化学电源
化学电源
①充电过程
接电源负极 阴极：PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应 阳极： 接电源正极
氧化反应 充电过程总反应： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq)
银锌蓄电池
1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。 1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合 金，电解质溶液KOH。反应式为： 充电 2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O 放电
燃料电池
大有发展前景的燃料电池
燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃 料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的 化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃 料电池的能量转化率可达近80%，约为火力发 电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太 多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等 废气污染都接近零；燃料电池发明于19世纪30年代
缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液
改进后碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。 Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
化 学 电 源
请考虑，废旧干电池，有无污染的问题，如何解决？
常见化学电源(电极反应式书写)
总反应：Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3 正极：2MnO2+H2O+2e-→Mn2O3+2OH负极：Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e-
5、氢-氧电池：
总反 应
2H2 + O2=2H2O
介质 硫酸
负极 2H2→4H++4e正极 O2+4H++4e-→2H2O 6．锂电池：(正极材料为LiMnO2) 总反应：Li + MnO2=LiMnO2 正极：Li++e-+MnO2→LiMnO2 负极：Li→Li++e-
正极： 负极 13、反应式为：
的原电池。
负极：
正极：
14、钢铁析氢腐蚀
负极：
正极：
总反应式：
15、钢铁吸氧腐蚀
负极：
正极：
总反应式：
氢电池在充放电过程中的电化学反应如下： 正极：
负极：
总的电池反应为：
16．心脏起搏器 有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内做某种心脏病人的心脏
3、铅蓄电池：(电解质溶液：硫酸)
总反应：Pb + PbO2 + 2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O 正极：PbO2 + 4H++SO42-+2e-→PbSO4 + 2H2O 负极：Pb + SO42-→PbSO4 +2e-
常见化学电源
5.新型燃料电池
（2）甲醇燃料电池 ） • • • • • • • 碱性介质 碱性介质 正极： 正极： 3O2 + 12e– + 6H2O → 12OH– 负极： 负极： 2CH3OH - 12e– + 16OH – → 2CO32 – +12H2O 总反应式： 总反应式： 2CH3OH + 3O2 + 4OH– = 2CO32 – +6 H2O
• • • • • • •
酸性介质： 性介质： 正极： 正极： O2 + 4H+ +4e¯== 2H2O; 负极： 负极： 2H2-4e-==4H+ 总电池反应： 总电池反应： 2H2+O2=2H2O
5.新型燃料电池
（2）甲醇燃料电池 ） • 直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电 池的一种变种， 池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预 先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳， 先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质 子和电子， 子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电 池一样， 池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧 反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。 反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。
