年来，随着材料科学的不断进步，锂离子电池结构设计也得到了极大的发展。
在正极材料方面，过渡金属氧化物正极材料（例如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等）是锂离子电池的主流正极材料，其中LiFePO4正极材料具有很好的安全性和较高的电化学性能，正在成为锂离子电池领域的一个新兴研究方向。
在负极材料方面，将碳材料的石墨化应用于锂离子电池负极材料是减轻电池重量和提高电池能量密度的有效途径。
最近，为了提高电池的性能，石墨化碳材料的晶体结构进行了改进，例如采用硬碳、微米纤维等材料来改善石墨化碳的性能。
电解质是电池中的重要组成部分，一般使用电解液来实现离子的传导。
新型电解液材料的出现，能够提高电池的韧性、抗干扰性、安全性和电化学性能。
现在，固态电解质被认为是提高电池的稳定性和循环寿命的最有前途的电解质方向之一。
二、锂离子电池的电极材料电极材料是锂离子电池中起到媒介传导作用的关键组成部分。
近年来，针对锂离子电池中的电极材料进行了很多研究。
正极材料方面，磷酸铁锂是新兴的正极材料，具有较高的比容量（170mAh/g）、较高的放电平台电压3.45V（vs Li/Li+）以及优良的循环寿命。
二氧化钛正极材料则是另一种热门材料，其通过改变二氧化钛的结构和化学组成来增加其电容量，进一步提高了电量的密度。
负极材料方面，石墨负极材料是目前应用最广泛的负极材料。
近年来，人们通过增加石墨负极材料的粗度和孔隙度来提高电池的效率和循环寿命。
新型化学电池的研发与应用
新型化学电池的研发与应用随着现代科技的发展，化学电池已经成为人们生活中不可或缺的电源之一。
然而，传统的干电池有着不可忽视的缺点，如短寿命、容易泄漏、对环境造成污染等。
为了解决这些问题，新型化学电池不断涌现。
一、锂离子电池锂离子电池是目前最为流行的一种新型化学电池。
它的优点在于，比起传统干电池，它能够提供更长的使用寿命和更高的能量密度。
这也意味着，锂离子电池可以更好的支持现代科技的各种应用，比如智能手机、平板电脑等。
此外，锂离子电池的环保性也更好，使用过程中没有任何有毒有害物质的排放，对人体和环境的伤害更小。
二、燃料电池燃料电池是一种基于氢气、甲醇、乙醇等化学反应产生电能的电池。
燃料电池有很高的能量转化效率、较长的使用寿命和较低的污染排放等优点。
相比锂离子电池，燃料电池的能量密度更高，同时也不会受到能量消耗和时间损耗的影响。
这种电池目前已经应用在一些汽车上，比如丰田Mirai，也被广泛研究用来提供可再生能源的储备电源。
三、纳米电池纳米电池是一种新型化学电池，以“纳米”技术为核心，利用纳米材料的特殊性质制成。
它的优点主要在于，可以提高电池的能量密度和使用寿命，同时也减轻了电池对环境的污染。
纳米材料制成的电极，具有更高的比表面积和更快的电荷传输速度，可以有效提高电池的性能。
目前，纳米电池在医疗、能源等领域的应用得到了广泛关注。
四、柔性电池柔性电池是一种支持弯曲、可变形的新型化学电池。
它的主要优点在于，可以满足一些独特的应用需求，如穿戴设备、可弯曲电视等。
与传统硬质电池不同的是，柔性电池采用柔性基底材料，在组件制造时可以进行弧形的切割和加工。
目前，柔性电池正在被广泛应用于移动设备和电子纸等领域。
总体来看，新型化学电池的研发和应用方向多样，有些用于便携式设备，而有些则用于需求更为复杂的设备。
总之，展望未来，越来越多的新型化学电池将推动各行各业的发展。
热化学电池的研究及其在新能源领域中的应用
热化学电池的研究及其在新能源领域中的应用随着人们对环保、清洁能源的关注越来越高，新能源技术的研究和应用也越来越重要。
热化学电池是一种新型的能量储存设备，通过在高温和低温之间储存化学能实现能量转化和存储，被认为是未来能源储存技术的重要发展方向。
本文将从热化学电池的原理、研究进展以及在新能源领域中的应用等方面展开探讨。
一、热化学电池的原理热化学电池是一种能够将化学能转化成电能的设备，它可以通过在高温和低温之间储存化学能，从而实现能量转化和存储。
热化学电池的工作原理基于吸热反应和放热反应之间的能量差异。
具体来说，当热化学电池处于工作状态时，放热反应产生的热量可以被吸热反应吸收，从而提供化学反应所需要的能量。
这样，热化学电池就能够将化学能转化成电能。
二、热化学电池的研究进展随着新能源技术的迅速发展，热化学电池也吸引了越来越多的研究者的关注。
目前，热化学电池的研究已经取得了许多重要进展。
例如，一些研究人员利用固体氧化物质子传导体燃料电池技术，成功地制造了一种高效的热化学电池。
此外，一些研究者也利用热化学电池来实现能源转化和储存的智能控制。
另外，研究者们还在不断探索新的热化学电池材料和反应体系，以提高热化学电池的性能和效率。
例如，某些团队利用氧化物热化学电池实现了高效的太阳能集热和储存。
同时，还有一些研究人员试图利用热化学电池来实现工业余热的回收和转化。
三、热化学电池在新能源领域中的应用热化学电池在新能源领域中有着广泛的应用前景。
例如，可以利用热化学电池来实现太阳能等新能源的集热和储存，以及利用热化学电池来回收和利用工业余热等。
同时，热化学电池还可以被应用于电力系统的储能。
在面对大量的可再生能源的增加时，电力系统的稳定性和可靠性需要更加可靠的储能设施来支持，而热化学电池正是一种十分理想的选择。
这是因为热化学电池可以很好地解决传统电池在储存大量电力方面的不足之处，而且热化学电池在使用过程中还可以减少二氧化碳等有害气体的排放。
锂电池调研报告
锂电池调研报告锂电池调研报告（一）一、引言锂电池是一种以锂离子在正负极之间周期地嵌入和脱嵌反应为电荷/放电过程进行能量转换的新型化学电池，由于其高能量密度、轻质和长寿命等特点，已广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。
本篇报告将对锂电池的发展现状、市场需求和未来趋势进行调研和分析。
