化学电源基本概念
第一节化学电源基本概念介绍
得到
X=170.2Wh/Kg
对铅酸电池来说，由于H2SO4参加了反应，故其电动势 与H2SO4的浓度有关。若取d=1.25的硫酸，换成活度 V=2.104V。表1－1给出了一些电池的理论比能量和实际比 能量。见下表：
一些电池的实际比能量与理论比能量
电池 电池反应
电动势 （V） 理论 实际比 比能 能量 (Wh/Kg) 量 (Wh/Kg)
根据电池的放电 曲线，通常可以确定 电池的放电性能和电 池的容量。
1. 通常电池的放电曲 线越平坦、稳定、电 池的性能就越好。
2. 电池的容量大小。
电池的容量和比容量： • 电池的容量 电池在一定的放电制度下，所放出的电量C，可以用安 时（Ah)表示。Ah表示1安培（A）电流放电1小时（h）。 1. 理论容量： 理论容量是根据活性物质的重量按法拉 第定律计算出的电量。 理论容量的计算方法（举例说明） 例如：设某电池中的负极为 Zn，其重量为13.5克，求 锌电极的理论容量？
电池的电动势的大小是通过电池热力学原理 理论计算获得，不能实验测定。即：
E
平
平
正极：aA ne cC 负极：bB ne dD
c d
G RT a c a d E=E ln a b 平 平 nF nF a a
A B
0 0 0 （ G ） （ G ） G 正 负 = 正平 负平 E nF nF
实际容量的计算：
（1）若是恒电流放电
QI =I t(AH)
t t
（2）恒电阻放电 由于恒电阻放电时，I 是不断变化的，故QR要通过积分 的方法计算：
V 1 t 1 QR Idt dt Vdt V平t 0 0 R R 0 R
应用电化学复习思考题
应用电化学复习思考题第一章一. 基本概念1.法拉第过程和非法拉第过程法拉第过程：即电荷经过电极/溶液界面进行传递而引起的某种物质发生氧化或还原反应时的过程，其规律符合法拉第定律，所引起的电流称法拉第电流.非法拉第过程:在一定条件下，一定电势范围内施加电位时，电荷没有经过电极/溶液界面进行传递，而仅是电极溶液界面的结构发生变化的过程。
形成一定的界面结构只需耗用有限的电量，只会在外电路引起瞬间电流(与电容器充电过程相似)。
2.双电层电极和溶液界面带有的电荷符号相反，故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧的现象。
3。
极化在电极上有电流通过时,随着电极上电流密度的增加，电极实际分解电位值对平衡值的偏离也愈来愈大，这种对平衡电位的偏离称为电极的极化。
4.循环伏安法循环伏安法是指加在工作电极上的电势从原始电位E0开始，以一定速度v扫描到一定电势E1，再将扫描方向反向进行扫描到原始电位E0，然后在E0和E1之间进行循环扫描（循环三角波电压）.二。
问答1.试说明参比电极具有的性能和用途。
用于测定研究电势的电极。
1.参比电极应具有良好的可逆性，电极电势符合Nernst方程2.参比电极应不易极化；3。
参比电极应具有好的恢复性,4。
参比电极应具有良好的稳定性5.参比电极应具有良好的重现性;2.试描述双电层理论的概要。
双电层理论的发展经历了若干发展阶段1。
亥姆荷茨(Helmholtz)模型(紧密层模型）2. 估依（Gouy）和恰帕曼（Chapman）模型3.斯特恩（Stern）模型（紧密层和分散层模型）、GCS（Gouy-Chapman—Stern）模型4。
BDM（Bockris-Davanathan-Muller）双电层模型.（详见PPT 第一章82)3。
什么是零电荷电势?零电荷电势有什么作用?可以用来测定零电荷电势的主要实验方法有哪些?电极表面不带电，相应的电极电势称为“零电荷电势”。
在计算电池的电动势时不能用合理电势处理电极过程动力学问题。
化学电源基础
一、术语解释
• 6. 电池内阻：电池的内阻R内又称全内阻是指电流通过电 池内部时所受到的阻力。 • 7. 初始工作电压：通常将放电开始的瞬时内（约几秒） 测得的电压称为初始工作电压。 • 8. 终止电压：电压下降到不宜再继续放电的最低工作压 称为终止电压。 • 9. 充电电压：蓄电池放电后，用一个大于开路电压的直 流电源对它进行充电时所选择的电压就是充电电压。 • 10．电池容量：电池的容量是指一定放电制度下（I 放、T放、 V终一定）从电池获得电量的值。单位常用安培小时（Ah） 表示。
四、化学电源性能释解
二．电池的贮存性能 化学电源特点之一，是指在使用时能够输出电能有用时能够 贮存电能。在一定条件下容量自行降低的这一现象也称为自放 电。 电池在贮存过程中容量下降的原因是自放电。自放电速度用 单位时间内容量降低的百分数（%表示） η荷%=（C前-C后）/ C前.L×100% 式中C前 、C 后 为贮存前后的容量，L为贮存时间。常用天、 月或年计算。
四、化学电源性能释解
自放电的大小亦可用电池搁置到规定容量时的天数表示，称 为搁置寿命。 电池既使是干贮存，也会由于密封不严，进入水份，空气等 到物质造成自放电。 影响自放电的因素有贮存温度，环境的相对湿度，以及活性 物质、电解液、隔极和外壳等带入的有害杂质。 计算： 计算： 工作电压 V = 工作电流 I 工作电阻 Ω V：伏特 ：欧姆 I：安培
四、化学电源性能释解
化学电源品种系列甚多，其性能各异，但通常包括电性能， 机械性能，贮存性能。 一．电性能 （一）电池的电动势 指电池开路时，即无电流通过电池时，正负极之间的平衡电压。 （二）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 电位差。测开路电压时，测量仪表内不应有电流流过。一般使 用高阻电压表，如果测量仪表中有电流流过，测得的电压就不 是开路电压。