• 该电池用取之不尽的海水为电解液，靠空气中 该电池用取之不尽的海水为电解液， 的氧使铝不断氧化而产生电流。 的氧使铝不断氧化而产生电流。1991年，我国 年 首创以铝-空气 海水为能源的新型电池， 空气-海水为能源的新型电池 首创以铝 空气 海水为能源的新型电池，用作 航海标志灯已研制成功。 航海标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的 海水为电解液， 海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而 产生电流。这种海水电池的能量比“干电池” 产生电流。这种海水电池的能量比“干电池” 高20～50倍。 ～ 倍 • 1991年我国首创以铝－空气－海水电池作为能 年我国首创以铝－ 年我国首创以铝 空气－ 源的新型海水标志灯，以海水为电解质， 源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空 气中的氧气使铝不断氧化而产生电流， 气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把 灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光。 灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光。
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：
日常生活中常见的化学电源
日常生活中常见的化学电源原电池是一种将化学能转变为电能的装置，而化学电源则是一种实用的原电池。
化学电源品种繁多，大体可分为三类：1.一次电池（1）锌锰电池—干电池普遍用在手电和小型器械上的干电池，外壳锌片作负极，中间的碳棒是正极，它的周围用石墨粉和二氧化锰粉的混合物填充固定，正极和负极间装入氯化锌和氯化铵的水溶液作为电解质，为了防止溢出，与淀粉制成糊状物。
其电极反应式为：负极：Zn-2e- == Zn2+正极：2 NH4++2e-=2NH3↑+H2↑产生的NH3和Zn2+作用：Zn2++4NH3 = [ Zn(NH3)4]2+产生的H2和MnO2作用：H2+2MnO2 = Mn2O3+H2O总反应式为：2Zn+4MnO2+4NH4Cl== [Zn(NH3)4]Cl2+ ZnCl2+2Mn2O3+ 2H2OZn+2MnO2+2 NH4Cl== Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH)或Zn+2 NH4+= Zn2++2NH3↑+H2↑电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H2氧化成为水，以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。
由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成，故电池用久后会变软。
新制干电池的电动势为1.5V，这样的干电池是“一次”电池，不能充电再生。
（2）银锌电池—钮扣电池钮扣电池最常见的为微型的Ag—Zn电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极壳盖组成的小圆盒。
盒内靠正极壳一端充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充Zn—Hg合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH。
该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。
其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。
其电极反应式为：负极：Zn+2OH--2e- == ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-==2Ag+ 2OH-总反应式为：Zn+ Ag2O== ZnO+2Ag（3）高能电池—锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。
化学电源
化学电源的主要性能
电池容量是评价电池性能的重要指标，可通过 放电曲线测定。 电池容量和放电条件相关，放电条件一般指： 放电电流、放电深度、放电形式、放电期间电 池的温度等。
化学电源的主要性能
对给定的电池，由于欧姆内阻和极化内阻的存 在，电池容量、放电电压和电池的使用寿命随放电 电流增加而减小，只有当电池以很小电流放电时才 能接近理论电压和理论容量。
化学电源的主要性能
电池的工作电压（V）： 电池有电流流过时正、负电极的端电压。 它随输出电流的大小、放电深度和温度等变化
而变化。电流流过电池时，会产生电化学极化、
浓差极化和欧姆极化等，使电池的工作电压总低 于开路电势。
化学电源的主要性能
表征电池放电时电压特性的术语： 额定电压：电池工作时公认的标准电压。 如：锌锰电池：1.50V；镉镍电池：1.20V 中点电压：电池放电期间的平均电压。 截止电压：电池放电终止时的电压值，是放电倍率的
化学电源的主要性能
自放电：指电池由于一些自发过程的进行引起的电
池容量的损失。
过充电：对二次电池，若充电时间过长，电池可能
出现过充电，此时会出现新的电极反应，如水的电
解等，会影响电池的寿命。
一般，只要不经常过充电，对电池的性能影响不大。
化学电源的主要性能
电池在贮存和使用过程都会出现自放电，主要原因： 1）不期望的副反应的发生，如铅酸电池的正极发生 2）电池内部变化导致的接触问题； 3）活性物质的再结晶； 4）电池的负极大多数使用活泼金属，可能发生阳极 溶解； 5）无外接负载时电池在电解质桥上的放电。
根据放电倍率的大小分类：
低倍率：<0.5C；
高倍率:3.5-7C；
中倍率：0.5-3.5C；
