化学电源 课件
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人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
燃料电池汽车
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、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， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
燃料电池汽车
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、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， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
化学电源课件
循环寿命
循环寿命：化学电源在多次充放电过程中能够保持性能和容量的时间长度。 循环寿命取决于电池的材料、结构和制造工艺，以及使用条件和环境因素。
长循环寿命的电池能够延长使用寿命，减少更换次数和维护成本。
内阻
01
02
03
内阻：化学电源内部所具有的 电阻，包括欧姆电阻和极化电 阻。
内阻的大小直接影响电池的充 放电性能和效率，内阻越大， 充放电效率越低。
目前，燃料电池广泛应用于汽车、航 天、船舶和发电站等领域。
燃料电池由燃料（如氢气、甲醇等） 、氧化剂（如氧气、空气等）和电极 （正负极）组成。
燃料电池的优点包括高效率、低污染 和低噪音等。
太阳能电池
太阳能电池是一种利用太阳能光子的 能量转换成电能的装置。
目前，太阳能电池广泛应用于光伏发 电站、太阳能热水器和太阳能灯等领 域。
降低内阻有助于提高电池的充 放电性能和效率，减少能量损 失。
自放电率
01
自放电率：化学电源在 不使用情况下，其存储 的能量自行损失的速度
。
02
自放电率取决于电池的 材料、结构和制造工艺 ，以及环境温度和湿度
等因素。
03
自放电率越低，电池的 长期存储性能越好，能 够保持更长时间的可用
容量。
04
化学电源的发展趋势
电动汽车的普及
随着环保意识的提高和技术的进步，电动汽车的市场份额将持续增长。化学电源作为电 动汽车的核心技术，将发挥关键作用，为电动汽车的长距离行驶和快速充电提供支持。
电池技术的改进
未来，电动汽车的续航里程和充电速度将通过改进电池技术得到提升。新型化学电源的 开发将满足更严格的性能要求，如更高的能量密度、更快的充电速度和更长的使用寿命
化学电源PPT教学课件
vo
h=5m
2J
求解曲线运动问题
某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球 质量100g，出手时速度大小为10m/s,落地时速 度大小为16m/s，取g=10m/s2，试求：
（1） 人抛球时对小球做多少功？
（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？
求解曲线运动问题
人抛球：
W人
1 2
mv02
0
V0
球在空中：
在20m高处，某人将2kg的铅球以15m／s的速度 （水平）抛出，那么此人对铅球做的功是多少？
求变力做功问题
（平均力做功问题）
一颗质量m=10g的子弹，以速度v=600m／s
从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多少？
若测得枪膛长s=0.6m，则火药引爆后产生的
高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多
大？
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负
极
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
正
极
O2 + 4e-= 2O2－
负 极
2H2 - 4e- = 4H+
正
极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
化学电源
心脏起博器中用了这样一个原电池(示意图)：
已知人体血液的pH值在7.35～ 7.45之间。将心脏起博器，植入如 图红色区域静脉血管内，请写出电 极反应式并分析其工作原理。
负极： C6H12O6+ 6H2O —24e- = 6CO2 +24H+
正极： O2 + 4 H+ +4 e- = 2H2O
该电池的电动势为1.24V，设有一长满绿藻的正方形游泳池， 边长10m，在平均光照度下每 1㎝2 面积上可按上述原电池产生 1mA 电流，求该游泳池产生的总电力。
h=5m
2J
求解曲线运动问题
某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球 质量100g，出手时速度大小为10m/s,落地时速 度大小为16m/s，取g=10m/s2，试求：
（1） 人抛球时对小球做多少功？
（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？
求解曲线运动问题
人抛球：
W人
1 2
mv02
0
V0
球在空中：
在20m高处，某人将2kg的铅球以15m／s的速度 （水平）抛出，那么此人对铅球做的功是多少？
求变力做功问题
（平均力做功问题）
一颗质量m=10g的子弹，以速度v=600m／s
从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多少？
若测得枪膛长s=0.6m，则火药引爆后产生的
