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第26讲 化学电源
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一、化学电源的分类与优劣判断
1. 分类:化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等。
2. 优劣判断
(1)比能量:单位质量/体积所能输出电能的多少,单位是(W·h)/kg或(W·h)/L。
(2)比功率:单位质量/体积所能输出功率的大小,单位是W/kg或W/L。
(3)电池可储存时间的长短。
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二、一次电池(干电池)
一次电池,也叫做干电池,放电后不可再充电。
常见的一次电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽扣式银锌电池等。
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1. 普通锌锰干电池
石墨棒作正极,氯化铵糊作电解质溶液,锌筒作负极。
放电之后不能充电,属于一次电池。
总反应
负极
正极
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ == Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3↑
Zn﹣2e- === Zn2+
2MnO2 + 2NH4+ + 2e- === 2MnO(OH) + 2NH3↑
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2. 碱性锌锰干电池
用KOH电解质溶液代替NH4Cl,电池的比能量和放电电流都得到显著的提高。
总反应
负极
正极
Zn + 2MnO2 + 2H2O === 2MnO(OH) + Zn(OH)2
Zn + 2OH-﹣2e- === Zn(OH)2
2MnO2 + 2H2O + 2e- === 2MnO(OH) + 2OH-
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3. 纽扣式锌银电池
以锌为负极,银的氧化物为正极,氢氧化钾(或钠)溶液为电解液
总反应
负极
正极
Zn + Ag2O + H2O === Zn(OH)2 + 2Ag
Zn + 2OH-﹣2e- === Zn(OH)2
Ag2O + 2e- + H2O === 2Ag + 2OH-
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三、二次电池
有些电池放电时所进行的氧化还原反应,在充电时可以逆向进行,使活性物质获得再生,从而实现放电与充电的循环。
这种充电电池属于二次电池,也叫充电电池或蓄电池。常见的充电电池有铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等,目前汽车上使用的大多是铅蓄电池。
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1. 铅蓄电池
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
放电
充电
放
电 总反应
负极
正极
工作原理:
Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O
Pb +2-﹣2e- === PbSO4
PbO2 + 4H+ + 2- + 2e- == PbSO4 + 2H2O
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1. 铅蓄电池
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O
放电
充电
充
电 总反应
阴极
阳极
工作原理:
2PbSO4 + 2H2O == Pb + PbO2 +4H+ + 2SO42-
PbSO4 + 2e- === Pb
PbSO4 + 2H2O - 2e-