高中化学 化学电源
高中化学化学电源在我们的日常生活中，电源无处不在，从手机、电脑到电动汽车，都离不开电源的支持。
而在高中化学的学习中，化学电源是一个重要的知识点。
今天，咱们就来好好聊聊这个有趣又实用的话题。
化学电源，简单来说，就是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
它的种类繁多，常见的有一次电池、二次电池和燃料电池等。
先来说说一次电池，这其中最典型的代表就是干电池。
大家小时候都玩过玩具车吧？里面装的那种圆形的电池，通常就是干电池。
干电池的结构其实并不复杂，它主要由锌筒、碳棒、电解质糊等组成。
在放电过程中，锌筒作为负极逐渐被消耗，发生氧化反应：Zn 2e⁻＝Zn²⁺；而碳棒作为正极，二氧化锰在其中得到电子发生还原反应：2MnO₂＋ 2H⁺＋ 2e⁻＝ 2MnO(OH) 。
接下来是二次电池，比较常见的就是铅蓄电池。
汽车里用的蓄电池很多就是铅蓄电池。
它在放电时，负极是铅（Pb），发生的反应是：Pb ＋ SO₄²⁻ 2e⁻＝ PbSO₄；正极是二氧化铅（PbO₂），反应为：PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻＋ 2e⁻＝ PbSO₄＋ 2H₂O 。
那铅蓄电池为啥叫二次电池呢？这是因为它在放电后，经过充电又能恢复到原来的状态，继续使用。
充电时，原来的负极变成阴极，发生的反应是：PbSO₄＋ 2e⁻＝ Pb ＋ SO₄²⁻；原来的正极变成阳极，反应为：PbSO₄＋ 2H₂O 2e⁻＝ PbO₂＋ 4H⁺＋ SO₄²⁻。
再讲讲燃料电池。
这可是一种很有前景的化学电源。
比如氢氧燃料电池，它的工作原理是氢气在负极发生氧化反应：2H₂4e⁻＝4H⁺；氧气在正极发生还原反应：O₂＋ 4H⁺＋ 4e⁻＝ 2H₂O 。
燃料电池的优点可不少，它的能量转化率高，对环境的污染也比较小。
了解了这些常见的化学电源，咱们再来说说它们的工作原理。
其实，化学电源的工作原理本质上就是氧化还原反应。
在电池中，存在着两个电极，一个是负极，一个是正极。
化学电源
判断：
电池工作时，电子由正极通过外 电池工作时，
电路流向负极。 电路流向负极。 错 外电路中每通过 外电路中每通过0.2mol的电子， 的电子， 的电子 锌的质量理论上减少6.5g。对 锌的质量理论上减少 。
随着用电器朝着 小型化、 小型化、多功能化发 展的要求，对电池的 展的要求， 发展也提出了小型化、 发展也提出了小型化、 多功能化发展的要求。 多功能化发展的要求。 体积小、性能好的碱性锌－ 体积小、性能好的碱性锌－锰电池应运 而生。 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， 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， 锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电 流大幅度提高。 流大幅度提高。
锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受 到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池， 到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池 下列说法正确的是（ 的总反应为Li 的总反应为Li + MnO2=LiMnO2,下列说法正确的是（ B ） Li是正极 是正极， A、 Li是正极，电极反应为Li － e- = Li+ Li是负极 是负极， B、 Li是负极，电极反应为Li － e- = Li+ Li是负极 是负极， C、 Li是负极，电极反应为MnO2 + e- = MnO2 – Li是负极 是负极， D、 Li是负极，电极反应为Li －2e- = Li2+
铅蓄电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 燃料电池不是把还原剂、 部贮藏在电池内，而是在工作时， 部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入， 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
化学电源
化学电源【知识要点】一、化学电池的概念化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置。
化学电池的主要部分是电解质溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生，因而获得电能。
化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为原电池，如干电池、燃料电池等。
二、化学电源的分类化学电源品种繁多，大体可分为三类：1、一次性电池：即电池中的反应物质在进行一次电化学反应放电之后就不能再次使用了。
（1）锌锰电池—干电池该电池的负极材料是锌，正极材料是碳棒，电解质是MnO2、NH4Cl、ZnCl2组成的糊状物。
其电极反应式为：负极：Zn－2e- = Zn2+正极：2MnO2+2NH4+ +2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应式为：Zn+2MnO2+2NH4+ = Zn2+ + Mn2O3+2NH3+H2O电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H氧化成为水，以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。