电池基本知识 )
“电池原理，构件运用”讲授提纲该讲授题目是公司拟定的，按个人理解草拟讲授题纲如下：1 化学电源的基本原理(1) 化学电源的基本组成及其作用化学电源（与物理电源不同）又称化学电池，简称为电池，一般有四种部件：电极，电解质，隔离物，包装壳或包装袋。
电极分正极和负极，正极主要为或可以变为高电位物质（氧化剂），负极主要为或可似变为低电位物质（还原剂），这两个电位值相差越大，电池的工作电压越高。
当电池正负极同外电路构成回路时，电流从正极经外电路流向负极而作功，发挥它的能源作用。
电解质和隔离物（也可统一称为电解质）构成电子绝缘体和离子良导体，使正负极同其密切接触而正负极间却严格分离，当电池在外电路作功时电池内部电流从负极流向正极，构成整体回路。
包装壳或包装袋,作容器用，把正负极、隔膜构成的电极芯及其浸透的电解质包容或密封在其内部。
(２)化学电源的基本性能化学电源的基本性能构成化学电源的基本概念，例如电功势、开路电压、工作电压，电极电位、过电位，极化，活性物质利用率，充放电曲线，电池的容量…，是电池理论的组成部分。
将安排一节专门讲解这些概念。
２常用化学电源简介对几种重要的电池作简单介绍，重点是环宇公司目前生产的三种主要产品。
（１）Zn－MnO2电池主要介绍几种产品类型和最新发展；（２）铅酸电池主要介绍其基本原理（３）密封Cd／NiOOH电池主要介绍电池中电化学反应原理和密封的设计要求，初步了解产品质量和技术水平密切相关。
（４）MH／NiOOH电池介绍的内容与Cd／NiOOH电池类同，并通过对比说明MH／NiOOH电池可作为Cd／NiOOH电池替代产品的环保意义。
（５）锂离子电池是环宇公司的新产品，也是国际上正在产业化、商品化的产品，简单介绍一下基本原理和研发过程，使大家了解高新技术产品不仅要有理论研究结论作指导，同时要了解技术水平的高低能决定产品质量的高低。
３简单介绍一个大学毕业生在环宇公司的前途及如何发挥作用的问题。
化学电源的基本工作原理分析
化学电源的基本工作原理分析化学电源是一种将化学能转化为电能的装置。
它是现代科技中不可或缺的能源来源之一。
本文将对化学电源的基本工作原理进行分析，探讨其在生活和工业中的应用。
首先，我们来了解化学电源的构成。
化学电源通常由两种电极和电解质组成。
其中，两种电极分别被称为阳极和阴极。
阳极是电池中的正极，它是一个氧化剂，能够接受电子。
而阴极是电池中的负极，它是一个还原剂，能够释放电子。
电解质则是连接两个电极的媒介，它能够传导离子。
接下来，我们来探讨化学电源的工作原理。
当化学电源处于工作状态时，电解质中的离子会在两个电极之间发生电化学反应。
具体来说，阳极会接受阴极释放的电子，从而发生氧化反应；而阴极会释放电子，从而发生还原反应。
这两个反应共同构成了电池的工作原理。
此外，电解质中的离子也会在两个电极之间进行迁移，从而维持电池的电荷平衡。
化学电源的工作原理可以通过一个经典的实例来加以说明，即锌-铜电池。
在锌-铜电池中，锌是阳极，铜是阴极。
当锌-铜电池连接外部电路时，锌会氧化成锌离子，并释放出电子。
这些电子会通过外部电路流向阴极，从而产生电流。
同时，铜离子会在电解质中向阴极迁移，并在阴极上还原成铜。
这个过程中，化学能被转化为电能，从而驱动外部设备的工作。
化学电源在生活和工业中有广泛的应用。
在生活中，我们常见的干电池就是一种化学电源。
干电池内部的电解质通常是碱性或酸性的，能够满足电池的工作需求。
干电池广泛应用于遥控器、手电筒等小型电子设备中，为我们的生活提供便利。
在工业中，化学电源的应用更加广泛。
例如，锂离子电池是一种高性能的化学电源，被广泛应用于电动汽车、移动设备等领域。
锂离子电池能够提供较高的能量密度和较长的使用寿命，成为现代科技中不可或缺的能源来源。
总结起来，化学电源是一种将化学能转化为电能的装置。
它由阳极、阴极和电解质组成，通过电化学反应将化学能转化为电能。
化学电源在生活和工业中有广泛的应用，为我们的生活和科技发展提供了重要的能源支持。
化学电源基本概念
比能量的应用：选择电池的重要依据
例：某一起使用电源体积限定：130mm×60mm×8mm 平均工作电压：13V 最大工作电流：250mA 工作时间：4h
电池能量=I×t×U=0.25A×4h×13V=13Wh 电池组体积=130mm×60mm×8mm=0.0624dm3 13Wh 体积比能量= =208Wh/dm3 0.0624 dm 3 查表：ZnHg 或ZnAg 电池
一、化学电源的概述
1 定义
电化学电池是一种直接把化学能转变为电能的装置。
2 优点
1、 能释放能源，又能储存能源； 2、 能量转换效率高，工作时没有噪音，无污染； 3、 工作范围广泛，对环境适应性强（耐冲击、震动、 在失重情况下能正常工作； 4、 工作重要参数（电压、电流、容量及电池的形状） 可在较大范围内变动； 5、 携带方便，特别适用于移动式通讯交通工具上。
四、电池的主要性能 1、电池的开路电压
指外电路电流无穷小（电路断开）时两极间的电势差。 与正负极材料本性、电解质和温度有关
与电池的几何结构、尺寸大小无关
电池的额定电压（公称电压）
指某电池开路电压的最低值。 ZnMn干电池额定电压为1.5V,开路电压不小于1.5V
2、电池的容量 电池的容量：是指在一定的放电条件下，即一定的温度和
充电也类似： 锂电池是1320毫安。
充电器输出DC：
USB：
