电池的原理及电池种类

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燃料电池的发展和应用前景

燃料电池的发展和应用前景

燃料电池的发展和应用前景

随着能源危机的日益严峻,为了解决传统能源带来的环境污染

和资源消耗问题,燃料电池作为一种新型清洁能源及其应用已经

成为当今世界能源领域发展的热门话题之一。与传统的能源相比,燃料电池具有高效、清洁、可再生、安全、易于携带等优点,因

此在汽车、航空、航天、热电联产等领域有着广泛的应用前景。

一、燃料电池的原理及种类

燃料电池是一种将燃料(如氢气、甲烷、甲醇等)和氧气通过

电化学反应直接转化为电能的设备。燃料电池的基本原理是利用

化学能转化为电能,该过程包含气体动力学、固体物理学、化学

等多个学科。目前主流的燃料电池种类有质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、碳酸盐燃料电池(MCFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等。

二、燃料电池的应用前景

(一)汽车领域

汽车污染是城市环境污染的主要来源之一。燃料电池汽车将氢

作为燃料,通过氢气与氧气的化学反应,产生电能、水蒸气和热能,不会产生二氧化碳等有害气体,具有环保性和经济性等优点。目前,燃料电池汽车已经实现小批量的生产和销售,未来有望在

豪华轿车、出租车、公交车等车型上得到更广泛的应用。

(二)航空航天领域

在航空航天领域,燃料电池具有高能量密度、轻质化、高效率、低噪音等优点,是发展未来绿色航空的绝佳选择。目前,燃料电

池系统已经成功应用于航空飞机、小型卫星等领域。

(三)热电领域

利用燃料电池的化学能直接将能量转化为电能和热能,可以实

现高效率的热电能量转换,被广泛应用于热电联产、热能回收等

领域。以固体氧化物燃料电池为例,其在高温条件下具有较高的

锂离子电池的工作原理及特性

锂离子电池的工作原理及特性

锂离子电池的工作原理及特性

锂离子电池具有体积小、重量轻、比能量高、单体电池电压高(3.6V)、寿命长和可安全快速充电等特点。

1、锂离子电池的结构

圆柱形锂离子电池的基本结构如下图所示。

▲圆柱形锂离子电池的结构

为了避免因使用不当而造成电池过放电或过充电,在单体锂离子电池内设有三种安全机构。

第一个安全机构为PTC(正温度系数)元件,PTC的阻值随温度的上升而上升,因而当电池内部的温度过高时,会自动切断负极与正极之间的电路;第二个安全措施是选择适当的隔板材料,当电池内温度上升到一定数值时,隔板上的微孔会自动溶解,从而使电池内的反应停止;第三个安全机构是设置安全阀,当电池内部的压力升高到一定数值时,安全阀将自动打开。

2、锂离子电池的工作原理

锂离子电池的负极活性物质为石墨晶体,正极活性物质为二氧化钴锂LiCoO2。

充、放电化学反应式为

从反应式可以看出,锂永远以离子的形式出现,不会以金属的形式出现,所以这种电池称为锂离子电池。

3、锂离子电池的主要特性

(1)充电特性曲线

锂离子电池通常采用改进的恒压充电法。其充电结束电压为4.2V。

(2)放电特性曲线

锂离子电池的放电终止电压为2.7V。采用1小时率、2小时率和5小时率放电时,放电特性曲线如下图所示。

▲锂离子电池的放电特性曲线

从图上可以看出,采用1小时率放电时,放电时间大约为1h。采用5小时率放电时,放电时间大约为5h。

(3)充放电循环特性

锂离子电池的充放电循环特性曲线如下图所示。

▲锂离子电池的充放电循环特性

从图上可以看出,经过300次充放电循环以后,锂离子电池的容量仍然可达到其额定值的85%以上。

锂离子电池的工作原理特点及分类

锂离子电池的工作原理特点及分类

锂离子电池的工作原理特点及分类

锂离子电池的工作原理、特点及分类

锂离子电池的工作原理、特点和分类

锂离子电池的构成主要有正极、负极、非水电解质和隔膜四个部分组成,两个能可逆脱嵌的锂离子化合物构成正负极。其工作原理图如1-1(b)所示,充电时锂离子从正极材料中脱出,通过隔膜经电解质溶液向负极迁移,同时电子在外电路从正极流向负极,锂离子在负极得到电子后被还原成金属锂,嵌入负极晶格中;而在放电时,负极的锂会失去电子成为锂离子,通过隔膜经电解质溶液向正极方向迁移并进入正极材料中储存。正负两极间不仅有锂离子在迁移,为保持电荷平衡,相同数量的电子经外电路也在正负两极之间传递,使正负两极发生氧化还原反应,并保持一定电位。