由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成，故电池用久后会变软。
（2）银锌电池—钮扣电池该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。
其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH 溶液。
其电极反应式为：负极：Zn+2OH- －2e- = ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应式为：Zn+ Ag2O= ZnO+2Ag（3）高能电池—锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。
由于锂的相对原子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大，使用寿命长，适用于动物体内（如心脏起搏器）。
因锂的化学性质很活泼，所以其电解质溶液应为非水溶剂。
如作心脏起搏器的锂—碘电池的电极反应式为：负极：2Li－2e- ==2Li+正极：I2+2e-==2 I- 总反应式为：2Li+I2==2LiI（4）海水铝电池：该电池是1991年我国首创以“铝-空气-海水”电池为能源的新型航海标志灯。
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)
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
铅蓄电池
• Pb——PbO2——H2SO4溶液
负极（Pb）：Pb+SO42-—2e 正极（PbO2）: PbO2+SO42- + 4H++2e
-=PbSO4
-=PbSO4+2H2O
总反应： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4 + 2H2O
碱性锌锰电池
• Zn——MnO2——KOH溶液
负极（Zn）:Zn+2OH —2e = Zn(OH)2
化学电源
化学电源的分类
1.一次电池（如干电池）:用过后不能复原 • 例如：干电池—— Zn- Mn普通干电池
2.二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用 • 例如：银锌纽扣电池 铅蓄电池 3.燃料电池：常见的燃料电池有氢氧燃料电 池、甲烷燃料电池、铝-空气燃料电池、熔 融盐燃料电池等。
氢氧燃料电池
总反应：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O
甲醇—空气燃料电池
两极分别通入CH3OH、O2 ；电解质：KOH溶液
负极：2CH3OH+16OH --12e =2CO32-+12H2O 正极：3O2+ 6H2O+12e =12OH
总反应：
2CH3OH+3O2+4OH =2CO32-+6H2O
正极（MnO2）:
2MnO2+2H2O+2e =2MnO(OH)+2OH
总反应： Zn+2MnO2+2H2O= 2MnO(OH)+ Zn(OH)2
甲烷燃料电池
• 两极分别通入CH4、O2 ； 电解质：KOH溶液
负极：CH4+10OH —8e =CO32-+7H2O 正极：2O2+4பைடு நூலகம்2O+8e =8OH
化学电源
碱性
正极
固体燃料电池
介 质 电池反应： 2H2 + O2 = 2H2O 负 2H - 4e- +2O2－= 2H O 2 2 极 正 极 负 极
O2 + 4e-= 2O2－ 2H2 - 4e- = 4H+
正 O + 4H+ + 4e-= 2H O 2 2 极
若将氢气换成甲烷，电解液是KOH，写出各电 极的电极反应：
蓄电池放电过程工作原理
Pb＋SO42－－2e－ ＝PbSO4（难溶于水） 负极(Pb)： 正极(PbO2 )： PbO2 ＋SO42－＋4H ＋＋2e － ＝PbSO4 ＋2H2O 放电过程总反应： Pb ＋ PbO2 ＋2H2SO4 ＝2PbSO4 ＋2H2O 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程。
O2＋4H+＋4e－＝ 2H2O 酸性 ③写负极反应： 总反应减去正极反应 常见燃料： H2、NH3、CO、CH4、CH3OH等
②写正极 反应：
氢氧燃料电池 2H2 + O2 = 2H2O
A
2e
H2O
2e
-
氢气 H2
H+ H+
OH-
氧气 O2
OH-
电解液 H2O 负极 正极
氢氧燃料电池 ——碱性燃料电池 负极： 2H2 + 4OH- — 4e- = 4H2O
锂电池的主要反应为： 负极：8Li－8e—＝8Li+ ； 正极：3SOCl2+8e—＝SO32－+2S+6Cl— 总反应式为：Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S
特点：锂电池是一种高能电池，质量轻、电 压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。 应用：常用在电话机、照相机、汽车、计算机等中， 此外在工业、医学、军事上也有广泛的应用。
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。
电化学中的化学电源的种类
电化学中的化学电源的种类
电化学是研究化学反应和电流之间关系的科学。
化学电源是一种将
化学能转化为电能的装置。
化学电源可以分为以下几类：
1. 原电池
原电池是最简单、最基本的化学电源。