350mA-±50mA
800mA
1320mAh 用充电器充电：充电时 间 3.8h 350mA 1320mAh 用USB充电：充电时间 1.65h 800mA 在实际中，充电时间比理论时间长，因为充电时有能量耗损，同 时电流有可能不稳定。
• 3 化学电源工作原理 电池要实现化学能转变为电能必须满足以下条件：
化学电源说课稿
化学电源说课稿一、前言化学电源是一种将化学能转化为电能的设备，具有高效、便携等优点，在生产和生活中有着广泛的应用。
本课题中，我们将深入探讨化学电源的工作原理、分类、制备方法及在实际应用中的应用情况等方面的知识，以期对同学们深入理解化学电源有所帮助。
二、工作原理化学电源的工作原理是将化学反应中产生的电子转化为电能。
化学反应是指化学物质之间能量、质量、电荷等变化，使得原初成分不同于反应后的成分。
这种反应是在氧化还原反应的基础之上发生的，因为氧化还原反应中将某种元素的电子从原子中转移到它周围的其他原子中，因此能够产生电流。
化学电源的核心是电化学电池，其中包括负电极、正电极和电解液。
电解液是由电解质溶解于溶剂中形成的溶液。
正负电极通过导线连接，同时将电池与外部电路连接起来，以便电子从负电极流向正电极，完成化学能到电能的转换。
三、分类化学电源按不同的分类方法可以分为许多不同的类型，下面我们一一介绍。
1. 按结构分类根据电池的结构，可以将化学电源分为基本电池和组合电池两种类型。
基本电池是指只有一个电池的电源，它是由一个正电极和一个负电极，以及介于两者之间的电解液组成的。
而组合电池则是由多个基本电池组合而成。
2. 按功能分类按照使用性能，可以将化学电源分为热电池、燃料电池、二次电池等。
热电池是指通过将两种不同金属连接起来并加热来产生电流的电池，这种电池是一种从热能中产生电能的装置。
而燃料电池则是利用燃料在电化学反应中产生电能的电池。
3. 按应用分类化学电源还可以按照应用领域进行分类，例如电子表、电子计算机、科学仪器、无线电、汽车、飞机等等。
其中，化学电池在远距离的空间飞行器和氧气的空气不足环境中非常有用。
四、制备方法化学电源的制备方法很多样，下面以锌-银电池为例，简单介绍常见的化学电源制备方法。
1. 实验原料锌粉、银粉、盐酸、硝酸、银纸、过滤器、吸水纸等。
2. 制备方法1.在实验室内，先将锌粉加入盐酸中，在通风条件下放置30分钟，一直到溶液变清澈为止。
化学电源技术的最新研究与应用
化学电源技术的最新研究与应用随着科技的不断进步，各种新型能源技术层出不穷，其中化学电源技术是近年来备受关注的一种。
它可以将化学能转化为电能，具有高效、便捷、环保等特点，在生活和工业领域中得到了广泛应用和发展。
本文将就化学电源技术的最新研究与应用进行探讨。
一、化学电源技术的基本概念化学电源技术是利用化学反应在电极反应过程中产生的电能，将化学能转化为电能的一种技术。
其工作原理是基于红ox反应的原理，即将化学反应转化为电流。
化学电源现在主要有两种类型：一种是可充电电池，另一种是不可充电电池。
可充电电池有锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池等，而不可充电电池则包括铅酸电池和碱性电池。
二、化学电源技术的研究进展与应用1. 碱性电池技术碱性电池使用碳氢化合物作为主要原料，具有体积小、寿命长、价格低廉等优点。
目前，碱性电池技术的主要研究包括了改良电池中的正极材料、负极材料以及电解液等方面。
主要的应用有：家电、通讯、新能源汽车等。
2. 锂离子电池技术锂离子电池技术是一种高性能可充电电池，其正极材料为氧化钴、氧化長崎以及磷酸铁锂等。
经过多年的发展，锂离子电池技术已经成为全球最流行的电池以及储能技术之一，而且得到了广泛应用；其中手机、电动工具、消费性电子产品、新能源汽车以及储能系统是其主要应用领域。
3. 革命性液流电池技术目前，革命性液流电池技术的研究正逐步变得成熟，该技术通过在液体电解质中运行电化学反应来产生电力，同时使用同类离子吸附溶胶降低了系统损耗，实现了高效储存能源。
其应用领域广泛，可以用于家庭储能、电动汽车储能以及电网储能等。
4. 铁电池技术铁电池技术是一种新型存储器技术，它的结构、性能和使用寿命非常适合在太阳能电池板等领域的储能上使用。
铁电池技术的主要优点是：品质优良、使用寿命长、周期性能好、操作方便等。
随着铁电池技术的不断发展，未来它将会在电力行业获得更广泛的应用。
三、化学电源技术的未来发展趋势1. 锂离子电池技术随着研究进一步深入，锂离子电池技术的发展前景将更加广阔，除了在工业和消费电子领域，它还将有更广泛的应用，如新能源汽车、储能系统等领域。
物理电源知识点总结
物理电源知识点总结一、电源的基本概念1. 电源的定义：电源是指将一种形式的能量转换成另一种形式的能量的设备。
2. 电源的分类：根据能源的不同形式，电源可以分为化学电源、光电源、热电源、机械电源等。
二、化学电源1. 化学电源的基本原理：化学电源是利用化学反应产生电能的装置。
常见的化学电源包括干电池、锂电池、镍氢电池等。
2. 干电池的工作原理：干电池是一种常用的化学电源，其工作原理是在电解质溶液中发生化学反应，产生电流。
干电池由阳极、阴极和电解质组成，电解质通过离子传导将阳极和阴极之间的化学反应产生的电子传导出来，从而产生电流。
三、光电源1. 光电效应：光电效应是指当金属表面受到光照射时，会产生电子的发射现象。
光电效应是光电源工作的基础。
2. 太阳能电池：太阳能电池是利用太阳光进行能量转换的设备，其工作原理是利用光照射在半导体PN结上产生的电子空穴对，在外加电场作用下产生电流。