二、锂电池的发展现状1. 技术发展锂电池作为一种先进的电池技术，经过多年的发展已取得了巨大的突破。
最早的锂电池由M.S. Whittingham于1970年代初期开发，后来由J.B. Goodenough在1980年代改进了正极材料，使得锂电池的性能得到了显著提高。
随着技术的进一步发展，锂电池的能量密度不断提高，已经成为目前最具潜力的可重复充放电电源之一。
2. 市场需求随着移动电子设备和电动汽车市场的蓬勃发展，锂电池的市场需求也在快速增长。
移动电子设备如智能手机、平板电脑等对电池的续航时间要求越来越高，而锂电池具有高能量密度的特点，能够满足这一需求。
电动汽车也成为锂电池应用的重要领域，其需求将进一步推动锂电池产业的发展。
三、锂电池市场分析1. 市场规模根据市场研究报告，2019年全球锂电池市场规模约为180亿美元，预计到2025年将达到600亿美元。
其中，移动电子设备领域占据了最大份额，其次是电动汽车领域。
随着技术进步和市场需求的增长，锂电池市场规模有望继续扩大。
2. 市场竞争目前，全球锂电池行业竞争激烈，主要的厂商包括宁德时代、比亚迪、松下等。
这些公司在技术研发、生产能力和市场拓展方面都具有优势，并且他们与移动电子设备和电动汽车制造商建立了长期稳定的合作关系。
此外，一些新兴的锂电池企业也在市场中崭露头角，其技术创新和成本优势使得它们具有一定的竞争力。
四、锂电池的未来趋势1. 技术创新在锂电池领域，技术创新是推动市场发展的重要驱动力。
当前，锂电池技术的关键问题是提高能量密度、延长续航时间以及提高安全性能。
未来，随着新材料、新工艺的应用，锂电池的性能将会进一步提升。
高中化学第4讲 新型化学电源及分析(教案)
第4课时 核心价值——新型化学电源及分析(学科育人价值)高考试题中新型化学电源的种类繁多，如“储氢电池”“高铁电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“新型Zn-CO 2水介质电池”等，这些新型化学电源常以选择题形式呈现，侧重考查原电池的工作原理(放电)和电解原理(充电)，涉及电极的判断、电极反应式、电解质溶液中离子的移动等，体现《中国高考评价体系》中对“学习掌握”“实践探索”等学科素养的要求，依据物质及其变化的信息建构原电池模型和电解池模型，建立解决复杂化学问题的思维框架，渗透化学学科育人价值。
新型化学电源试题取材新颖，大多与最新科研成果相联系，体现化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会发展的重大贡献，彰显化学学科的社会价值。
1．分析新型化学电源中正、负极材料新型化学电池⎩⎪⎨⎪⎧负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价降低的物质发生还原反应的物质2．根据化学电源装置书写电极和电池反应式(1)先分析题目给定的图示位置，确定原电池正、负极上的反应物质。
(2)电极反应式的书写①负极：一般为活泼金属失去电子生成阳离子，也可以是H 2、CH 4等；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应。
如铅蓄电池，负极反应为Pb ＋SO 2－4 －2e －===PbSO 4。
②正极：阳离子得到电子或O 2得到电子，若反应物是O 2，则有以下规律：电解质溶液呈碱性或中性：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －；电解质溶液呈酸性：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O 。
(3)正、负电极反应相加得电池总反应3．结合电池总反应式，书写电极反应式(1)逐步分析法(类似于氧化还原反应方程式的书写)(2)易写电极反应式突破法根据总反应方程式和电解质特点，写出较易写的电极反应式，然后用总反应方程式减去该电池反应式可得另一极的电极反应式。
化学电池的性能优化与改进
化学电池的性能优化与改进化学电池是一种将化学能转化为电能的装置，广泛应用于各个领域，如电动汽车、移动通信设备、家用电器等。
然而，目前的化学电池仍存在一些问题，如能量密度不高、循环寿命短、充放电速率慢等，因此需要进行性能优化与改进。
本文将探讨化学电池性能优化与改进的主要方法和技术。
1. 原料选择与工艺优化化学电池的性能优化首先涉及原料选择与工艺优化。
选用合适的正负极材料以及电解液可以提高电池的能量密度和循环寿命。
正极材料通常采用锂离子、钠离子等高活性金属化合物，而负极材料则选择高比容量的碳材料或合金。
同时，电解液的组成和浓度也对电池性能有着重要影响。
通过精细调控材料配比和工艺条件，可以在一定程度上改善电池的性能。
2. 结构设计与界面工程化学电池的结构设计和界面工程对电池性能具有重要影响。
通过优化电池的电极结构、电解液流动模式等，可以降低电阻，提高电池的输出功率。
此外，界面工程也是提高电池性能的重要手段。
通过表面涂层、界面调控等方法，可以减少电极与电解液之间的副反应，改善电池的循环寿命和稳定性。
3. 新材料的研发与应用新材料的研发与应用是化学电池性能优化的重要领域。
例如，石墨烯、硅基材料等新型材料的应用可以提高电池的能量密度和循环寿命。
此外，新型纳米材料、多孔材料等也被广泛研究用于电池的正负极材料中，以提高电池的性能。
4. 充放电控制与管理充放电控制与管理是优化化学电池性能的关键环节。
合理的充放电策略可以减小电池的极化效应、提高电荷传输效率，从而提高电池的功率密度和循环寿命。
充电时，控制电流和电压的大小，避免过充；放电时，控制电流和电荷/放电率，避免过放。
此外，定期进行电池状态监测和管理，及时检测故障并进行维护，也可以延长电池的使用寿命。
5. 新技术的引入与创新化学电池性能的优化还需要引入新技术和进行创新。
如利用纳米技术、量子技术等开展研究，可以改善电池的性能。