图1-1锂离子电池A、金属锂二次电池工作原理图;b、锂离子二次电池(图中枝晶照片由原位扫描电子显微镜直接拍摄)

fig.1-

1schematicrepresentationandoperatingprinciplesoflibatteriesa.rechargeableli-metalbattery;b.rechargeableli-ionbattery

以商业化的锂离子电池为例。正极采用LiCoO2材料,负极采用碳材料,Yubu隔膜为电池隔膜,LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)或碳酸二甲酯(DMC)溶液为电解液。充电过程中正负极之间的电极反应可以表示为:

正极反应:licoo2=li(1-x)coo2+xli++xe-负极反应:c+xli++xe-=lixc

电池总反应:LiCoO2+C=Li(1-x)coo2+lixc锂离子二次电池具有以下优点:

电池的基本知识

电池的基本知识

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一、什么是电池

1、电池的概念;

不必要伴随有机械运动,将各种能量转化为直流电能的发电装置。

2、物理电池:

通过物理变化将光能、热能等直接转变为电能的装置

3、化学电池:

将化学能直接转换为电能的发电装置

①、组成化学电池的必要条件:

a、必须把化学反应中的氧化过程(失去电子的过程)和还原(得到电

子)分隔在两个区域内进行。

b、正负极之间有离子性导电物质。

c、物质在进行氧化还原时,电子必须通过外线路。

②、化学电池的电流是怎样产生的?

化学电池主要由正极、负极和电解液三部分组成,以锂电池为例:阳极由石墨晶体、阴极由二氧化钴锂材料制成,在外电路接通时电子向正极

移动,这种移动便形成子电流,电池的电压大小由组成电池的正负极材

料决定,电池的正负极材料(活性物质)之间具有电势差,当电池使用

时,两极的电势就象具有水位差的水被接通一要,由高向低流,这样的

定向移动便形成了电流。

4、电池的种类(化学电池)

化学电池的种类有很多,但按它们的使用性能可以分为一次性电池与二次可重复使用电池(也叫蓄电池)两大类。

①、二次电池:镍镉电池(Ni-Cd)、镍氢电池(Ni-MH)、铅酸电池、锂电池

(Li).其中锂电池又包括:金属锂电池、液态锂离子电池、聚合物锂离子电池;

②、一次电池:糊式电池(如农村中常用的手电筒电池)、普通碳性锌-锰电

池、碱性电池(如电视上遥控器上用的5号7号电池);

5、手机电池的结构:

手机电池一般由电芯、FUSE(或PTC)、保护板(或电路板)、五金片、外壳以及一些辅料组成。

从上表我们可以得出结论:

①、锂离子电芯具有工作电压高、体积小、重量轻、比能量高及优良的高低温

电池的分类

电池的分类

一、电池的种类

《电动汽车及其性能优化》王贵明

电池的种类有多种多样,划分的方法也有多种。按电池原理划分,主要可分为生物电池、物理电池、化学电池三大类。生物电池是利用生物(如生物酶、微生物或叶绿素等)分解反应过程中表现出得带电现象所进行的能量交换,有酶电池、微生物电池和生物太阳电池等。它主要是体积小、无污染、寿命长、可在常温常压下使用等优点。随着全球能源危机的提出,目前对电池的研究日趋深入。由于海底是动植物残骸的集聚地,有设想将一望无际的大海变为一个天然的生物电池。物理电池是指利用物理原理制成的电池,其特点是能在一定条件下实现直接的能量的转换,主要有太阳能电池、飞轮电池、核能电池和温差电池。化学电池是将化学反应产生的能量直接转换为电能的装置,其学名也成为化学电源。

化学电池的分类:

化学电池是生活中使用最多的电池。化学电池的类型常按电解液种类、正负极材料和其功能分为三类:

第一类:按电池的电解液种类划分。可分为碱性电池、酸性电池、中性电池及有机电解液电池四类。碱性电池的电解质主要是以以氢氧化钾水溶液为主的电池,如:碱性锌锰电池(俗称碱锰电池或碱性电池)、镍镉电池,镍氢电池等。酸性电池主要以硫酸水溶液为介质,如铅酸电池等;中性电池是以盐溶液为介质,如锌锰干电池;有机电解液电池,主要以有机溶液为介质的电池,如锂电池、锂离子电池等。

第二类:按电池所用正、负极材料划分。常分为锌系列电池、镍系列电池、铅系列电池、锂系列电池、二氧化锰系列电池及空气(氧气)系列电池等。锌系列电池有锌锰电池、锌银电池等;镍系列电池有镉镍电池、氢镍电池等:铅系列电池,有铅酸电池等;锂系列电池有锂离子电池、锂锰电池、聚合物锂电池、磷酸铁锂电池等;二氧化锰系列电池,有锌锰电池、碱锰电池等;空气(氧气)系列电池,如锌空气电池、铝空气电池等。

电池基础知识培训

电池基础知识培训

电池基础知识培训

一、电池的定义

电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。它由正极、负极和电解液组成。当电池连接到外部电路时,化学反应将会在电池内部发生,电流也将在电路中产生。

二、电池的组成和工作原理

1. 正极:正极通常由氧化剂组成,例如氧化铅(PbO2)、过氧化铅(PbO2)、过氧化银(Ag2O)等。

2. 负极:负极通常由还原剂组成,例如铅(Pb)、锌(Zn)、锂(Li)等。

3. 电解液:电解液通常是指能够导电的液体,例如稀硫酸、盐水、碱性电解质等。

4. 工作原理:当电池连接到外部电路时,正极和负极之间将会发生化学反应,导致电子在外部电路中流动,从而产生电流。

三、电池的种类

1. 干电池:干电池是一种封闭式电池,其中的电解液是固体或者干燥的。干电池主要有碳-锌电池、碱性电池、锂电池等。

2. 湿电池:湿电池是一种开放式电池,其中的电解液是液态的。湿电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等。

3. 太阳能电池:太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置,它通常由光伏电池组成。

4. 燃料电池:燃料电池是一种能够将燃料的化学能转化为电能的装置,它通常由氢气和氧气组成。

四、电池的使用和保养

1. 使用注意事项:

- 使用电池时要按照正负极指示正确连接电路,避免短路。

- 电池使用完毕后要及时更换,避免因电池泄漏对设备造成损坏。

- 长时间不使用的电池要取出来存放,以免泄漏损坏设备。

2. 保养方法:

- 定期清洁电池连接部分的腐蚀物,保持正常的电路连接。

- 避免在潮湿的环境中使用和存放电池,以免损坏电池。

五、电池的回收和环保

电池结构及原理

电池结构及原理

正生极板图
电池结构及原理
负生极板图
3.4 隔板
隔板插放在正、负极板之间,
以防止正、负极板互相接触造成 短路。阀控式铅酸蓄电池目前有 两种形式,一种是在两极间灌注 的电解液能被高孔率的隔板吸收, 例如AGM隔板,另一种是将电 解液制成胶体的形式,例如:火 成二氧化硅被制成一种三维晶格, 所采用的隔板与AGM不同,现 在所用的是溶剂法的PVC隔板。
险并提高蓄电池的容量,但密度
过大,则粘度增加,反而降低蓄
电池的容量,缩短使用电池结寿构及命原理。
硫酸配制安全图
百度文库.6 壳体
壳体用于盛放电解液和极板组,
应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采 用ABS或PP塑料制成,为整体式结 构,壳内由间壁分成3个或6个互不 相通的单格,各单格之间用铅质联 条串联起来,如右图所示。壳体上 部使用相同材料的电池盖密封。
四、 VRLAB电化学原理
• 阀控式铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将 电能转化为化学能在电池内储存起来,放电时将化 学能转化为电能供给外系统。其充电和放电过程是 通过电化学反应完成的,电化学反应式如下:
电池结构及原理
4.1 VRLAB电化学原理
➢ 充电时,正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb, 电解液中的H2SO4增多,密度上升。
电池结构及原理
4.2 VRLAB电化学原理