太阳能电池是一种常用的光电源，可以将太阳能转换为电能供电使用。
四、热电源1. 热电效应：热电效应是指当两种不同金属的接点处温差产生时会产生电压的现象。
热电效应是热电源的工作原理。
2. 热电偶：热电偶是利用热电效应制成的温度测量仪器，由两种不同金属的接点组成。
当热电偶的接头处于不同温度时，会产生电动势，通过测量这个电动势可以确定两个接头处的温度差。
五、机械电源1. 发电机：发电机是一种将机械能转换为电能的设备，其工作原理是利用导体在磁场中运动时产生感应电动势的原理。
发电机广泛应用于各种场合，包括水力发电、风力发电等。
2. 电动机：电动机是一种将电能转换为机械能的设备，其工作原理是利用电流在磁场中产生力矩的原理。
电动机广泛应用于各种场合，包括家用电器、工业设备等。
六、电源的性能指标1. 电源的输出电压和电流：电源的输出电压和电流决定了其供电能力。
输出电压和电流是电源设计时的重要考虑因素。
2. 电源的效率：电源的效率是指其输出电能与输入能量的比值，是衡量电源能量转换效率的重要指标。
应用电化学-能源与电化学-第一章
欧姆电阻R
包括电极材料电阻、电解 质电阻、离子通过隔膜微 孔受到的阻力及正负极与 隔膜的接触电阻。
极化电阻RP
与电化学反应极化相当的 电阻，包括电化学极化和 浓差极化两部分。
电池内阻的测量方法
(1) 短时短路法 电池内阻 = E / I短
(2) 方波电流法 电池欧姆内阻R = VR / I
(3) 交流阻抗法
(Z2) (同N2)
MnO2 + Zn2+ + 2e = ZnO·Mn2O3 (Z3) (同N4)
电解液中反应
l 铵型电池
Zn2+ + NH4Cl = Zn(NH3)2Cl2 + 2H+ 2MnOOH + 2H+ = MnO2 + Mn2+ + 2H2O 2MnOOH + 2NH4+=MnO2+Mn2++2H2O+2NH3 l 锌型电池
(N5) (N6) (N7)
Zn2+ + 2H2O = Zn(OH)2 + 2H+
(Z4)
4Zn(OH)2 + ZnCl2 = ZnCl2·4Zn(OH)2
(Z5)
2MnOOH + 2H+ = MnO2 + Mn2+ + 2H2O (Z6) (同N6)
铵型电池成流反应
(N3) + (N5) + (N1)得：
电池电动势一般不能采用实验方法测定，而是应用电池热力学原理， 通过理论计算获得的，故也称为电池理论电动势。
GT, P = －zFE
电池开路电压
电池开路电压（通常用符号U表示）是指电池两极在断路（无电流） 时的稳定电极电势之差。
化学电源基本概念
电 压
连续放电 时间
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5.比能量和比功率 电池的能量
电池所能作出的电功，它等于放电容量和电池 平均工作电压的乘积 电池的比能量（或能量密度） 指单位质量或单位体积的电池所输出的能量。
电池的功率
电池在单位时间内所输出的能量。
电池的比功率（或功率密度）
指单位质量或单位体积的电池所输出的功率。
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6.电池的寿命
①使用寿命
指在一定条件下，电池工作到不能使用的工作时间。 ②循环寿命
指在二次电池报废之前，在一定放电条件下，电池 经历充放电循环的次数，循环寿命越长，电池的可逆 性能就越好。
④贮存寿命
指电池性能或电池容量降低到额定指标以下时的贮 存时间。
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t 电池实际容量 idt 100% 0 mZF / M 电池理论容量
（4）比容量： 指单位质量或单位体积电池所输出的电 量，分别以A· kg-1和A· L-1表示。 h· h· （5）额定容量： 指在设计和生产电池时，规定或保证在 指定的放电条件下电池应该放出的最低限度 的电量。
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4.电池的容量及影响因素
（1）电池容量C： 指在一定放电条件下，电池放电到终止电压时 所能放出的电量，单位为库仑（C）或安时（A· h）
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实际电池容量可通过下式计算： 恒电流放电： C=∫t0 i(t)dt=it 变电流放电： C= ∫t0 i(t)dt 恒电阻放电： C= ∫t0 i(t)dt=1/R ∫t0 V(t)dt （2）放电曲线 ：
7.自放电(self-discharge)
《化学电源》PPT课件
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化学电源已有200多年的发展历史：
1836年，英国化学家和气象学家丹尼尔（1790-1845） 对“伏特电堆”进行了改良，他使用稀硫酸作电解液， 解决了电池极化问题，制造出第一个不极化、能保持平 稳电流、并可反复充电的锌-铜电池，又称“丹尼尔电 池”。
从1859年普兰特 (Plant‘e)试制成功化成式铅蓄电池以后， 化学电源便进入了萌芽状态。
锌-银电池 Zn| KOH | Ag2O 锂电池
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（2）蓄电池 (二次电池)