此外，还可以结合其他能源转换技术，如太阳能、燃料电池等，以提高电池的整体能源利用效率和环境友好性。
2024届高考一轮复习化学课件：新型化学电源及分析
解析 放电时,负极失电子,发生氧化反应,电极反应为Na3Ti2(PO4)3-2e===NaTi2(PO4)3+2Na+,A正确;放电时阴离子移向负极,故Cl-透过多孔碳电 极向NaCl溶液中迁移,B错误;放电时正极反应为Cl2+2e-===2Cl-,转移1 mol 电子,理论上CCl4释放出0.5 mol Cl2,C错误;充电过程中,阳极反应为2Cl--2e===Cl2↑,消耗了Cl-,则NaCl溶液浓度减小,D错误。
对点训练 2.相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利 用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得O2、H2、 H2SO4和NaOH。下列说法错误的是( )
答案 D
解析 电解池可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH,根据电解池分析可知,左边 得到NaOH和H2,右边得到O2和H2SO4,则a为阴极,b为阳极,则Cu(2)为负 极,Cu(1)为正极。a为电解池的阴极,A正确;电池放电过程中,Cu(2)为负极, 则负极上的电极反应为Cu-2e-===Cu2+,B正确;当电路中转移2 mol电子时, 阳极区产生了 2 mol H+,要使溶液呈电中性,则有 1 mol SO42-通过膜 d 向右移 动,C正确;电池放电过程中,Cu(2)的电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,Cu(1)的电 极反应式为Cu2++2e-===Cu,反应前原电池左边硫酸铜物质的量为5 mol,右 边硫酸铜物质的量为1 mol,电池从开始工作到停止放电,则左右硫酸铜物 质的量应分别为3 mol,右侧有2 mol Cu2+生成,则转移4 mol电子,根据
思路导引(1)充电时电极a反应为NaTi2(PO4)3+2Na++2e-===Na3Ti2(PO4)3 电极a是阴极,电极b是阳极。 (2)结合充、放电过程的互逆性 放电时,电极a是负极,电极b是正极。 (3)结合放电和充电时的电极反应,逐项进行分析、判断。
浅谈形形色色的新型化学电池
３ 海 水 电池 ． １９ 年 我 国 首 创 以 铝 一 空 气 海 水 为 能 源 的 ９１ 新 型 电 池 ， 作 航 海 标 志 灯 已研 制 成 功 并 投 入 使 用 。 用 该 电池 以取 之 不 尽 的 海 水 为 电解 质 溶 液 ， 空 气 中 靠 的氧 气 使 铝 不 断 氧 化 而 产 生 电 流 。 电 极 反 应 为 ： 负 极 ， Ａｌ １ ｅ 一 ４ ； 极 ， ０ ＋ １ ｅ ４ 一 ２ Ａｌ 正 ３ ２ ２ 一＋ ６ ０ Ｈ２
Ｌ ２ （３ ２ 。 ｉＳ ） ＋ Ｓ
８ 丁烷 燃 料 电池 ． 丁烷 燃 料 电池 是 一 种 新 型 燃 料 电 池 ， 极 通 入 正
空 气 ， 极 通 人 丁 烷 气 体 ， 解 质 是 掺 杂 氧 化 钇 负 电 （ ２ ） Ｙ （ 的氧 化锆 （ ｒ ） ＺＯａ 晶体 ， 熔 融状 态 下 能传 在
正 极 ， ＋４ 一４ ２ ） — ２Ｃ ０ ｅ － Ｃ（２ 。
电 池 总 反应 ：Ｃ － Ｏ —２ Ｏ２ ２ Ｏ４ ２ Ｃ 。 ７ 乙醇 燃 料 电 池 ． ２０ ０ ４年美 国 圣 路 易 斯 大 学 科 学 家 研 制 了 一 种
新 型的乙醇燃 料 电池 （ Ｆ ） 它用 磺酸 类质 子溶 ＤＥ Ｃ ， 剂作 电解质溶液 ， ２ ０ 在 ０ ℃左 右时供 电 ， 电池效 率 其 比甲 醇 高 出 ３ 且 更 安 全 。 ２倍 电 极 反 应 为 ： 极 ， Ｈ。 负 Ｃ ＣＨ。 ＯＨ 一 １ 一４ ２ｅ －
３ Ｏ一 ２ （ １ Ｈ ； 极 ， （ｎ １ ｅ ＋ １ Ｈ Ｈ２ Ｃ） ４ ２ 正 ２ － ３） ４ ２ － ２
一
６ Ｏ。 Ｈ２
电池 的 总 反 应 ： Ｈ３ Ｈ２） ３ ２ ２ （２ Ｃ Ｃ （Ｈ ４ ０ — Ｃ ）４ － －
高中化学时2新型化学电源题目的解题技巧学案鲁科版选择性必修1
新型化学电源题目的解题技巧 探究任务 依据原电池工作原理，分析认识新型化学电源，增强科技意识。
提升科学态度与社会责任的化学核心素养。
1．新型电池的正、负极的判断由反应物、反应产物或反应方程式，根据元素的常规价态去判断即可：新型电池中⎩⎪⎨⎪⎧负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价降低的物质发生还原反应的物质 2．新型电池的电极反应式书写步骤第一步：分析物质得失电子情况，据此确定正极、负极上发生反应的物质。
第二步：分析电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。
第三步：写出比较容易书写的电极反应式。
第四步：若有总反应式，可用总反应式减去第三步中的电极反应式，即得另一极的电极反应式。
3．新型电池充、放电对阴极、阳极的判断首先应弄明白原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时，正极接阳极、负极接阴极的原理进行分析。
充电时的电极反应是放电时电极反应的逆过程。
4．新型电池充、放电时电解质溶液中离子移动方向首先应分清电池是放电还是充电，放电时为原电池，再判断出正、负极。
原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，进而确定离子的移动方向。