光伏电池的原理及分类

光伏电池的原理及分类

光伏电池的原理及分类

光伏电池是一种将太阳辐射能直接转化成电能的器件,它是太阳能

光伏发电系统的核心部件之一。本文将介绍光伏电池的原理以及主要

的分类。

一、光伏电池的工作原理

光伏电池的工作原理基于光电效应,即当光束照射到半导体材料上时,光子会激发电子跃迁,产生电能。光伏电池通常由两层或多层半

导体材料组成,其中一层为P型半导体,另一层为N型半导体。两者

通过PN结结合形成一个电场,当光线照射到PN结上时,光子的能量

被电子吸收,使电子从价带跃迁到导带,从而产生电流。这个过程中,PN结的电场会将电子推向外部电路,形成输出电流。

二、光伏电池的分类

根据材料类型、结构和工作原理的不同,光伏电池可以分为多种类型。以下是主要的分类:

1. 结晶硅(Si)电池:结晶硅电池是目前应用最广泛的光伏电池之一。它利用高纯度的硅材料制成,通常有单晶硅和多晶硅两种形式。结晶

硅电池成本低,效率高,但制造过程相对复杂。

2. 多结(Tandem)电池:多结电池采用不同能带宽度的材料组合而成,以提高吸收太阳光的能力。常用的多结电池有砷化镓/锗-硅太阳能电池

和硒化碲-硅太阳能电池等。多结电池在高效率方面具有优势,但制造

成本较高。

3. 薄膜电池:薄膜电池使用非晶态或微晶硅材料,将其沉积在玻璃、塑料或金属基底上。这种电池具有柔性和轻薄的特点,可以应用于建

筑一体化等领域。薄膜电池的效率相对较低,但制造成本低。

4. 钙钛矿电池:钙钛矿电池是近年来发展迅猛的一种新型光伏电池。它利用有机无机杂化钙钛矿结构吸收光能,并将其转化为电能。钙钛

矿电池具有高效率、低成本和制造灵活性等优点,是光伏电池技术的

动力电池的结构及工作原理

动力电池的结构及工作原理
(5)壳体和安全阀 镍氢电池的外壳多采用镀镍薄钢板,在电动汽车用的方形电池上,也有采用塑料外壳。
安全阀安装在镍氢电池的顶部,其主要作用是在镍氢电池过放电时,正极析出的气体可以在 负极消耗,电池内部压力保持平衡。
二、镍氢动力电池
2、镍氢电池的结构类型
型号含义:HF18/07/49,表示该镍氢电池为方形,其宽为18mm,厚度为7mm,高度为 49mm。
三、磷酸铁锂电池
1、锂离子电池组成结构
(1)正极 锂离子电池的正极活性物质采用锂过渡金属氧化物,我们通常所说的钴酸锂电池、锰酸
锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等都是以锂离子电池正极材料来命名的。 (2)负极
锂离子电池的负极活性物质主要采用碳素材料。目前常见的碳材料主要有石墨(分 为人造石墨、天然石墨),碳素材料(软碳、硬碳)等。
任务目标 • 能够了解磷酸铁锂电池的结构 • 能够掌握磷酸铁锂电池的工作原理
任务9 磷酸铁锂电池检测与维修
任务情景 比亚迪E5车主反应,车辆存放一段时间后,显示
电压过低,请根据相关信息进一步的分析诊断。
任务目标 • 能够说出磷酸铁锂电池的结构 • 能够对磷酸铁锂电池进行检查
04 三元锂电池
四、三元锂电池
(2)放电过程 放电时,镍氢电池正负极的电化学反应为:
正极:NiOOH + H2O + e- →Ni(OH)2 + OH负极:MH +OH-→M + H2O + e-