电池工作时，在两极上进行的反应均为可逆 反应。因此可用充电的方法使两极活性物质恢复 到初始状态，从而获得再生放电的能力。这种充 电和放电能够反复多次，循环使用。常见的蓄电 池有：
铅酸蓄电池 Pb|H2SO4|PbO2 镉-镍蓄电池 Cd|KOH|NiOOH
（1）原电池 (一次电池)
电池经过连续放电或间歇放电后，不能用充电 的方法使两极的活性物质恢复到初始状态，即反 应是不可逆的，因此两极上的活性物质只能利用 一次。
原电池的特点是小型、携带方便，但放电电流 不大。一般用于仪器及各种飞子器件。广泛应用 的原电池有:
锌-锰干电池 Zn|NH4Cl，ZnCl2| MnO2， 锌-汞电池 Zn| KOH |HgO
综上所述，化学电源的发展是和社会的进步、 科学技术的发展分不开的，同时化学电源的发展 反过来又推动了科学技术和生产的发展。
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二、 化学电源的分类
化学电源的分类有不同的方法： 1.按活性物质的保存方式分类
(1)活性物质保持在电极上 (i)非再生型一次电池 (ii)再生型二次电池 (蓄电池)
铁-镍蓄电池 Fe|KOH|NiOOH
化学电源说课稿人教版
化学电源说课稿人教版一、教学目标本节课的教学目标旨在使学生理解化学电源的基本概念、工作原理以及日常生活中的应用。
通过本节课的学习，学生应能够：1. 掌握化学电源的基本原理，包括原电池和电解池的工作机制。
2. 识别并解释常见的化学电源类型及其在现实生活中的应用。
3. 培养学生的实验操作能力和科学探究精神，通过实验观察和分析加深对化学电源的理解。
4. 增强学生的环保意识，引导学生思考化学电源使用与环境保护之间的关系。
二、教学内容与学时分配1. 化学电源概述（20分钟）- 化学电源的定义及其重要性- 原电池和电解池的基本原理2. 常见化学电源类型（30分钟）- 干电池、蓄电池、燃料电池等的工作原理和特点- 化学电源在生活中的应用实例3. 实验操作：自制简易伏打电池（30分钟）- 实验目的、所需材料、操作步骤及注意事项- 观察实验现象，记录数据并进行分析讨论4. 化学电源与环境保护（15分钟）- 废旧电池的处理与回收- 化学电源使用对环境的影响及其解决方案5. 课堂小结与提问环节（15分钟）- 重点知识回顾- 解答学生疑问，巩固学习内容三、教学方法与手段1. 采用讲授与互动相结合的方式，通过提问激发学生的思考，引导学生主动参与课堂讨论。
2. 利用多媒体课件展示化学电源的工作原理和应用实例，增强直观性和趣味性。
3. 安排实验操作环节，让学生亲自动手制作简易伏打电池，通过实践活动加深理解。
4. 课堂小结时，通过提问和讨论的方式，检验学生对知识点的掌握情况。
四、教学过程1. 引入新课- 通过提问学生日常生活中使用的电池类型，引出化学电源的概念。
2. 讲授化学电源概述- 定义化学电源，并解释其在现代社会中的重要性。
- 简述原电池和电解池的工作原理，通过实例帮助学生理解。
3. 讲解常见化学电源类型- 详细介绍干电池、蓄电池、燃料电池等不同类型的化学电源。
- 讨论这些化学电源在生活中的应用，如手机、电动车等。
4. 实验操作- 指导学生分组进行自制简易伏打电池的实验。
化学电源相关知识点总结
化学电源相关知识点总结化学电源的基本原理是利用化学反应发生电子流动，从而产生电流。
其中最常见的化学电源是化学电池，它是一种将化学能转换为电能的装置。
常见的化学电池有干电池、碱性电池、锂离子电池等。
化学电源的工作原理是通过化学反应来产生电能。
在化学反应中，正极和负极会发生氧化还原反应，产生电子流动。
这些电子流动被引导到外部电路中，从而产生电流。
化学反应的速率和产生的电能取决于正极和负极的化学性质，以及电解质的导电性能。
化学电源的效率取决于多个因素，包括正极和负极的化学性质、电解质的导电性能、电池的设计参数等。
通过优化化学反应和电池设计，可以提高化学电源的能量密度和循环寿命。
化学电源的分类：1. 依据用途分类：（1）电动力源（2）电信号源（3）电热源（4）电光源（5）辅助电源2. 依据化学电源的构造不同方式分类：（1）蓄电池（又称化学电池）（2）燃料电池3. 依据原理或工作方式划分：（1）原电池、二次电池（2）原电池：也称干电池，使用后不能复原；（3）二次电池：使用后可通过外界电源复原；（4）生物电池：利用生物体内基液化学能转移到电能；（5）太阳能电池：利用光能转换为电能；（6）燃料电池：利用化合物的燃烧产生电能；化学电源的组成：1. 正极（正极材料、正极集流体和正极的连接线）2. 负极（负极材料、负极集流体和负极的连接线）3. 电解质（导电道、填液和隔膜）4. 包装（密封部件和外壳）化学电源的工作原理：化学电源是一种化学能转换为电能的装置。
它是通过化学反应来产生电能，并通过外部电路将这种能量输出。
化学电源的工作原理主要是利用正极和负极之间的氧化还原反应，从而产生电子流动。
这种电子流动被引导到外部电路中，从而产生电流。
化学电源的工作过程：1. 正极发生氧化反应，释放出电子，形成氧化物离子；2. 电子沿着外部电路流动到负极；3. 负极发生还原反应，接受电子，形成还原物质；4. 正极和负极之间的离子通过电解质进行传递，完成氧化还原反应；5. 通过外部电路流动的电子和离子重新结合，形成原料，化学反应再次开始。
化学电源知识点汇总总结
化学电源知识点汇总总结一、化学电源的基本概念和原理化学电源是利用化学反应产生的电能的装置，也称为化学电池。
化学电源的原理是通过化学反应将化学能转化为电能，从而产生电流。