【例题】 我国科学家研制了一种新型的高比能量锌—碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是( )A ．放电时，a 电极反应为I 2Br －＋2e －===2I －＋Br －B ．放电时，溶液中离子的数目增大C．放电时，b电极每减少0.65 g，溶液中有0.02 mol I－被氧化D．放电时，a电极作正极C[根据图像可知，放电时，b极锌失电子生成锌离子，作电池的负极；a极I2Br－得电子生成溴离子和碘离子。
放电时，a电极作正极，I2Br－得电子生成溴离子和碘离子，反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－，A、D正确；放电时，负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：I2Br－＋2e－===2I －＋Br－，溶液中离子的数目增大，B正确；放电时，b电极发生Zn－2e－===Zn2＋，每减少0.65 g，即减少0.01 mol Zn，则转移0.02 mol电子，a电极发生I2 Br－＋2e－===2I－＋Br－，溶液中有0.02 mol I－生成，C错误。
化学教案：实验探究化学电池的原理
化学教案：实验探究化学电池的原理引言：化学电池是一种通过化学反应产生电能的装置。
它广泛应用于我们的日常生活和工业生产中，如电池、蓄电池、燃料电池等。
了解化学电池的原理对于深入理解其工作机制以及优化其性能具有重要意义。
本篇教案将带领学生进行一系列实验，通过实验探究化学电池的原理。
一、实验目的：1. 了解化学电池的基本原理；2. 理解物质在溶液中转移自由电子所形成的红ox反应过程；3. 掌握构建和运行简单化学电池实验。
二、实验材料：1. 导线2. 镍金属片3. 铜金属片4. 带插头的暗红色LED灯泡5. 锂离子聚合物胶体（例如：锂盐）6. 直流稳压电源（或9V镍氢充电型）三、实验步骤：**第一部分：建立简单氧化还原反应**1. 将一个锂离子聚合物胶体溶液倒入一个玻璃杯中。
2. 将一根导线的一端连接至镍金属片上，然后将镍金属片插入锂离子聚合物溶液中。
3. 将另一根导线的一端连接至铜金属片上，然后将铜金属片插入锂离子聚合物溶液中。
4. 确保金属片与溶液接触良好，但彼此不相互接触。
**第二部分：观察电流产生**1. 将带插头的暗红色LED灯泡的正极连接至铜金属片上，负极连接至镍金属片上。
2. 打开直流稳压电源，并将电压调整至适当值（如3V）。
3. 观察暗红色LED灯泡是否发光。
四、实验原理：化学电池是基于氧化还原（redox）反应的。
在本实验中，我们使用了一个简单的redox反应系统来探究化学电池的原理。
在第一部分中，当镍金属放入锂离子胶体溶液时，它氧化为Ni2+并释放出两个电子：Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e-而铜金属则能够接受这些自由电子：Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)这个过程是一个典型的redox反应，镍被氧化（丧失电子），而铜被还原（获得电子）。
通过在两个金属片之间建立连接，自由电子可以在导线中流动。
在第二部分中, 当我们将LED灯泡连接至金属片时，电流会从铜金属片流入LED灯泡并使其发光。
新型锂硫电池的开发研究
新型锂硫电池的开发研究在当今能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下，新型电池技术的研发成为了科学界和工业界的热门领域。
其中，锂硫电池因其高理论能量密度、低成本和环境友好等优点，受到了广泛的关注和研究。
锂硫电池的工作原理基于锂与硫之间的氧化还原反应。
在放电过程中，硫被还原为多硫化物，最终转化为硫化锂；充电时则进行相反的过程。
然而，这一过程并非一帆风顺，锂硫电池在实际应用中面临着诸多挑战。
首先，硫及其放电产物硫化锂的导电性较差，这严重限制了电池的充放电性能。
为了解决这一问题，研究人员尝试了多种方法。
一种常见的策略是将硫与导电材料复合，如碳材料。
碳材料具有良好的导电性，可以为电子提供快速传输通道，从而提高电池的性能。
例如，将硫封装在多孔碳纳米球中，既能提高导电性，又能限制多硫化物的溶解。
其次，多硫化物在电解液中的溶解和穿梭效应是锂硫电池面临的另一个重大难题。
在充放电过程中生成的多硫化物易溶解在电解液中，并在正负极之间来回穿梭，这不仅导致活性物质的损失，还会造成电池容量的快速衰减。
为了抑制多硫化物的穿梭，研究者们采取了多种措施。
一方面，通过设计特殊的电极结构，如具有物理阻挡层的电极，可以阻止多硫化物的扩散。
另一方面，在电解液中添加功能性添加剂，能够与多硫化物发生化学作用，将其固定在正极区域。
此外，锂硫电池的循环稳定性和安全性也是需要重点关注的问题。
在长期循环过程中，电极结构可能会发生破坏，影响电池的性能和寿命。
为了提高循环稳定性，优化电极的制备工艺和结构设计至关重要。
同时，开发安全性更高的电解液和隔膜材料，对于保障锂硫电池的安全运行具有重要意义。
针对上述问题，科研人员在新型锂硫电池的开发研究方面取得了一系列重要进展。
在正极材料方面，除了传统的碳材料，一些新型的导电聚合物和金属有机框架材料也展现出了良好的应用前景。
导电聚合物如聚苯胺、聚吡咯等，不仅具有良好的导电性，还能通过化学作用与多硫化物相互作用，抑制其穿梭。
新能源电池的研究及应用
新能源电池的研究及应用随着全球对能源短缺和环境污染问题的日益关注，新能源电池逐渐成为了人们探索和应对这些问题的重要途径。
新能源电池，是指以可再生的天然能源为产生能量的基础，将其转化为电能供人们使用的一种设备。
经过多年的发展，新能源电池已经应用于多个领域，如汽车、家电、通讯设备等，发挥着越来越重要的作用。
一、新能源电池的分类及特性新能源电池有多种分类方式，其中最常见的是按照产生电荷的反应类型分为化学电池和太阳能电池两种。
化学电池又根据其内部反应原理不同分为多种，如金属氢化物电池、锂离子电池、钠离子电池等。