高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多
大？
电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
负
极
2H2 - 4e- +2O2－= 2H2O
正
极
O2 + 4e-= 2O2－
负 极
2H2 - 4e- = 4H+
正
极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
化学电源
心脏起博器中用了这样一个原电池(示意图)：
已知人体血液的pH值在7.35～ 7.45之间。将心脏起博器，植入如 图红色区域静脉血管内，请写出电 极反应式并分析其工作原理。
负极： C6H12O6+ 6H2O —24e- = 6CO2 +24H+
正极： O2 + 4 H+ +4 e- = 2H2O
该电池的电动势为1.24V，设有一长满绿藻的正方形游泳池， 边长10m，在平均光照度下每 1㎝2 面积上可按上述原电池产生 1mA 电流，求该游泳池产生的总电力。
完整版 化学电源PPT课件
碱性锌锰电池构造示意图
Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2
• 优缺点简析：只能一次使用，不能 充电；价格较贵；比能量和储存时
碱性电池
间有所提高，适用于大电流和连续
放电。
10
（二）、二次电池——铅蓄电池
• (-) Pb│H2SO4│PbO2 (+) • 负极(Pb)：
Pb-2e-+SO42-=PbSO4 • 正极(PbO2)： PbO2+2e-+4H++SO42-
工作原理
锌筒 石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌锰干电池的结构 普通锌锰电池
9
• (-) Zn│KOH│MnO2 (+)
• 负极(Zn)：
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 • 正极(MnO2)： 2MnO2+2H2O+2e-
=2MnOOH+2OH-
• 电池总反应：
还有隔膜，电池外壳及其它一些配件。例如接线柱，汇流 排（见下图），电池各部分的作用为：
1. 正极和负极 正极和负极的作用是参加电化学
反应和导电。负极通常都是由电位较 负的金属承担。如：Zn、Mn、Al、 Cd、Fe······。它们本身都是还原剂， 在放电过程中被氧化，所以电池的负 极也就是阳极；正极通常是采用电位 较正的金属或其它氧化物，例如 MnO2、PbO2······。它们都是氧化剂， 在放电的过程中被还原，放电时电池 的正极也是阴极。
造成短路。隔膜的好坏对电池的质量影响很大，对隔膜通 常有如下要求：
6
（1）内阻小 （2）能阻挡脱落的活性物质透过 （3）能耐电解质溶液的腐蚀，及电极氧化剂的氧化 （4）来源丰富，价格低廉 4. 电池外壳
2024版化学课件《化学电源》优秀ppt1说课
实验技能提升
通过实验操作，学生掌握了化学电源的组装、使用和测试方法，提高 了实验技能和动手能力。
问题解决能力
学生能够独立思考和解决问题，如分析化学电源性能差异的原因，提 出改进方案等。
团队协作与沟通能力
学生在小组实验中积极参与讨论和合作，提高了团队协作和沟通能力。
拓展延伸：相关前沿科技动态介绍
固态电池技术
01
铅蓄电池
由两组平行排列的栅状铅合金极板组成，正极板上的活性物质是二氧化
铅，负极板上的活性物质是海绵状纯铅。放电时，两极板上的活性物质
都转变为硫酸铅。
02
锂离子电池
以含锂的化合物作正极，如钴酸锂、锰酸锂等，负极采用石墨等碳素材
料。锂离子电池具有工作电压高、比能量大、自放电小、无记忆效应等
优点。
03
工作原理。
教学策略
采用讲解、示范、讨论、实验等 多种教学方法，引导学生积极参 与课堂活动，激发学生的学习兴
趣和主动性。
学生活动
设计实验探究原电池的工作原理， 分组讨论化学电源的应用和发展 趋势，培养学生的实践能力和创
新精神。
03
化学电源基本原理
原电池工作原理
01
02
03
氧化还原反应
原电池中的化学反应本质 上是氧化还原反应，其中 负极发生氧化反应，正极 发生还原反应。
结果分析
02
根据实验数据计算化学电源的性能参数，如电动势、内阻等。
分析实验结果与理论预测的差异及可能原因。
03
数据记录、结果分析及实验报告要求
1
讨论不同类型化学电源的性能特点和适用范围。
实验报告要求
2
3
实验报告应包括实验目的、原理、步骤、数据记 录、结果分析和结论等部分。
通过实验操作，学生掌握了化学电源的组装、使用和测试方法，提高 了实验技能和动手能力。
问题解决能力
学生能够独立思考和解决问题，如分析化学电源性能差异的原因，提 出改进方案等。
团队协作与沟通能力
学生在小组实验中积极参与讨论和合作，提高了团队协作和沟通能力。
拓展延伸：相关前沿科技动态介绍
固态电池技术
01
铅蓄电池
由两组平行排列的栅状铅合金极板组成，正极板上的活性物质是二氧化
铅，负极板上的活性物质是海绵状纯铅。放电时，两极板上的活性物质
都转变为硫酸铅。
02
锂离子电池
以含锂的化合物作正极，如钴酸锂、锰酸锂等，负极采用石墨等碳素材
料。锂离子电池具有工作电压高、比能量大、自放电小、无记忆效应等
优点。
03
工作原理。
教学策略
采用讲解、示范、讨论、实验等 多种教学方法，引导学生积极参 与课堂活动，激发学生的学习兴
趣和主动性。
学生活动
设计实验探究原电池的工作原理， 分组讨论化学电源的应用和发展 趋势，培养学生的实践能力和创
新精神。
03
化学电源基本原理
原电池工作原理
01
02
03
氧化还原反应
原电池中的化学反应本质 上是氧化还原反应，其中 负极发生氧化反应，正极 发生还原反应。
结果分析
02
根据实验数据计算化学电源的性能参数，如电动势、内阻等。
分析实验结果与理论预测的差异及可能原因。