化学电源主要包括化学电池和燃料电池两种类型。
1. 化学电池化学电池是一种将化学能转化为电能的装置，它由正极、负极和电解质组成。
正极和负极之间通过电解质隔膜隔开，当正极和负极连通时，化学反应发生，产生电流。
化学电池的工作原理是在正负极之间发生氧化还原反应，从而产生电流。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用氢气或其他可燃气体与氧气进行氧化还原反应产生电能的装置。
燃料电池的工作原理是通过将氢气与氧气在催化剂的作用下进行反应，产生电流。
二、化学电源的分类化学电源主要包括化学电池和燃料电池两种类型，根据不同的工作原理和应用领域可以进一步进行分类。
1. 原电池和二次电池原电池是一次性使用的化学电池，其化学反应发生后无法逆转。
二次电池则是可以重复充放电的化学电池，例如铅酸蓄电池和锂离子电池等。
2. 燃料电池的类型燃料电池可以根据使用的燃料和氧化剂的不同进行分类，常见的燃料电池包括氢氧燃料电池、甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
三、化学电源的应用化学电源作为一种高效的能源转化装置，广泛应用于各个领域。
1. 电动汽车随着环保意识的提高，电动汽车逐渐成为替代传统燃油车的首选。
电动汽车采用电池组作为动力来源，其中包括锂离子电池、镍氢电池等。
2. 便携式电子设备化学电源被广泛应用于便携式电子设备，例如手机、笔记本电脑、数码相机等。
这些设备通常采用锂离子电池或锂聚合物电池。
3. 家用电器化学电源也被应用于一些家用电器，例如手提吸尘器、电动工具、无线电话等。
这些设备通常采用镍镉电池、镍氢电池等。
4. 航空航天领域燃料电池在航空航天领域有着广泛的应用前景，可以用于飞机、无人机和宇宙飞船等。
5. 新能源领域燃料电池也被广泛应用于新能源领域，例如太阳能和风能的储能系统，通过燃料电池将太阳能和风能转化为电能。
2017高三化学一轮复习原电池 化学电源
2017高三化学一轮复习原电池化学电源在高三化学的学习中，原电池和化学电源是非常重要的知识点。
一轮复习时，我们要对这部分内容进行全面、深入的梳理和巩固，为后续的学习打下坚实的基础。
一、原电池的基本原理原电池是将化学能转化为电能的装置。
其工作原理基于氧化还原反应，在两个不同的电极上分别发生氧化反应和还原反应，从而形成电子的定向移动，产生电流。
以铜锌原电池为例，锌片作为负极，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝Zn²⁺；铜片作为正极，发生还原反应：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu。
电子由负极（锌片）通过外电路流向正极（铜片），溶液中的离子则在电池内部进行定向移动，形成闭合回路。
理解原电池的工作原理，关键在于把握以下几点：1、电极的判断：通常较活泼的金属作为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属作为正极。
但也有特殊情况，比如镁、铝在氢氧化钠溶液中构成原电池时，铝是负极。
2、电子和离子的移动方向：电子从负极流出，经外电路流向正极；溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
3、电极反应式的书写：要根据所给的电解质溶液和电极材料，准确判断氧化还原反应，并正确书写电极反应式。
二、原电池的构成条件要形成一个原电池，需要满足以下几个条件：1、有两种不同的活动性不同的电极材料，其中一种能够与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
2、电极要插入电解质溶液中。
3、要形成闭合回路，包括外电路和内电路。
4、能自发进行的氧化还原反应。
这四个条件缺一不可。
只有同时满足这些条件，原电池才能正常工作，实现化学能向电能的转化。
三、常见的原电池类型1、锌锰干电池锌锰干电池是最常见的一次电池。
分为酸性和碱性两种。
酸性锌锰干电池中，负极是锌筒，正极是石墨棒，电解质溶液是氯化铵和氯化锌的混合溶液。
碱性锌锰干电池中，负极是锌粉，正极是二氧化锰，电解质是氢氧化钾溶液。
2、铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池，可以反复充电和放电。
放电时，负极是铅，电极反应为：Pb ＋ SO₄²⁻ 2e⁻＝ PbSO₄；正极是二氧化铅，电极反应为：PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻＋ 2e⁻＝PbSO₄＋ 2H₂O。
化学电源与测试
化学电源与测试化学电源是将物质化学反应产生的能量直接转换成电能的一种装置。
由正极、负极、隔膜、电解液、外壳等组成电极是电池的核心部分，由活性物质和导电骨架组成。
对活性物质的要求是电化学活性高，组成电池的电动势高，即自发反应的能力强，质量比容量和体积比容量大，在电解液中的化学稳定性好，电子导电性好。
电解质在电池内部正负极之间担负传递电荷的作用，要求比电导高，溶液欧姆电压降小。
对固体电解质，要求具有离子导电性，而不具有电子导电性。
隔膜的作用是防止正负极活性物质直接接触，防止电池内部短路。
要求化学性能稳定，有一定的机械强度，对电解质离子运动的阻力小，是电的良好绝缘体，并能阻挡从电极上脱落的活性物质微粒和枝晶的生长。