太阳能电池则可根据其内部材料的不同分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。
不同的电池类型有不同的特性，如电压、容量、使用寿命等，需要根据具体的使用环境和需求进行选择。
二、新能源电池的研究现状在新能源电池的研究中，锂离子电池已经成为了最具实用价值的一种电池类型。
锂离子电池具有容量大、体积小和充放电效率高等优点，在电动汽车、手机等领域得到了广泛应用。
然而，锂离子电池也存在着很多问题，如充电速度过慢、温度敏感、容量衰减等。
研究人员在锂离子电池方面进行了大量的努力，如改变电解液成分、设计新型电极材料、开发新型的电解质等，以提高电池性能和使用寿命。
同时，钠离子电池也受到了越来越多的重视。
钠离子电池与锂离子电池相比具有成本低、资源丰富等优点，但由于其化学反应稳定性较差等问题，目前仍处于研究阶段。
研究团队正在寻找新的电极材料和电解质，以改善钠离子电池的性能。
预计未来几年，钠离子电池有可能成为新能源电池的主要发展方向之一。
除此之外，生物电池、太阳能电池、金属空气电池等新型电池也在不断研究和应用中。
这些电池类型都有各自的优势和局限性，在未来的发展中，可能会得到更广泛的应用和推广。
三、新能源电池在汽车领域的应用随着对环保和能源消耗的要求越来越高，新能源汽车开始得到了越来越多的关注。
目前，电动汽车主要采用的是锂离子电池作为动力源。
新型电池材料的设计制备
新型电池材料的设计制备随着科技的不断发展，电池这一领域也在不断的创新。
新型电池材料的设计制备更为环保、高效、可持续，受到越来越多的关注。
本文将介绍新型电池材料的设计制备以及未来的发展趋势。
一、电池材料的设计电池材料的设计首先要考虑到其使用场景和使用条件。
在设计电池时需要考虑到电池的钱电化学性质，例如电化学反应和离子传输等，还要考虑到电池的使用寿命、安全性以及成本等因素。
因此，电池材料的设计需要在不同方面进行考虑。
其次，电池材料的设计还需要考虑到材料的来源和制备方式。
传统的电池材料制备方式对环境造成了一定的污染，但是采用可再生资源的制备方法能够降低成本和对环境的影响。
现如今许多科学家在电池材料的设计制备过程中都考虑了材料的来源和制备方式。
二、电池材料的制备方法1. 化学合成法化学合成法是指通过将不同的有机或无机物质通过反应形成新的分子结构的方法。
化学合成法可以快速制备许多不同类型的电池材料。
在化学合成过程中，通常需要考虑到工艺参数的调节，例如反应温度、反应时间、反应剂比例以及表面修饰等因素。
不过，化学合成还会产生有害废物排放，增加环境污染。
2. 生物制备法生物制备法是指利用生物体自身的酶催化和生物合成能力来合成新的有机或无机物质。
生物制备法不像化学合成法那样会排放有害物质，同时也不需要高温和高压氧化处理，从而减少了对环境的负担。
但是，生物制备法成本较高，制备过程较为麻烦。
3. 单晶生长法单晶生长法是一种将溶液中的电池材料成分集中在晶体形成处的方法，随着溶液缓慢蒸发，有机或无机分子逐渐成为晶体，从而得到高质量的晶体材料。
该方法获得的电池材料晶体大小均匀，晶体中杂质很小，同时可以制备较大的晶体，有极高的单晶品质。
三、电池材料的未来发展趋势1. 全固态电池全固态电池是指没有液体或凝胶电解质的电池，而是由固态电解质、负极材料、正极材料组成。
这种电池性能更为稳定，不会因为电解质漏液而泄漏，同时具备极高的功率密度和能量密度。
新能源物理化学特性研究及其应用
新能源物理化学特性研究及其应用新能源是当今世界面临的巨大挑战之一，而物理化学是新能源研究的重要分支。
新能源物理化学的研究可以为我们认识新能源提供深刻的见解，同时也可以为新能源的应用提供理论支持。
一、新能源的物理化学特性新能源物理化学特性是指对于新能源而言，与化学和物理性质相关的所有特征。
新能源物理化学特性包含的内容包括二次电池方案的设计、储氢技术、太阳能电池的特性分析、新型电池材料的开发以及电解质等。
各种新能源在不同领域具有各自的物理化学性质。
具有重要意义的是，新能源物理化学特性也受到材料和环境性质的影响。
材料结构、原子排布以及表面性质对于新能源物理化学特性有着十分重要的影响。
例如，纳米材料的表面积增大，可以增加孔隙结构和可见光吸收能力。
而这个特性又可以用来改善太阳能电池材料。
二、新能源物理化学特性的应用在当前全球环境情况下，新能源的应用十分迫切。
新能源物理化学特性的深入研究可以为新能源在各领域的应用提供理论支持。
1.二次电池方案的设计二次电池是新能源领域内常见的应用之一。
二次电池的效率主要由材料的复杂性决定，而新能源物理化学特性的研究对于提高材料效率有着重要的作用。
例如，结合材料学、电化学和工程学，可以设计出一些新型二次电池体系。
这些新型电池体系可以提高高能量密度、高功率密度以及长寿命等特性。
2.储氢技术储氢技术是一个广泛应用于新能源领域的技术，然而由于氢的物理化学特性使储氢技术面临许多挑战。
氢储存材料的结构、催化反应、扩散和传输等物理化学特性的研究是储氢技术的核心。
例如，纳米材料的使用可以增加储氢材料的表面积，从而提高氢的吸附能力。
3.太阳能电池的特性分析太阳能电池是新能源领域中另一个重要的应用。
因此，太阳能电池性能的提高和太阳能转换效率的实现是当今新能源领域的重要研究方向之一。
太阳能研究中的物理化学特性，如电子传导、载流子的收集、反向电压、功率密度、功率转化效率等，对于提高太阳能电池的效率有着重要的意义。
无机化学在新型电池材料中的应用有哪些
无机化学在新型电池材料中的应用有哪些在当今科技飞速发展的时代，能源存储技术的进步对于推动电子设备、电动汽车以及可再生能源的广泛应用具有至关重要的意义。
电池作为一种常见的能源存储装置，其性能的提升依赖于新型材料的研发与应用。
无机化学作为化学领域的重要分支，在新型电池材料的开发中发挥着举足轻重的作用。
首先，让我们来了解一下锂离子电池。
锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，成为了目前应用最为广泛的可充电电池之一。
在锂离子电池中，无机化学材料扮演着关键的角色。
例如，正极材料常用的钴酸锂（LiCoO₂）、磷酸铁锂（LiFePO₄）和三元材料（如 LiNi₁xyCoxMnyO₂）等，都是无机化合物。
钴酸锂具有较高的比容量和良好的循环性能，但由于钴资源的稀缺和价格昂贵，其应用受到一定限制。
磷酸铁锂则具有成本低、安全性高和循环寿命长等优点，但其电导率相对较低，限制了其在高功率应用中的性能。
三元材料通过调整镍、钴、锰的比例，可以在能量密度和成本之间取得较好的平衡。
在负极材料方面，石墨是目前广泛使用的无机材料。
然而，为了进一步提高电池的性能，研究人员正在探索新型的无机负极材料，如硅基材料（如硅纳米颗粒、硅碳复合材料）和金属氧化物（如钛酸锂）等。
硅具有极高的理论比容量，但在充放电过程中会发生巨大的体积变化，导致电极结构破坏和容量衰减。
通过将硅与碳复合或采用纳米结构设计，可以有效地缓解这一问题。
除了锂离子电池，钠离子电池也是近年来备受关注的研究领域。
由于钠资源丰富且成本低廉，钠离子电池在大规模储能领域具有潜在的应用前景。
在钠离子电池中，常见的正极材料有层状金属氧化物（如NaCoO₂、NaNi₀₅Mn₀₅O₂）和聚阴离子化合物（如Na₃V₂(PO₄)₃）等，负极材料包括硬碳、钛基化合物等。
在金属空气电池中，无机化学同样发挥着重要作用。
例如，锌空气电池的正极涉及氧气的还原反应，需要高效的催化剂来促进反应进行。
化学电池的研究与应用
化学电池的研究与应用化学电池是一种将化学能转化为电能的装置，由于其高效、便携、易于操控等特点，被广泛应用于电子设备、汽车、航空航天等领域。
本文将从化学电池的基本原理、种类、研究现状以及应用等方面展开探讨。
一、化学电池的基本原理化学电池是利用化学反应过程中发生的电子转移产生电能的装置。
其基本构造由两个半电池组成，每一个半电池中都有一个电极和一个电解质，电极和电解质之间会形成电位差，通过连接两个半电池的外部电路，可以让电子从负电位高的电极流向正电位高的电极，同时在电极与电解质的物质变化过程中释放出化学反应的能量。
根据化学反应类型的不同，在化学电池中具有正极和负极两种电荷。
二、化学电池的种类化学电池根据不同的化学反应类型可以分为多种，其中最为广泛应用的三种是干电池、可充电电池、燃料电池。
干电池干电池是一种不可充电的化学电池，由于质量轻、携带方便、价格便宜，许多电子设备和便携式工具都采用了干电池作为电源。
干电池的正极材料是二氧化锌，负极材料是锌，电解质是氨溶液或氯化铵溶液。
可充电电池可充电电池也称二次电池，是一种可以反复充放电的化学电池。
可充电电池的正极材料多为氧化物，负极材料多为金属或碳材料，电解液为溶液或固体。
目前最为常见的可充电电池有镉镍电池、镍氢电池、锂离子电池等。
燃料电池燃料电池是一种使用燃料和氧气进行反应产生电能的电池。
燃料电池分为各种不同类型，例如质子交换膜燃料电池、磷酸燃料电池、碳酸盐燃料电池等，目前主要应用于航天航空、汽车等领域。
三、化学电池的研究现状随着人们对高能量、高效率、低成本电池的需求不断增加，化学电池的研究成为当前热门的科学研究领域之一。
世界各地的科学家们正在致力于开发新型电极材料、电解质和电池设计、制造等方面的研究。
关于电极材料，过去以钴、镍、锰和铁等金属为主要原材料的电极被认为是可完全再生的绿色电池，但越来越多的研究发现废旧电极材料中金属的提取和再生难度较大，而且存在环境风险。
第一性原理探究磷酸铁锂富锂相
第一性原理探究磷酸铁锂富锂相摘要：本文以第一性原理计算方法探究了磷酸铁锂富锂相的结构、稳定性及电化学性能。
通过优化晶胞参数，确定了最稳定的结构。
计算结果表明，磷酸铁锂富锂相具有良好的电化学性能，其理论比容量高达322mAh/g，且具有较好的稳定性和可逆性。
关键词：第一性原理、磷酸铁锂、富锂相、电化学性能、比容量Abstract:In this paper, we investigated the structure, stability and electrochemical properties of lithium-rich phosphate iron with first-principles calculations. By optimizing the cell parameters, the most stable structure was determined. The theoretical capacity of the lithium-rich phosphate iron was as high as 322mAh/g, indicating good electrochemical performance and stability.Keywords: First-principles, Lithium-rich phosphate iron, Rich-lithium phase, Electrochemical properties, Specific capacity1.引言锂离子电池作为一种高能量、高效率的电池，已经广泛应用于移动电子设备、电动车、储能系统等领域。
其中，正极材料对电池性能的影响至关重要。
目前，磷酸铁锂是一种常用的正极材料，具有较高的理论比容量和良好的稳定性。
然而，由于其平衡电位较低，在高电压操作下容易发生结构破坏和容量衰减。
因此，设计开发更高容量、更稳定的正极材料是锂离子电池领域的重要研究方向之一。
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对新型化学电池的探究万长江常见化学电池有3大类：①一次性电池(如锌锰干电池)②二次性电池，即可充电电池(如铅蓄电池)③燃料电池(如氢氧燃料电池等）。
但目前高考已涉及光化学电池、固体电解质电池、非水介质电池、微生物燃料电池、热激活电池等各种新型化学电池，且考试难度与综合性有不断增强的趋势。