原电池原理及电解原理

原电池原理及电解原理
02
电解质中的离子在电场作用下移动,阳离子移向负极,阴离 子移向正极。
03
电子通过外电路从负极流向正极,形成电流。同时,化学反 应在两极上发生,产生电流和电压。
02 原电池的类型
一次电池
定义wk.baidu.com
一次电池是一种化学电源,使用一次后通常会被丢弃或回收处理。
工作原理
一次电池通过化学反应产生电流,这种反应是不可逆的。
应用
电解槽广泛应用于工业生产中,如氯碱工业、电镀等。
电解反应器
定义
电解反应器是一种将电能转化为 化学能的设备,通常由电源、电 解槽和控制系统组成。
工作原理
在电解反应器中,电流通过电解 质溶液,使阳离子向阴极移动, 阴离子向阳极移动,并在电极上 发生氧化还原反应。控制系统的 作用是调节电流、电压等参数, 以实现最佳的电解效果。
原电池的组成
01
02
03
正极
原电池中的正极是电子流 入的电极,通常由比负极 更活跃的金属或金属氧化 物制成。
负极
原电池中的负极是电子流 出的电极,通常由比正极 更不活跃的金属或金属氧 化物制成。
电解质
电解质是连接正极和负极 的物质,它能够传递离子, 使电流在电路中流动。
原电池的工作原理
01
当原电池的两极与电路连接时,负极失去电子并成为阳离子 ,正极获得电子并成为阴离子。

原电池类型归纳

原电池类型归纳

原电池类型归纳

原电池又称二次资源电池,指在蓄电池生产、使用过程中产生的可循环再生利用的原电池。是将一定数量(每只)的锂离子电池通过电压调节装置施加在其一定温度下,再放电时释放出能量的动力装置。其结构上是将被放电金属锂离子(带正负极)放入极板,然后对极板施加电压而使它放电。因此原电池组分为充电型和恒流型两大类,其电池种类也因原电池类型不同。本文重点阐述原电池的类型,并针对每一种类型进行归纳分析,以期为大家提供一定帮助。

一、充电型

充放电型原电池是利用金属锂的离子迁移能力,通过电化学反应进行充电的。充放电过程的不同而产生不同的化学活性物质而形成不同的电解质。当充电电压上升时,处于阳极的锂离子被放出形成离子与正负极离子形成反应或离子交流形成离子链。然后将极板插入活性材料中,从而完成充电作用和放电反应。由于电池内部有电子和离子通道,所以电池内部结构不稳定,需要较大的电压来稳定它。若采用恒流充放电型电池,通常采用直流电源;若采用交流电源充电(包括充电倍率充电),则可使用更长周期后回收电池使用效率达到80%以上。

1、电芯

锂离子电芯是用来实现锂离子迁移的原电池,有多种类型的电芯。包括:单电芯、双电层式电芯、多电芯。它们是一种以碳基材料为基础制成的三元正极材料的活性物质。其结构主要是指单极性或双极性。单电芯中由于锂的电荷是不平衡的,因此在电解质中会出现一些化学反应或者离子相互交流形成一些电荷。

2、极板

极板的电极材料为石墨、钛酸锂或磷酸铁锂。其基本结构为:(1)电极材料:选用石墨、Na2SO44、SiO2、Mn2O3、 ZnO、PbO3、 NaOH等元素。(2)充放电电位:电极材料(阳极)或活性物质:石墨(负极)、硅酸铝或氧化镁(LiCl2)、PbSiO3等;(3)负极材料:锂、镍钴合金、钛酸锂、磷酸铁锂等;负极材料:硫酸亚铁(FeO)、锰酸锂、磷酸铁锂等。通过表面活性剂、电解质的活性和反应程度等将其控制在较低程度上可以进行充放电操作,并能满足生产要求。一般来说充放电型原电池充电过程都是先将金属锂放入电解液中进行充放电然后再放入锂离子,或者是充电时先放锂或钴酸锂再放锂等方法生成金属锂再放入电解质中进行充电。放电过程中产生的电能转化为金属锂离子用于充电;也有直接充入电量实现放电循环。对于放电型原电池而言是对电极进行放电处理而使两极放电或发生化学反应并形成电解质混合溶液形成各种电解质。对于锂离子蓄电池来说,随着电解液中杂质和可溶性金属离子增多和金属离子减少而使正负极极板出现了裂纹,为了防止金属锂在放电反应中从电极中析出使电极性能下降;通过放电活性物质吸附来减少电极的不稳定性作用从而起到防止充电过程发生氧化放电。