外壳是电池的容器，要求机械强度高、耐振动、耐冲击、耐腐蚀、耐温差的变化等。
电化学反应过程电能与化学能的重要转变装置是原电池与电解池。
前者是通过化学反应获得电能，后者是通过电能制取化学物质。
两者一般都包含下列电极反应步骤：（1）电极作用物质自溶液本体向电极表面迁移，即液相传质步骤；（2）在电极表面吸附，脱出溶剂壳，配合物解体等电极放电反应前的步骤，又称前置表面转化步骤；（3）在电极表面放电步骤，又称电化学步骤；（4）放电后在电极附近的表面转化步骤，又称随后转化步骤；（5）产物生产新相，例如生成气泡离开电极或形成固态结晶的步骤。
化学电源的性能1、原电池电动势在等温等压条件下，当体系发生变化时，体系吉布斯自由能的减小等于对外所作的最大膨胀功，如果膨胀功只有电功，则式中：n——电极在氧化或还原反应中，电子的计量系数。
上式揭示了化学能转变为电能的最高限度，为改善电池性能提供了理论根据。
2、电池内阻电池内阻有欧姆电阻和电极在电化学反应时所变现的极化电阻。
欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。
隔膜电阻是当电流流过电解液时，隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻。
极化电阻是指电化学反应时由于极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。
第3章电池Batteries
第三章 电池 Batteries3.1 化学电源基本概念Q1基本术语化学电源：电池 Batteries ，将氧化还原反应的化学能直接转变为电能的装置。
放电 discharge ：化学电源对外电路供给能量的过程充电 charge ：放电的反过程。
化学电源按其工作性质和储存方式可分四类： 一次电池或原电池（primary battery ）：不能重复使用二次电池：可充电电池、蓄电池（secondary battery or rechargeable battery ） 储备电池 storage battery ：燃料电池：fuel cell ：连续电池：是一种以电化学方法将燃料的化学能直接转化成电能的高效率，无污染的装置。
按电解液的状态分：湿电池wet cell ：有过剩的电解液，液体处于流动状态干电池 dry cell ：向电解液中添加明胶或淀粉等物质将其糊状化。
Q2 化学电源的历史与发展a 1800年意大利科学家伏打教授发明伏打电源。
b 1859年法国科学家普朗特研制成功铅酸蓄电池、化学电源的发展开始进入萌芽时期。
c 1868年法国勒克朗谢发明了以4NH CL 为电解液的2MnO Zn -原电池。
d 1899年，瑞典人杨格纳发明了Ni Cd -蓄电池。
进入20世纪以后，人们除不断对以上电池进行改进外，同时又研制成功了许多新型化学电源。
尤其是50年代以后科学技术水平的进步 对化学电源的性能指出了越来越多和越来越高的要求， 人们生活水平的提高 促使化学电源不断向小型化，高能量、长寿命，能源危机 无污染方向发展。
环境保护认识如：e 60年代美国的航天技术崛起，其中成功使用的氢氧燃料电池激起了科学家的兴趣 70年代全球出现的能源危机又进一步推动了该类电池的发展。
f 80年代末，由储氢合金取代Ni Cd -蓄电池的的镉负板而诞生的Ni MH -电池以及高能量、无污染、无记忆效应等优势引起关注，至今仍风靡全球。
化学与物理电源
化学与物理电源一、化学电源化学电源是一种通过化学反应产生电能的装置，广泛应用于日常生活和工业生产中。
常见的化学电源有干电池和蓄电池。
干电池是一种便携式化学电源，内部由正负极、电解质和隔离膜等组成。
当外部电路连接到干电池上时，化学反应开始进行，正极的金属离子向负极移动，产生电流。
干电池的优点是体积小、重量轻、使用方便，适用于移动设备和小型电子产品。
然而，干电池的能量密度较低，不能充电，使用寿命有限。
蓄电池是一种可充电的化学电源，内部由正负极、电解质和隔离膜等组成。
蓄电池与干电池类似，但在电解质中添加了可逆反应物质，可以通过外部电源反向充电。
蓄电池的优点是能够重复充放电，使用寿命较长。
蓄电池广泛应用于汽车、太阳能电池板等领域。
二、物理电源物理电源是一种通过物理现象产生电能的装置，常见的物理电源有太阳能电池和风力发电机。
太阳能电池是利用光电效应将太阳能转化为电能的装置。
太阳能电池由多层半导体材料组成，当阳光照射到太阳能电池上时，光子激发半导体中的电子，使电子从价带跃迁到导带，形成电流。
太阳能电池的优点是清洁环保、可再生，适用于户外照明和太阳能发电系统。
风力发电机是利用风能转化为机械能，再由发电机将机械能转化为电能的装置。
风力发电机由风轮和发电机组成，当风力推动风轮转动时，发电机内的线圈产生感应电流，形成电能。
风力发电机的优点是可再生、无污染，适用于大型发电场和离网发电。
总结：化学电源和物理电源都是人们日常生活和工业生产中不可或缺的能源装置。
化学电源通过化学反应产生电能，包括干电池和蓄电池；物理电源通过物理现象产生电能，包括太阳能电池和风力发电机。
不同的电源具有各自的优点和适用范围，为人类的生活和工作提供了便利和可持续的能源支持。
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根据电池的放电 曲线，通常可以确定 电池的放电性能和电 池的容量。
1. 通常电池的放电曲 线越平坦、稳定、电 池的性能就越好。
2. 电池的容量大小。