03
数据记录、结果分析及实验报告要求
1
讨论不同类型化学电源的性能特点和适用范围。
实验报告要求
2
3
实验报告应包括实验目的、原理、步骤、数据记 录、结果分析和结论等部分。
化学电源精品课件
目前大部分化学电源的能量密度和功率密度相对较低，难以满足高能持续供电和高功率输出的需求。
化学电源技术发展趋势
提高能量密度和功率密度
未来化学电源将朝着提高能量密度和功率密度的方向发展，以满足高能持续供电和高功率输出的需求。
未来化学电源将研究快速充电技术，延长使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
未来化学电源将注重提高使用安全性和环保性，降低使用过程中对环境和人体的影响。
2
3
电池作为移动通讯设备的动力来源，为设备提供稳定可靠的动力。
针对不同种类的移动通讯设备，有不同类型的电池，如手机电池、平板电脑电池、移动电源等。
随着技术的发展，移动通讯设备的电池性能也在逐步提高，如能量密度更高、充电速度更快、使用寿命更长等。
03
针对电动车的应用特点，需要开发更加高效、安全、环保的化学电源技术。
汽车及电动车
01
化学电源在汽车领域的应用包括汽车启动电池、应急启动电池等。
02
随着电动车的发展，化学电源在电动车领域的应用也越来越广泛，包括动力电池、储能电池等。
航空航天领域对电源的要求非常高，需要具有高能量密度、高可靠性、长寿命等特点。
化学电源在航空航天领域的应用包括卫星电源、空间站电源等。
随着技术的发展，航空航天领域的电源技术也在逐步提高，如锂硫电池、锂空电池等新型化学电源的应用。
使用过程中的环保问题及解决方案
THANK YOU.
谢谢您的观看
原电池与电解池的区分
原电池是将化学能转变为电能，而电解池是将电能转变为化学能。
原电池
将化学能直接转化为电能的装置。
在化学反应中，物质得到电子的过程称为还原，失去电子的过程称为氧化。
氧化还原反应
原电池中发生的化学反应是电池反应，包括氧化反应和还原反应。
化学电源技术发展趋势
提高能量密度和功率密度
未来化学电源将朝着提高能量密度和功率密度的方向发展，以满足高能持续供电和高功率输出的需求。
未来化学电源将研究快速充电技术，延长使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
未来化学电源将注重提高使用安全性和环保性，降低使用过程中对环境和人体的影响。
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3
电池作为移动通讯设备的动力来源，为设备提供稳定可靠的动力。
针对不同种类的移动通讯设备，有不同类型的电池，如手机电池、平板电脑电池、移动电源等。
随着技术的发展，移动通讯设备的电池性能也在逐步提高，如能量密度更高、充电速度更快、使用寿命更长等。
03
针对电动车的应用特点，需要开发更加高效、安全、环保的化学电源技术。
汽车及电动车
01
化学电源在汽车领域的应用包括汽车启动电池、应急启动电池等。
02
随着电动车的发展，化学电源在电动车领域的应用也越来越广泛，包括动力电池、储能电池等。
航空航天领域对电源的要求非常高，需要具有高能量密度、高可靠性、长寿命等特点。
化学电源在航空航天领域的应用包括卫星电源、空间站电源等。
随着技术的发展，航空航天领域的电源技术也在逐步提高，如锂硫电池、锂空电池等新型化学电源的应用。
使用过程中的环保问题及解决方案
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原电池与电解池的区分
原电池是将化学能转变为电能，而电解池是将电能转变为化学能。
原电池
将化学能直接转化为电能的装置。
在化学反应中，物质得到电子的过程称为还原，失去电子的过程称为氧化。
氧化还原反应
原电池中发生的化学反应是电池反应，包括氧化反应和还原反应。
化学电源-完整PPT课件
[知识小练] 1．写出下列燃料电池装置的总反应方程式和电极反应式
[答案] ①CH4＋2O2===CO2＋2H2O CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ 2O2＋8e－＋8H＋===4H2O ②CH4＋2O2＋2OH－===CO23－＋3H2O CH4－8e－＋10OH－===CO23－＋7H2O 2O2＋8e－＋4H2O===8OH－
(2)复杂电池反应的电极反应式书写 复杂的电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应 式 如 CH4 碱性燃料电池负极反应式的书写： CH4＋2O2＋2OH－===CO23－＋3H2O……总反应式 2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式 CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO23－……负极反应式
一次电池：活性物质__发__生__氧__化__还__原__反__应___的 物质消耗到一定程度，就不能使用了，其电解 质溶液制成__胶__状__，不流动，也叫做__干__电__池__，如锌锰电池 化学电池二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得 再 燃生 料， 电又 池称 ：一__充种__电连__电续__池地__或将__蓄____燃电____料池____和____氧__， _化_如 _剂_铅 __蓄 的电 化池 学 能直接转换成电能的化学电池，如氢氧燃料电池