电池基础知识与工作原理及流程

电池基础知识与工作原理及流程
• 电推剪
• 剃须刀
3、Ni-MH电池的应用 灯具电池
• 矿灯
• 应急灯
• 网标灯
3、Ni-MH电池的应用 灯具电池
• 手电筒
• 草坪灯
3、Ni-MH电池的应用 无绳电话、 民用系列
• 无绳电话 • 民用高容量 • 民用低自放电 • 电动玩具
4、镍氢电池的电化学原理是什么?
4.1充放电
❖ 镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正 极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作 为电解液;
池,使其连续放电的电池。如:氢-氧燃料电池、肼-空气燃料电池
2、电池的分类
B.按电解质性质分类 酸性电池(铅酸电池) 碱性电池(氢镍电池) 中性电池、 有机电解质电池(锂离子电池,如Li-MnO2) 非水无机电解质电池(Li-SOCL2锂-亚硫酰氯) 固体电解质电池
C.按活性物质的保存方式分类 按活性物质的保存方式可以分为: 活性物质保存在电极上面,其中有一次电池和二 次电池两种; 活性物质保存在电池之外,使用时通入电极,这类有非再生型燃料 电池和再生型电池。
合金粉的支持骨架
5.5镍氢电池结构——隔膜、电解液、钢壳
隔膜
1.PP材质,多孔结构,可
KOH-氢氧化钾
以离子通过,但是电子不
含量90~95% 白色片状固 能通过,耐强碱液腐蚀;
体,强碱,有强腐蚀性。 2.隔断正负极,防止短路; 易溶于水,溶解放热较多; 3. 高性能的有磺化处理, 碱液含有KOH,NaOH, 接枝处理,降低自放电。

电池类基础知识整理

电池类基础知识整理

电池基本原理及基本术语

1.什么叫电池?

电池(Batteries)是一种能量转化与储存的装置,它通过反应,将化学能或物理能转化为电能。根据电池转化能量的不同,可以将电池分为化学电池和物理电池。

化学电池或化学电源就是将化学能转化为电能的装置。它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,由一种能提供媒体传导作用的化学物质作为电解质,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能提供电能。

物理电池就是将物理能转化为电能的装置。

2.一次电池与二次电池的有哪些区别?

最主要的区别是活性物质的不同,二次电池的活性物质可逆,而一次电池的活性物质并不可逆。一次电池的自放电远小于二次电池,但内阻远比二次电池大,因此负载能力较低,此外,一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池。

3.镍氢电池的电化学原理是什么?

镍氢电池采用Ni氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液,镍氢电池充电时:

正极反应:Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O–e-

负极反应:M+H2O +e-→ MH+ OH-

镍氢电池放电时:

正极反应:NiOOH + H2O+e- → Ni(OH)2 + OH-

负极反应:MH+OH- →M+H2O+e-

4.锂离子电池的电化学原理是什么?

锂离子电池正极主要成分为LiCoO2,负极主要为C,充电时,

正极反应:LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-

负极反应:C + xLi+ + xe- → CLix

电池总反应:LiCoO2 + C → Li1-xCoO2 + CLix

锂离子电池工作原理及分类

锂离子电池工作原理及分类

浅谈锂离子电池工作原理

1.锂离子电池工作原理—简介

锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。电池充电时,阴极中锂原子电离成锂离子和电子,并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。放电时,锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子,并在阴极处合成锂原子。所以,在该电池中锂永远以锂离子的形态出现,不会以金属锂的形态出现,所以这种电池叫做锂离子电池。

2.锂离子电池工作原理—结构

锂离子电池是前几年出现的金属锂蓄电池的替代产品,电池的主要构成为正负极、电解质、隔膜以及外壳。

正极---采用能吸藏锂离子的碳极,放电时,锂变成锂离子,脱离电池阳极,到达锂离子电池阴极。

负极----材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物。

电解质---采用LiPF6的乙烯碳酸脂、丙烯碳酸脂和低粘度二乙基碳酸脂等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。

隔膜---采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜,尤

其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低,而且具有较高的抗穿刺强度,起到了热保险作用。

外壳---采用钢或铝材料,盖体组件具有防爆断电的功能。

3.锂离子电池工作原理

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。

当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。此时正极发生的化学反应为:

燃料电池工作原理分类及组成

燃料电池工作原理分类及组成

燃料电池工作原理分类及组成

燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的设备,其工作原理是将

氢气和氧气在电化学反应过程中进行氧化还原反应,从而产生电流和水。

燃料电池通常由电极、电解质和催化剂组成。根据电解质的不同,燃料电

池可分为酸性燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池等。

酸性燃料电池以氢气作为燃料,通过氢气在电解质中的氧化还原反应

来产生电流。常见的酸性燃料电池有质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直

接甲醇燃料电池(DMFC)。质子交换膜燃料电池将质子(氢离子)通过质

子交换膜传递,利用钯和白金等催化剂催化氢气和氧气的反应来产生电流,主要用于汽车和小型电子设备。直接甲醇燃料电池将甲醇直接反应产生电流,由于甲醇的可液化性和储存性能较好,可以直接使用甲醇作为燃料,