电池的容量和比容量： • 电池的容量 电池在一定的放电制度下，所放出的电量C，可以用安 时（Ah)表示。Ah表示1安培（A）电流放电1小时（h）。 1. 理论容量： 理论容量是根据活性物质的重量按法拉 第定律计算出的电量。 理论容量的计算方法（举例说明） 例如：设某电池中的负极为 Zn，其重量为13.5克，求 锌电极的理论容量？
• •
本章重点：
化学电源的组成和工作原理：构成电池的必 要条件；化学电源的基本组成部分及其作用。 化学电源的主要性能：开路电压和电动势的 意义及区别；内阻及其对电池性能的影响； 工作电压及放电曲线的意义；容量、比容量、 放电时率与放电倍率，利用率及其影响因素； 能量，高比能量电池的条件；功率及其影响 因素；自放电及其影响因素。
一、化学电源的组成和工作原理
•
•
构成电池的必要条件：
化学反应中的两个过程必须分隔在两个区 域进行。（区别于一般的化学反应）
物质在发生氧化还原反应时，电子必须经 过外电路。（区别于腐蚀电池 ）
化学电源的基本组成部分及其作用：
• 电极
• 电解质
• 隔膜
• 外壳
化学电源的工作原理：
以丹尼尔电池为例讨论化学电源的工作原理： 丹尼尔电池： （－）Zn│ZnSO4（c1）‖ CuSO4 （c2） │Cu(+)
按电解质的性质分：
• 电解质为碱性水溶液—碱性电池
• 电解质为中性水溶液—中性电池
• 电解质为酸性水溶液—酸性电池
• 电解质为有机电解质溶液—有机电解质电池 • 电解质为固体电解质—固体电解质电池
按正负极活性物质的材料分：
• Zn-MnO2系列电池。
• Zn－AgO系列电池
• Cd-NiOOH电池
F2 2e 2F
=2.87V
平
电池的内阻：
• 电流通过电池内部时受到的阻力，也叫全内阻。
• 包括两部分: 电池的欧姆内阻 电极的极化所相当的内阻，也叫极化内阻
电池的工作电压及放电曲线：
• 工作电压
电池工作时两端的电压
• 放电制度 人为规定的放电条件称为放电制度 （放电电流、放电温度、放电的终止电压、 放电方式） • 放电曲线 用绘图的方式表示出电压随时间的变化曲线
Q理=13.5/32.69×26.8=11.1Ah
另外由于32.69克锌可产生26.8Ah的电量，故我们又 可以得到：
32.69克/26.8AH=1.22克/AH
或 26.8Ah/32.69克=0.82Ah/克 即理论上得到1Ah的电量，就需要消耗1.22克的锌或 消耗1克 锌就可得到0.82Ah的电量。 通常把输出1Ah的电量，理论所需要的活性物质的量 称为该物质的电化当量。有了电化当量，对理论电量的计 算更为方便了。 如上例： Q理=13.5/1.22=11.1Ah 2. 实际容量： 实际容量指在一定的放电制下（放电方式, 一定的电流密度和终止电压等），电池所能给出的电量。
电池的电动势的大小是通过电池热力学原理 理论计算获得，不能实验测定。即：
E
平
平
正极：aA ne cC 负极：bB ne dD
c d
G RT a c a d E=E ln a b 平 平 nF nF a a
A B
0 0 0 （ G ） （ G ） G 正 负 = 正平 负平 E nF nF
由此可以明确地看出，若正极的电位越正，负极的电位 越负，电池的电动势也就越高。 从元素的标准电位序来看，在元素周期表左上边的元素 （IA,IIA族）具有较负的电位，右上边的元素（VIA,VIIA族） 具有较正的电位。由这些元素组成的电池可以得到较高的电 动势。
其中以Li的电位为最负：
Li e Li 平 =-3.045V (在酸性介质中)
负极： Zn－2e→ Zn2＋ 氧化 正极： Cu2＋＋2e→Cu 还原 电池反应： Zn＋Cu2＋→Zn2＋＋Cu —成流反应
二、 化学电源的分类
按工作性质分：
• 原电池，又称一次电池
• 蓄电池，又称二次电池
• 储备电池，又称激活式电池
• 燃料电池，又称连续电池 • 电化学电容器：超大容量或者超级电容器， 介于传统电容器和电池之间的新型电源；分 为双电层电容器和赝电容器
实际容量的计算：
（1）若是恒电流放电
QI =I t(AH)
t t
（2）恒电阻放电 由于恒电阻放电时，I 是不断变化的，故QR要通过积分 的方法计算：
V 1 t 1 QR Idt dt Vdt V平t 0 0 R R 0 R
电极反应：
Zn 2e Zn
2
从反应式知锌的反应电子数为2，故1克当量的Zn应为 65.38÷2=32.69克 另外由法拉第定律知道，1克当量的活性物质可产生 96500库仑的电量（96500/3600=26.8Ah)，也就是该有 32.69克的Zn, 就可以产生26.8Ah的电量，所以现在有13.5 克的锌，理论上所能产生的电量应为：
• 铅酸电池
• 氢镍电池
• 锂离子电池
等等
活性物质的保存方式分：
• 活性物质保存在电极上 通常的一次、二次电池 • 活性物质从外边连续供给电极 燃料电池
三、 化学电源的主要性能
电池的开路电压与电动势：
• 电动势E：
电池两极断路时，处于热力学平衡状 态下，两极平衡电位之差。
开路电压V开： 电池断路时，两极的稳定电位之差。
氟的电位为最正：
若做成锂氟电池 2Li F2 2LiF ，其电动势可 达5.91V。这是化学电源中电动势最高的数值。 应当注意的是，在选择电极活性物质时，不能只看 平衡电位数值的高低，还要看（1）它在介质中的稳定 性（2）材料来源（3）电化当量等多方面的因素。例如 Li－F2,若组成电池，它具有很高的电动势，但由于Li只 适用与非水溶剂电解质，F2是活性的气体，不易储存和 和控制，因而由单质Li与F2组成电池也是不切合实际的。