高考命题教师非常重视考查电化学，其考题一方面关注新型化学电池，另一方面关注相关的计算。
（一）一次性化学电池可按电解质种类分为1盐类电解质电池(如最常见的锌锰干电池，介质带酸性，但是盐NH4Cl水解带来的)2酸或碱性电解质电池（如碱性锌锰干电池）3非水电解质电池（如Li—SOCl2电池）例 1 普通锌锰干电池的外壳（锌）是负极，中间的碳棒是正极，在碳棒的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物，在混合物周围再装入以NH4Cl和淀粉或其他填充物（制成糊状物）。
干电池在使用时的电极反应为 : 碳极：2NH4+ + 2MnO2 + 2e－ = 2NH3 +2MnO(OH)锌极： Zn － 2e－ = Zn2+总反应为__________________________,为何MnO2叫去极化剂_________________.例2 碱性锌锰干电池具有容量大、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，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) == Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（）A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(l)+2e-== Mn2O3(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思考：为什么碱性锌锰干电池不会外壳渗液？例3(2013年新课标Ⅱ卷)锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。
两种锌锰电池的构造图如图（a）所示。
回答下列问题：(1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH该电池中，负极材料主要是________，电解质的主要成分是___，正极发生的主要反应是_____________。
与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_______图（b）表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺（不考虑废旧电池中实际存在的少量其他金属）。
（3）图（b）中产物的化学式分别为A_______，B________。
操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。
操作b中，绿色K2MnO4溶液反应后生成紫色溶液和一种黑褐色固体，该反应的离子方程式为_______。
采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得D，则阴极处得到的主要物质是________（填化学式）。
例4(09海南卷∙) 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：4Li＋2SOCl2＝4LiCl ＋S ＋SO2。
请回答下列问题：(1)电池的负极材料为___________ ，发生的电极反应为___________；(2)电池正极发生的电极反应为_____________；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是_____________，反应的化学方程式为___________；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是______________。
(二) 二次性电池，即可充电电池主要有1铅蓄电池2锂离子电池3镍氢电池等例5：铅蓄电池电压高，放电容量大，价格便宜，广泛用于汽车、拖拉机、轮船作启动与照明电源。
已知：铅蓄电池充电完毕后，电池中硫酸的密度为ρ1，放电完毕后，溶液的密度变为ρ2。
又铅蓄电池充电时的反应：2PbSO4+ 2H2O = Pb + PbO2+ 2H2SO4（1）写出铅蓄电池使用时所产生的总反应式及两电极上的半反应；（2）已知充、放电完毕后，溶液的密度是下列两个数据：1.10 g·cm-3，相当于含14.35%（质量）的硫酸；1.25 g·cm-3，相当于含36.87%（质量）的硫酸，请指出ρ1、ρ2分别对应于哪一个数据？（3）用什么方法可以确定什么时候该充电，什么时候该停止充电？（4）用久了的铅蓄电池会对环境造成污染，为什么？例6（2013全国新课标卷1）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi＋+xe－==Li x C6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为______。
(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________________。
(3)“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式____________；可用盐酸代替H 2SO 4和H 2O 2的混合液，但缺点是__________。
(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式__________________________。
(5)充放电过程中，发生LiCoO 2与Li x CoO 2之间的转化，写出放电时电池反应方程式___________________。