它是由两个不同金属构成的电
极和它们之间的一种电解质溶液组成。
当两个金属与电解质发生反应时，会产生电动势，从而产生电流。
2. 电解池
电解池是一种将电能转化为化学能的装置。
它由两个电极和一个电解
质组成。
当在电解质中施加电压时，电解质中的离子将移动到电极上，发生氧化还原反应，从而转化成化学能。
3. 燃料电池
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它通过氧化还原反应，在不燃烧的情况下将燃料转化为电能。
燃料电池的种类包括氢气
燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。
4. 太阳能电池
太阳能电池是一种将阳光能转化为电能的装置。
它利用半导体材料吸收光子的能量，将其转化为电子能，从而产生电流。
5. 电池组
电池组是由多个电池单元组成的电源，可以为大型设备提供稳定的电源。
电池组的种类包括铅酸电池组、镍氢电池组、锂离子电池组等。
以上是电化学中常见的化学电源种类，每种电源都有自己独特的应用场景和优点。
而现代社会对电力的需求愈发增长，化学电源在生活和工业中的应用前景将更为广阔。
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。
化学电源
化学电源化学电源(Battery)：又称电池，是将氧化-还原反应的化学能直接转变为电能的装置。
化学电源对外电路供给能量的过程称为放电(discharge)过程，反之则称为充电(charge)过程。
化学电源的分类¾原电池：又称为一次电池，放电后不能用充电的方式使之复原。
¾蓄电池：又称为二次电池，充电后可使之复原，能多次充放电，循环使用。
¾储备电池：在储存期内电极活性物质不与电解质接触，或电解质处于固态；使用时借助动力源或水作用于电解质使电池激活。
¾燃料电池：¾电化学电容器：任何化学电源都包括四个基本部分：电极(正极和负极)、电解质、隔膜和外壳化学电源的原理对于化学电源来说，电池反应的自由能变化是电能的来源。
由能斯特公式计算出的是平衡状态下的电动势。
由于极化作用，电池放电时的电压总是低于其平衡电动势。
Typical discharge curve of a battery活化极化：与发生在电极/电解质界面上的电化学氧化还原反应的动力学因素有关。
欧姆极化:与单个电池组件的电阻及电池组件之间连接问题产生的电阻相关联。
浓度极化：取决于电池工作时物质传输的限制。
电池的电性能和储能性能实用的电池对电性能、储存性能、机械性能、密封性能以及几何形状都有一定的要求，而首要的是具有良好的电性能和储存性能。
¾开路电压和工作电压没有通电时电池的电压称为开路电压，等于两电极之间的电位差。
只有可逆电池的开路电压才等于电池电动势，一般电池的开路电压总小于电池的电动势。
开路电压取决于正、负极材料的本性、电解质和温度。
工作电压又称闭路电压，是指电池有电流流过时的端电压，它随输出电流的大小、放电深度和温度等变化而变化。
当有电流流过电池时，会产生电化学极化、浓差极化和欧姆极化等，使得电池的工作电压总低于开路电压。
z额定电压：是指电池工作时公认的标准电压。
z中点电压：是指电池放电期间的平均电压。
化学电源 原理、技术与应用
化学电源（Chemical cell）是一种将化学能转化为电能的装置，也被称为电池。
它基于化学反应，在两个电极之间产生电势差，从而驱动电子流动，实现电能的输出。
化学电源的原理、技术和应用如下：原理：化学电源的工作原理基于两种化学物质之间的氧化还原反应。
在化学电源中，两个电极通常是由不同的金属或化合物制成，它们浸泡在电解质溶液中。
当电池接通外部电路时，一个化学物质在一个电极上发生氧化反应，释放出电子，而另一个化学物质在另一个电极上发生还原反应，吸收电子。
这种氧化还原反应产生的电子在外部电路中形成电流，从而产生电能。
技术：化学电源有多种类型，包括原始干电池、碱性电池、锂离子电池、燃料电池等。
每种化学电源都有不同的化学反应和电化学特性。
在设计化学电源时，需要考虑电极材料、电解质选择、反应速率等因素，以实现高效的能量转换和长寿命的电池。
应用：化学电源被广泛应用于各个领域，包括便携设备、汽车、航空航天、电子设备等。
常见的应用包括：1.便携设备：化学电源被用作移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携设备的电源。
2.汽车和混合动力车辆：化学电源，如铅酸电池和锂离子电池，被用于汽车的起动和供电系统。
3.航空航天：化学电源被用来为航空航天设备提供电力，包括卫星、导弹和宇航器。
4.燃料电池：燃料电池利用氢气或其他类似燃料与氧气的化学反应产生电能，被广泛用于能源领域。
5.家庭和工业应用：化学电源被用于应急电源、备用电源、光伏储能系统等家庭和工业应用中。
总之，化学电源利用化学反应将化学能转化为电能，具有广泛的应用领域，在现代社会中扮演着重要的角色。
随着技术的进步，不断有新型化学电源的研发和应用，以满足不同领域的需求。
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富县高级中学高一级化学科目集体备课教案
中心发言人：申海娥授课人：
课题化学电源第 1 课时
目标知识与技能：了解电池的一般分类；了解常见的化学电源的种类及其原理，知道它们在生产生活和国防中的应用；掌握几种典型化学电池的电极反应
过程和方法：结合生产、生活实际，学习常见化学电池的组成和应用，
情感态度和价值观：感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。
重点掌握几种典型电池的用途和特点；掌握几种典型化学电池的电极反应。
