化学电源答案

化学电源试题答案

（此考试9题网上无明确答案，此答案系个人网上查找整

理所得，以资参考）

第一题：

作用：1、判断电极表面微观反应过程2、判断电极反应的可逆性3、作为无机

制备反应“摸条件”的手段4、为有机合成“摸条件”5、前置化学反应(CE)的

循环伏安特征6、后置化学反应(EC)的循环伏安特征7、催化反应的循环伏安特

征。

第二题：酸性锌锰电池的基本原理

酸性锌锰电池是以锌筒作为负极，并经汞齐化处理，使表面性质更为均匀，

以减少锌的腐蚀，提高电池的储藏性能，正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及

碳黑组成的一个混合糊状物。正极材料中间插入一根碳棒，作为引出电流的导

体。在正极和负极之间有一层增强的隔离纸，该纸浸透了含有氯化铵和氯化锌

的电解质溶液，金属锌的上部被密封。可表示为：（－）Zn|NH4Cl（20%）

ZnCl2|MnO2，C（+）

总的电池反应为：

2MnO2+Zn+2NH4Cl--→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2

第三题：铅酸电池的基本原理

铅酸电池，它的电极是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危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，缩短使用寿命。铅蓄电池的充电充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。可表示为：

总的电池反应为：

第四题：镍氢电池的基本原理

第五题：锂离子电池的基本原理和优点锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。

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，达到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。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。

优点：

1）电压高2）比能量大3）循环寿命长4）安全性能好5）自放电小6) 快速充电7)工作温度为-25~45°C，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C。

第六题：电化学电容器基本原理和特点电化学电容器（Electrochemical Capacitor, EC），又称作超大容量电容器（Ultracapacitor）和超级电容器（Supercapacitor）。它是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。从原理上讲，电化学电容器的电能存储机理有两种，一种是将电荷存储在电极/电解质溶液界面处电双层中，典型的发高比表面各炭为电极材料；另一种是利用发生在电极表面的二维或准二维法拉第反应存储电荷，一般以某些过渡金属氧化物为电极材料，典型的代表是二氧化钌(RuO2)。电化学电容器的单元由一对电极，隔膜和电解质组成，两电极之间为电子阻塞离子导通的隔膜，隔膜及电极均浸有电解质。用于电化学电容器电极材料的主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。

特点：

(1)超高电容量(0．1～6000 F)。 (2)漏电流极小，具有电压记忆功能，电压保持时间长。 (3)功率密度高。 (4)充放电效率高，超长寿命，充放电大于40万次。 (5)放置时间长。 (6)温度范围宽，-40～+70℃。 (7)免维护，环境友善。

第七题：质子交换膜燃料电池基本原理质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解

的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。两电极的反应：阳极(负极)：2H2 = 4H+ + 4e-，阴极(正极)：O2+4e-+4H+ -> 2H2O。

第八题：钒电池基本原理

钒电池全称为全钒氧化还原液流电池。它是用不同价态的钒离子溶液分别作为正负极活性物质，通过外接泵把溶液从储液槽压入电池堆体内完成电化学反应，反应后溶液又回到储液槽，活性物质不断循环流动，由此完成充放电。其反应式如下：负极反应: V2+-e- = V3+

正极反应: VO2++2H++e- = VO2++H2O

在机械动力作用下，电解液在储液罐和半电池的闭合回路中进行循环流动，从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能。

第九题：硅太阳能电池基本原理

硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要就是利用这种半导体的光电效应。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结，当光线照射到硅晶体的表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅原子，使电子发生跃迁，成为自由电子，在P-N结两侧聚集，产生电位差。当外部接通电路时，在该电压的作用下，将有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的的实质是：光子能量转换成电能的过程。