选修4第四章第二节节化学电源教学PPT课件

二、二次电池介绍
二次电池
铅蓄电池 镉镍电池 氢镍电池 锌银电池 锂离子电池 聚合物锂离子电池 ……
铅蓄电池
放电的电极反应：
负极（ Pb ） Pb(s) + SO42-(aq) - 2e- = PbSO4 (s)
正极（PbO2） PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) + 2e- = PbSO4 (s) +2H2O (l)
锂电池
锂电池是新一代高能电池， 目前已研究成功多种锂电池，其 中用廉价的r-MnO2作正极活性材 料，电解液是LiClO4溶于碳酸丙 烯（简称PC）和二甲基氧乙烷 （简称DMF）的混合溶剂中，浓 度为1mol/L，其浓度比是PC： DME=1:1，电池反应为：
负极的反应：Li - e- = Li +
正极的反应：Li + + MnO2 + e- = LiMnO2
电池总反应：Li + MnO2 = LiMnO2
锂电池的特点及用途
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。锂电池的比能量高 电压高，工作温度宽。
由于锂电池性能优异，广泛应用于军事和 空间领域，民用领域以微小功率为主，例如用 作电脑、手表、照相机、心脏起搏器等的电源
氢氧化氧锰
总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnOOH + Zn(OH)2
优缺点简析
缺点： 多数只能一次使用，不能充电；价格较贵 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
➢其它一次电池 锌银电池、锂电池
锌银电池—纽扣电池 (-) Zn│KOH│Ag2O (+)
负极(Zn)：Zn +2OH- -2e- =Zn(OH)2 正极(Ag2O)：Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH电池总反应：Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag
化
学
二次电池
电
池
燃料电池
电池中的反应物质进 行一次氧化还原反应 并放电之后，就不能 再次利用。
又称充电电池或蓄电池。 放电后经充电可使电池 中的活性物质获得再生， 恢复工作能力，可多次 重复使用。
是一种连续地将燃料 和氧化剂的化学能直接 转化成电能的化学电源， 又称连续电池。
一、一次电池介绍
一次电池
Zn+ 2MnO2 +2NH4+ ==Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
也可以：负极（锌筒）Zn-2e-==Zn2+ 正极（石墨） 2NH4++ 2e- ==2NH3+H2 总反应：
Zn+ 2NH4+ ==Zn2++2NH3+H2
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
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。
手机专用电池
摄 像 机 专 用 电 池
池各 式 各 样 的 纽 扣 电
阅读课文P74页并回答系列问题：
1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？
能量转换效率高、供能稳定可靠、使用方便、 易于维护、并可在各种环境下工作
2、判断电池的优劣标准主要是什么？
单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比 能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以 及电池的存储时间的长短
为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解 电的来源。
为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特,简 称伏,符号V。
形形色色的电池
A
a极 b极
Cu
Zn
稀H2SO4
H2O
CH4
O2
KOH溶液
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
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
2PbSO4 (s) +2H2O (l) = Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq)
铅蓄电池的充放电过程：
放电
普通锌锰干电池 碱性锌锰电池 锌银电池 锂电池 ……
普通锌锰干电池
(-) Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2,C (+)
普通锌-锰干电池
(-) Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2,C (+)
负极（锌筒）Zn-2e-==Zn2+ 正极（石墨） 2MnO2+2NH4++ 2e- ==Mn2O3+2NH3+H2O 总反应：
第二节 化 学电源
1.组成原电池的条件
• 有两种活动性不同的金属（或一种是非金 属导体）作电极
• 电极材料均插入电解质溶液中 • 两极相连形成闭合电路 • 一个自发进行的氧化还原反应
2.正负极的判断
发明电池的故事
伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家.有一 天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动 物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来.看了 这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验.他用许 多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所 说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿 的肌肉充电而收缩.
总反应： Pb (s) + PbO2 (s) +2 H2SO4 (aq) = 2PbSO4 (s) +2H2O (l)
铅蓄电池充电的反应：
接电源负极
阴极
PbSO4 (s) + 2e- = Pb(s) + SO42-(aq)
阳极
接电源正极
PbSO4 (s) +2H2O (l) - 2e- = PbO2 (s) +4H+ (aq) + SO42-(aq) 总反应：
3、目前化学电池主要分哪几大类？
电池的分类
通过日常生活和学习，你知道哪些电池？它们 都是化学电池吗？它们在哪些方面得到应用？
化学电池
将化学能转换成 电能的装置
电
池
太阳能电池
将太阳能转换 成电能的装置
原子能电池
将放射性同位素自然衰 变时产生的热能通过热 电转换器转变为电能的 装置
化学电池的分类
一次电池
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。
碱性锌锰电池：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
碱性电池
负极：Zn + 2OH– – 2e– = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O +2e– = 2MnOOH + 2OH–