(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是________________________。
在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_________________(填化学式)。
介绍锂离子电池的构成和工作原理评析学生失分原因并联系2月调考区别锂电池和锂离子电池比较液态锂离子电池和聚合物锂离子电池例7目前商品化的锂离子电池正极几乎都是锂钴复合氧化物，其理想结构如图所示。
1 在图上用粗线框出这种理想结构的锂钴复合氧化物晶体的一个晶胞。
2 这种晶体的一个晶胞里有几个锂原子、几个钴原子和几个氧原子？3 给出这种理想结构的锂钴复合氧化物的化学式（最简式）4 锂锰复合氧化物是另一种锂离子电池正极材料。
它的理想晶体中有两种多面体：LiO 4四面体和MnO 6八面体，个数比1 : 2，LiO 4四面体相互分离，MnO 6八面体的所有氧原子全部取自LiO 4四面体。
写出这种晶体的化学式。
(三)燃料电池类型1 碱性燃料电池2 质子交换膜燃料电池3 磷酸燃料电池4 熔融碳酸盐燃料电池5 固体氧化物燃料电池 燃料电池另一种分类燃料电池其特殊性及燃料电池的优点各种燃料电池工作原理例8：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐混合物作电解质， CO 为负极燃气，空气与CO 2的混合气体为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成电池反应式. 负极反应式：2CO+2CO 32- -4e -= 4CO 2正极反应式：_________________，电池总反应式：________________。
例9： 设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y 2O 3的ZrO 2晶体，它在高温下能传导O 2－离子。
回答如下问题： 1. 以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是____________________.2. 这个电池的正极发生的反应是_________________.负极发生的反应是_________________________. 固体电解质里的O 2－的移动方向是___________. 向外电路释放电子的电极是_______________. 3、人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是__________________________。
4、你认为ZrO 2晶体里掺杂Y 2O 3用Y 3+代替晶体里部分Zr 4+对提高固体电解质的导电能力起什么作用？其可能的原因是什么？5、汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生__________堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。
(四)其它新型化学电池1光化学电池 2微生物燃料电池3热激活电池4钠硫高能电池微生物燃料电池工作原理微生物燃料电池的优点微生物燃料电池分类微生物燃料电池的应用例10(09江苏卷∙12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是A ．该电池能够在高温下工作B ．电池的负极反应为：C 6H 12O 6＋6H 2O －24e －=6CO 2↑＋24H ＋C ．放电过程中，电子从正极区向负极区迁移D ．在电池反应中，每消耗1mol 氧气，理论上能生成标准状况下CO 2气体22.4L太阳能电池分类染料敏化太阳能电池的工作原理太阳能光伏产业的发展前景例11（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个点极由有机光敏燃料（S ）涂覆在2TiO 纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：22TiO /S TiO /S h ν*−−→（激发态）+-22TiO /S TiO /S +e *−−→3I +2e 3I ---−−→2232TiO /S 3I 2TiO /S+I +--+−−→ 下列关于该电池叙述错误．．的是： A ．电池工作时，是将太阳能转化为电能 B ．电池工作时，I -离子在镀铂导电玻璃电极上放电C ．电池中镀铂导电玻璃为正极D ．电池的电解质溶液中I -和I 3-的浓度不会减少常用热电池分类热电池的工作原理热电池的优点例12（2013安徽卷）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。
一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。
该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca ＝CaCl2+Li2SO4+Pb。
下列有关说法正确的是A．正极反应式：Ca+2Cl-- 2e-＝CaCl2B．放电过程中，Li＋向负极移动C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPbD．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转钠硫电池的工作原理钠硫电池的优点例13（2011年高考山东卷)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
右图为钠硫高能电池的结构示意图。
该电池的工作温度为320 ℃左右，电池反应为2Na＋xS=Na2S x，正极的电极反应式为__________________。