常用于小型便携式电子设备。

碱性燃料电池以氢气或氢氧化钠溶液作为燃料,通过氢气和氧气的氧

化还原反应来产生电流。碱性燃料电池广泛应用于航空航天领域和舰船动

力系统中。碱性燃料电池的主要特点是反应速度较快,能够在较低温度下

工作,具有较高的电化学效率和较长的寿命。

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高温燃料电池,以氢气、天然气

或其他可燃气体作为燃料,并通过固体氧化物电解质传递氧分子来进行反应。该类型的燃料电池工作温度高达800-1000摄氏度,具有较高的转化

效率和多燃料适应性。由于高温运行,SOFC需要较长的预热时间和多种

复杂材料,因此用途受限,主要用于工业领域的发电和电力系统。

无论是哪一种类型的燃料电池,其组成主要包括两个电极和一个电解质。电极分为阳极和阴极,阳极与燃料接触,阴极与氧气接触。阳极上通

电池的分类及特点

电池的分类及特点

目前手机电池主要分三类:镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池根据电芯封装方式分为:软包装锂离子电池、硬包装锂离子电池、锂聚合物电池。

10、其它电池:

①带马达的电池。

②带喇叭的电池。

③太阳能电池: 太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料受光能照射后发生光电反应而实现能量转换。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:硅基太阳能电池、薄膜太阳能电池、生物太阳能电池等。

锂电芯和手机电池的生产过程

锂电芯的生产过程不说前面的材料制备、卷绕、注液、封装等过程,只说与我们有联系的最后化成、分容的过程。

封装好的锂电芯每只都卡入象立柜式的分容柜上,电芯厂这样的立柜很多,一排排的,每个柜子上可以放几百只电芯,即几百个检测点。实际上这些柜子就是象充电器一样的东西,只不过它可以同时为大量的电芯充电,并通过电脑管理得到每一个检测点的数据。锂电芯在这里化成得到容量,并知道容量的大小,就是分容。

通过分容,确定了电芯的等级,比如说063048,达到700至750mAh的算A级,而仅达到650至700mAh算B级。那么今后A级的就可以多卖几块钱,而B级的就可以低价卖出,C 级就可以廉价卖给专门加工垃圾电池的“山寨”厂。(当然,确定等级还要看内阻等指标)

从这一点我们可以看出,锂电芯生产出后是“有电”的,并不是有些人认为的处于“没电”的状态,而需要在使用前“激活”。

生产出的锂电芯是不能马上销售的,应该入库最少保存15天,在这个期间,有些内在的弊病就表现出来了,比如说自放电过大等等,在库里达到保存期限的电芯,在得到订单后,再拿出来再次检测再次分容,就是说再次充放电,把容量达不到等级,或质量出现问题的淘汰掉,然后以保持50%左右的电量交给销售部门,最后到手机电池块组装厂手中。

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电池(习题)

一、电池:利用产生的装置。

1.(1)电池:─→。

(2)电解:─→。

2. 电池的种类:

(1)伏打电池:电池、电池。

(2)干电池:电池。

(3) 电池。

(4) 电池:电池、锂电池、镍氢电池、镍镉电池。

(5) 电池。

二、伏打电池:

1.起源:贾法尼以铜制解剖刀碰触到放在铁盘上的蛙腿,发现蛙腿立刻

发生抽搐

2.伏打认为:在两种不同的金属间放置非金属物质,可能是提供

的原因

3.全世界第一个电池:

(1)以含盐水的湿布夹在和的圆形版中间

(2)原理:将不同的以导线连接,中间隔

有,就可产生电流。

4. 锌铜电池

放电:─→

(1)盐桥未放入前,电路断路,

毫安计读数

(2)盐桥放入后,毫安计发生偏转。

半反应式:负极:

正极:

全反应式:

(3)负极上的会溶解,重量;