(2)充电时。 铅蓄电池的充电反应是放电反应的__逆__过__程___。 阴极：__P_b_S_O_4_(_s)_＋__2_e_－_=_=_=_P__b_(s_)_＋__S_O_4_2_-(_a_q_) (__还__原__反应) 阳极：PbSO4(s)＋2H2O(l)－2e－===PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SO42－(aq)(_氧__化__反应) 总反应：__2_P__b_S_O_4_(s_)_＋__2_H_2_O_(_l_)=_=_=__P_b_(s_)_＋__P_b_O_2_(_s)_＋__2_H__2S_O__4(_a_q_)___。 上述充放电反应可写成一个可逆反应方程式：
应用电化学课件第三章化学电源
要点二
详细描述
质子交换膜燃料电池以质子交换膜为媒介，通过电化学反 应产生电能。在电池中，氢气在阳极被氧化成氢离子和电 子，氢离子通过质子交换膜传递到阴极，与氧气和电子反 应生成水。电子通过外电路传递形成电流，为外部负载提 供电力。质子交换膜燃料电池具有较高的能量密度和效率 ，且工作温度较低，因此被广泛应用于汽车、便携式电源 等领域。
甲醇燃料电池
总结词
甲醇燃料电池是一种以甲醇为燃料，通 过电化学反应产生电能的装置。
VS
详细描述
甲醇燃料电池以甲醇为燃料，通过电化学 反应产生电能。甲醇在阳极被氧化生成甲 醛和电子，电子通过外电路传递形成电流 ，为外部负载提供电力。同时，在阴极上 ，氧气与电子和水反应生成水。
磷酸燃料电池
总结词
磷酸燃料电池是一种以磷酸为电解质，通过 电化学反应产生电能的装置。
应用电化学课件第三章化学 电源
目录
• 化学电源概述 • 一次电池 • 二次电池 • 燃料电池 • 化学电源的应用
01
化学电源概述
定义与分类
定义
化学电源是一种将化学能直接转 化为电能的装置，也称为电池。
分类
根据工作原理和特点，化学电源 可分为一次电池、二次电池、燃 料电池等类型。
工作原理与特点
和充电效率较低，且存在一定的环境污染问题。
镍镉电池
总结词
镍镉电池是一种可充电的二次电池，具有较高的能量密度和自放电率较低的优点，但存在记忆效应和重金属污染 问题。
详细描述
镍镉电池由正极、负极、电解液和隔膜组成，正极为氢氧化镍，负极为镉。在充电过程中，正极上的氢氧化镍发 生还原反应，负极上的镉发生氧化反应。镍镉电池的优点包括较高的能量密度、自放电率较低、可快速充电以及 较好的耐过充过放能力。然而，其存在记忆效应和重金属污染问题，且镉资源有限。
《化学电源》PPT课件
ppt课件
5
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
ppt课件
11
（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。
ppt课件
9
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》公开课课件
为减少化学电源对环境的污染，应积 极推广绿色能源技术，如太阳能、风 能等可再生能源技术。
应对措施
针对环境污染问题，应采取相应的应 对措施，如建立废旧电池回收体系、 推广环保电池技术、加强环保监管等 。
未来发展趋势预测与展望
技术创新
随着科技的不断进步，化学电源技术将不断创新 和发展，提高电池的能量密度、寿命和安全性。
反应原理
原电池通过氧化还原反应将化学能转化为电能。在原电池中，负极发生 氧化反应，正极发生还原反应。电解质溶液和隔膜的作用是传输离子和 阻止电子直接通过。
电流方向
电流从正极流向负极，电子从负极流向正极。
电解池工作原理
组成
电解池由电源、电解槽、电极和电解质组成。
反应原理
电解池通过施加外部电压来驱动离子在电解质中的定向移动，从而将电能转化为化学能。在电解池中，阳极发生氧化 反应，阴极发生还原反应。电解质的作用是传输离子并参与反应。
定性。
结构设计
通过改进电池结构，如采用多孔电极 、优化电解质等，提高电池的能量密 度和功率密度。
电池管理系统
通过电池管理系统对电池进行实时监 控和调节，延长电池寿命和提高安全 性。
实际应用案例分析
01
02
03
手机电池
以锂离子电池为例，探讨 手机电池的性能指标、优 化方法及实际应用中的问 题。
电动汽车电池
根据能量转换方式，化学电源可分为 原电池和蓄电池两大类。
发展历程与现状
发展历程
化学电源自1800年意大利科学家伏 打发明的伏打电池为起点，经历了近 200年的发展，技术不断进步。
现状
现代化学电源广泛应用于各种领域， 包括电子产品、电动汽车、航空航天 等，成为现代社会不可或缺的能源装 置。
化学电源ppt课件
②优点：能连续不断的提供电能。能量转换率高(超过80%，普通的只有30%)，有利于
节约能源，排放的废弃物少甚至零排放，绿色环保。
③缺点：体积较大、附属设备较多
氢氧燃料电池：
氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料 (H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反 应和还原反应。
-+
总反应：2H2＋O2 2H2O
一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（常见的燃料除H2外， 还有烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、肼(NH2—NH2)等，氧化剂为空气中的氧气或纯 氧。
①结构特点： 电极本身只是催化转化元件，不参与反应 ，但具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭 电极等；反应物（燃料和氧化剂）不是储存在电池内部，由外部连续供给；产物不断排 出。
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境
工作原理:
①放电过程:
放电：化学能转化为电能 充电：电能转化为化学能
负极：Pb-2e- + SO42- PbSO4 氧化反应 正极：PbO2 +2e- + 4H++SO42- PbSO4 +2H2O 还原反应
电池总反应：2H2 + O2= 2H2O
负极
2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极 正极 负极 正极 负极 正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
节约能源，排放的废弃物少甚至零排放，绿色环保。
③缺点：体积较大、附属设备较多
氢氧燃料电池：
氢氧燃料电池用Pt作电极，不断充入燃料 (H2)和氧化剂(O2)，分别在两极发生氧化反 应和还原反应。
-+
总反应：2H2＋O2 2H2O
一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。（常见的燃料除H2外， 还有烃类(如CH4)、醇类(如CH3OH)、肼(NH2—NH2)等，氧化剂为空气中的氧气或纯 氧。
①结构特点： 电极本身只是催化转化元件，不参与反应 ，但具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭 电极等；反应物（燃料和氧化剂）不是储存在电池内部，由外部连续供给；产物不断排 出。
优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉
缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境
工作原理:
①放电过程:
放电：化学能转化为电能 充电：电能转化为化学能
负极：Pb-2e- + SO42- PbSO4 氧化反应 正极：PbO2 +2e- + 4H++SO42- PbSO4 +2H2O 还原反应
电池总反应：2H2 + O2= 2H2O
负极
2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极 正极 负极 正极 负极 正极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+
O2 + 2H2O + 4e-= 4OH2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
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1、化学电池
化学电池是将化学能转变为电能的装置。
它主要包括一次电池、二次电池、燃料电池。
• 一次电池（干电池）：活性物质消耗到一 定程度，就不能使用；
• 二次电池（充电电池或蓄电池）：放电后 可以再充电使活性物质获得再生；
• 燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化 学能直接转换成电能的化学电池。
负极： 1/2H2 + OH- - e- = H2O 正极： NiOOH + H2O + e-= Ni(OH)2 + OH-
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负极：Zn +2OH--2e- =Zn(OH)2
正极：Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH总反应: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2
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4、锂电池
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。
正极反应 PbO2→PbSO4
两电极质
增加
量 硫酸溶液 硫酸浓度变小,密度变小
PbSO4→ PbO2 减少
硫酸浓度变大,密度变大
能量转换
化学能→电能
电能→化学能
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2.镍氢电池
圆柱可充镍氢电池 方形可充镍氢电池
镍氢（MH-Ni) 电池
放电
电池反应：1/2H2 + NiOOH 充电 Ni(OH)2
体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运 而生。这类电池的重要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。
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112+2H2O=2M氢n氧O化O氧H锰+Zn(OH)2 负极：——Zn
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2、化学电池的分类
普通锌锰干电池
一次电池 碱性锌锰电池
锌银纽扣电池
铅蓄电池
化学电池 二次电池 银锌蓄电池
锂离子电池
燃料电池 氢氧燃料电池
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3、化学电源的组成
正极：常选用金属氧化物 负极：常选用较活泼金属
与活性物质一起构成电极的添加剂一般有：导电剂、 粘结剂、缓蚀剂等。
化学电源
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形形色色的电池
A
Cu
Zn
a极 b极
稀H2SO4
H2O
CH4
O2
KOH溶液
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形形色色的电池