难点掌握几种典型化学电池的电极反应；掌握几种典型化学电池的电极反应。
教法学法
个人主页教具
教学过程[情景导入]：在日常生活中，你用过哪些电池？知道电池的其它应用吗？[交流结果]：
[指导阅读]：阅读教材思考下列问题
1、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？
2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？
[投影]：第二节、化学电源
①、一次电池又称不可充电电池——如：干电池。
1、分类：②、二次电池又称充电电池——蓄电池。
③、燃料电池。
[展示]：一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等，下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。
[投影]：一、一次电池
（1）普通锌锰电池的电极反应为：
[讲述]：传统的锌锰干电池放电性能一般较差，容量较低。
碱性锌锰电池又称碱锰电池，俗称碱性电池，用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液，负极锌也由片状改变成粒状，增大了负极的反应面积，加之采用了高性能的电解锰粉，电性能得以很大提高。
（2）碱性锌锰电池的电极反应为：
负极（锌筒）：Zn +2OH －
—2e —= Zn （OH ）2；
正极（石墨）：正极：2MnO 2+2H 2O+2e －= 2MnOOH+2OH －
电池的总反应式为：Zn +2MnO 2+2H 2O= 2MnOOH+ Zn （OH ）2
[过渡]：在一次电池的基础上发展的二次电池更加的经济实用，它在放电时进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（一般是通过充电器将交流电转变为直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。
这样可以实现化学能转变为电能（放电），再由电能转变为化学能（充电）的循环。
[投影]：二、二次电池 1、铅蓄电池
[指导阅读]：铅蓄电池，思考铅蓄电池的工作原理是什么？
[讲解] 铅蓄电池可放电亦可充电，在正极板上有一层棕褐色的PbO 2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。
[投影]：⑴、放电的电极反应为：
负极：Pb ＋S O 42-－2e -
＝PbSO 4↓
正极：PbO 2＋4H +＋S O 42-＋2e -
＝PbSO 4↓＋2H 2O
总反应式：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4 2PbSO 4↓＋2H 2O
[讲解分析]：而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为： [投影]：⑵、充电的电极反应：
阳极：PbSO 4＋2H 2O －2e - ＝PbO 2＋4H +＋S O 42-
阴极：PbSO 4＋2e - ＝Pb ＋S O 42-
[讲述]：1. 一次电池和二次电池均称为化学电源，化学电源的电极材料一般由能导电的物质组成，负极为还原性较强的物质（大多数是金属电极本身），正极为氧化性较强的物质，电解液为酸、碱和盐溶液或某些熔融盐。
其他原理与原电池的原理相同。
[过渡]：目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。
由于它的电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科研、交
放电
充电
通、生产和生活中。
但是比较笨重。
因此出现了大有发展前景的燃料电池
[投影]：三、燃料电池
[师]：燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池，所以燃
料电池也是化学电源。
[讲述]：1. 燃料电池与其它电池不同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮
存在电池内，而是在工作时，不断地从外界输入，同时把电极反应产物不断
排出电池。
因此，燃料电池是名符其实地把能源中燃料燃烧反应产生的化学
能直接转化为电能的“能量转换器。
2. 燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。
从负极连
续通入氢气、煤气、发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧
气或空气。
电解液可以用碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。
化
学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。
[投影]：1、氢氧燃料电池（碱性）2H2 + O2 = 2H2O
⑴、电极反应：负极：2H2+4OH——2e—=4H2O
正极：O2+2H2O+2e—=4OH—
氢氧燃料电池（酸性）2H2 + O2 = 2H2O
电极反应：负极：2H2+4OH－－4e－==4H2O
正极：O2＋2H2O＋4e－==4OH－
思考与讨论：根据氢氧燃料电池的工作原理，书写甲烷燃料电池在强碱性条
件的电极方程式。
[归纳讲述]：能够燃烧的物质在一定条件下都能和相应的氧化剂（常用的是
氧气）构成燃烧电池，可燃物（还原剂）做负极，氧化剂做正极。
书写电极
反应时要特别考虑电解质溶液的影响，尤其是电解质溶液的酸碱性。
教
学
反
思
备课组长签字：。