正极上有析出,重量。

甲杯中〔Zn2+〕↑,乙杯中〔Cu2+〕↓

∴乙杯溶液由

溶液中负离子移向负极,正离子移向正极。

(4):内装有易解离的盐类水溶液。

例如:

功能:○1可将不同的两种溶液连接起来,并避免其混

合。

○2可作为电流的桥梁。

○3可使水溶液保持。

(5)因为减少,反应速率变慢,所以电流变小,检流计读数变小。

(6)整个电流的移动:

电池外部:

电池内部:

(7)上述反应因为电子被释放出来,经过导线至另一金属板

,被称为

(8)因为电池的化学反应中,伴随电子的转移,因此科学家

以电子的得失来定义氧化还原反应,物质失去电子称为

,物质获得电子的反应为

三、电池的种类

一次电池:使用完后,无法再充电的电池,如、

等。

二次电池:使用完后,可以再充电的电池,又称为,

如铅蓄电池、锂电池等。

1. 干电池

(1)一般多指电池。

(2)中间的为,外壳由

包覆,作为,内部填

充糊状的电解质,主要成分为氯化铵、二氧化锰等。

(3)一般市售干电池的电压为1.5伏特,即电池正极的电位比负极高1.5

伏特。

2. 碱性电池

(1)碱性电池的构造与干电池相似,仅将电解质改为

或等水溶液。

(2)碱性电池的电压稳定,使用寿命较长。

3. 铅蓄电池

(1)铅蓄电池的基本构造是在中浸泡

()和()

,多用于汽、机车等交通工具。

(2)放电时,两电极皆变成,并产生水,

使硫酸溶液浓度变小。

(3)充电时,将两电极接上电源(正极接正极,负极接负极),

电池内部会产生和放电时相反的反应,使内部的物质还原成没放电前的样子。

(4)铅蓄电池充放电的反应式:

4. 锂电池

(1)锂电池主要应用于笔记型计算机、行动电话和数位相机等。

(2)具有重量轻和放电平稳等优点,缺点则在于价格较高。

5. 太阳能电池

(1)太阳能电池是将太阳所放射的能量转换成电能的装置。

(2)太阳能电池可作为无人灯塔、登山小屋或人造卫星等之能源。

(3)太阳能无环境污染问题,而且取之不尽、用之不竭。

一、选择题(每题8分,共40分)

() 1. 电池是一种怎样的装置?

(A)转变电能为热能的装置(B)把化学能转变为电能的

装置(C)把电能转变成化学能的装置(D)以上均可

() 2. 相较于其他电池,具有重量轻及放电平稳等优点,主要应用在计算机、数位相机和行动电话等产品的电池为下列何者?

(A)碱性电池(B)镍氢电池(C)锂电池(D)太阳能电池

() 3. 下列关于电池的叙述,何者错误?

(A)物质失去电子的反应称为还原反应

(B)一般常见的干电池为碳锌电池

(C)太阳能电池一般会与蓄电池串联,将太阳所放射的能量先行储存

(D)用过的碳锌电池无法再充电使用

() 4. 有关铅蓄电池的叙述,下列何者错误?

(A)通常使用稀硫酸作为电解质溶液

(B)放电时,电子的流向是由二氧化铅极板→外电路→铅极板

(C)放电过程中,两电极板的质量均增加

(D)充电时,铅蓄电池内硫酸水溶液的浓度会渐渐变小

() 5. 铅蓄电池充电时,其线路的接法何者正确?

(A) (B) (C)

(D)

二、题组题(每格4分,共60分)

1. 锌铜电池放电时电子的流向如右图所示,试回

答下列问题:

(1) A电极的材料为【】,属于

【】极;

B电极的材料为【】,属于【】极。

(2)甲烧杯内盛【】水溶液,乙烧杯内盛【】

水溶液。

(3) A电极的反应式为【】;

B电极的反应式为【】;

锌铜电池的全反应式为【】。(4) 盐桥中装有KNO3,则其中K+有游向【】烧杯的倾

向,NO3-有游向【】烧杯的倾向。

(5) 放电后哪一电极棒的重量增加(A或B)?答:【】

(6) 烧杯内Zn2+浓度【】(增加或减少);Cu2+浓度

【】(增加或减少)。

(7) 甲烧杯溶液的颜色变化是如何?答:【】。

(A)蓝色变淡(B)保持蓝色(C)保持无色 (D)无色变蓝

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