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用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
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用途广泛的电池
用于“神六”的太阳能电 池
笔记本电脑专用电池 摄 像 机 专 用 电 池
手机专用电池 池各 式 各 样 的 纽 扣 电
H2SO4
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①放电过程
负极：Pb + SO42- -2e- =PbSO4 氧化反应
正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e- =PbSO4 +2H2O
放电过程总反应：
还原反应
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程
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②充电过程 接电源负极
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2
正极：——MnO2
2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH电解质：KOH
优点：比能量和储存时间有所提高，适用于大电流 和连续放电
缺点：多数只能一次使用，不能充电；价格较贵
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3、锌银钮扣电池
锌银电池的负极是Zn， 正极是Ag2O，电解质是 KOH。
正极 （MnO2和C）：
普通锌-锰干电池的结构
2NH4++2MnO2 + 2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O
电池反应：
Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
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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。
电解液：高导电率，化学稳定性好、不易挥发、易于 长期贮存
隔膜：较高离子传输能力，较低电子导电能力，好的 化学稳定性和一定的机械强度。
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4、衡量电池优劣的指标
• 比能量：电池单位质量或单位体积所能输 出电能的多少，符号(W·h)/kg ,(W·h)/L
• 比功率：电池单位质量或单位体积所能输 出功率的大小，符号W/kg ,W/L
阴极：PbSO4 +2e- =Pb + SO42- 还原反应
阳极：
接电源正极
PbSO4 +2H2O -2e- = PbO2 + 4H++ SO42- 氧化反应 充电过程总反应：
2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 铅蓄电池的充放电过程：
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
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4、锂电池（非水有机溶剂电解液）
负极：2Li - 2e- = 2Li+， 正极：I2 + 2e- = 2I-， 总反应：2Li + I2 = 2LiI
跟其它金属作负极相比，使用寿命延长， 高能、质轻、电压高、工作效率高、储存 寿命长。为什么？
与作负极材料的金属相比较，相同质量时锂 提供电子数最多。
• 储存时间：电池的储存时间的长短
•
除特殊情况外，质量轻、体积小而
输出电能多、功率大、储存时间长的电池，
更适合使用者的需要。
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一、一次电池(又叫干电池) 普通锌锰电池 1、普通干电池
碱性电池
锌筒
石墨棒
NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
负)Z极n（NZHn4）Cl：ZZnC–l22 eM- =nOZ2n,2C+ (
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优点：
可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点：
比能量低、笨重、废弃电池污染环境
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电池反应
放电
Pb+PbO2+2H2SO4 充电 2PbSO4+2H2O
(负极) (正极) (电解液)
(白色沉淀)
过程
放电过程
充电过程
负极反应 Pb(铅)→PbSO4(硫酸铅) PbSO4(硫酸铅)→ Pb(铅)
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二、二次电池
二次电池特点：又称充电电池 或蓄电池，放电后可以再充电， 使活性物质可以获得再生。这 类电池可反复多次使用。
1、铅蓄电池
铅蓄电池是以平行排列的
铅、铅锑合金或铅钙合金栅 板为主架，栅格中交替地填 充着负极和正极地铅和二氧 化铅，电解质为H2SO4溶液。
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