25.化学电源-2023-2024学年高一化学人教版2019必修第二册

沐澹化学 化学电源 一、化学电源的起源 1.伏打电池 ①构成： 由数十个铜与锌的圆板相互叠加而成，在这些圆板之间放上一张浸液片，能产生相当多的电荷。 ②装置图： 2.电池的分类 电池分为两大类——“一次电池”和“二次电池”。 ①一次电池指的是只能放电不能充电的不可逆电池。 ②二次电池指的是电池反应是可逆的，可反复充放电。 3.电池优劣的指标： ①比能量或比功率： 电池单位质量或单位体积所能输出的电能多少，叫做该电池的比能量（单位或）；电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，叫做该电池的比功率（单位或）。 ②自放电： 电池在存放时，由于负极或正极的腐蚀、消耗造成电池容量下降，称为电池的自放电。 单位时间内电池容量降低的百分数称为电池的自放电率。 自放电率过高的电池，储存性较差，如普通锌锰电池。 ③记忆效应： 电池的记忆效应指的是电池经过特定的工作循环后，会造成内容物产生结晶或气泡，使电池容量降低的现象。记忆效应的排除方法是以正常的充电方法使电池达到完全充电状态，然后再以常规放电至完全放电状态。通过多次充放电循环，可以消除电池的记忆效应。 二、锌锰电池 1.普通锌锰干电池 ①结构图： ②构成： 负极采用锌筒作为外壳，负极区填充由以及淀粉制成的糊状混合物（所以称为干电池）。 石墨棒作为正极材料，正极区填充了由粉末和炭黑粉混合而成的糊状物。 ③电极反应： 负极反应： 正极反应为： 总反应为： 离子方程式： ④加深理解： ⅰ.锌锰干电池的电极反应和总反应至今尚不明朗，各种资料和文献总说纷纭。人教版给出了上述的方程式。还有一种观点认为正极产物是，可以认为是进一步脱水得到的。 即正极反应为： ⅱ.正极产生的一般认为与负极产物形成配合物，不会以气体的形式逸出。 ⑤缺点： 普通锌锰干电池有未使用时电池存放时间短（电池自放电会引起电压降低甚至完全报废）、放电后电压不稳、锌外壳会逐渐变薄易漏液等缺点。 2.碱性锌锰电池 ①结构图： ②构成： ⅰ.金属外壳代替了普通锌锰干电池的锌筒，解决了电池外壳在使用中变薄易漏液的缺陷； ⅱ.锌皮改为锌粉填充在电池内部，提高了电池的比能量； ⅲ.电解质从酸性改为了碱性的，降低了电池的自放电效应，延长了电池的储存时间，适用于大电流和连续放电。 ③电极反应： 负极反应： 正极反应： 总反应： ④加深理解： ⅰ.有的资料认为在强碱性条件下负极的产物是（四羟基合锌酸钾），认为是生成的进一步和电解质反应得到的，即负极反应为： ⅱ.有的资料认为负极产物是，认为生成的不稳定分解成和,即负极反应为： ⅲ.在碱性条件下，锌作为负极材料，失电子后的到氧化产物之所以有等多种可能，主要是因为锌离子的氢氧化物不是简单的分子而是复杂的离子，一方面中心离子的电荷高则倾向于结合更多的，另一方面中心离子的电荷高的同时往往伴随着半径的减小，使之间相互拥挤而发生不同程度的脱水，进而有氧化物生成。所以负极反应有不同的写法，但本质相同。 三、银锌电池 1.结构图： 2.构成： 负极为，正极是，电解质是。 3.电极反应： 负极反应： 正极反应： 总反应： 4.加深理解： ①有的文献认为负极失电子氧化产物是，即生成物不稳定分解成和。 负极反应为： 5.应用： 银锌电池的体积比能量是所有电池中最高的，所以常用于制备小而薄的纽扣式电池，有一次电池也有二次电池。银锌电池放电时电压比较平稳，具有比较好的贮存性能，具有宽的使用温度范围等优点，常用于手表、计算器、助听器、照相机等。 四、锂电池 锂电池是指负极材料用金属锂作为活性物质的一类电池的总称。 1.电池 ①构成： 金属作为负极；经过热处理的粉末作为具有活性的正极物质；用含有锂盐的有机溶剂作为电解质，例如的碳酸丙烯酯溶液。 ②电极反应： 负极反应： 正极反应： 总反应： ③工作原理： 正极产物是一种嵌入式化合物，电池在开始工作时，负极产生的进入电解质溶液的同时，电解质溶液中的向正极迁移，嵌入到晶格中便形成了固体，由于的嵌入，使的化合价从价变为价。 2.电池 ①构成： 金属作为负极；作为正极；的有机溶液为电解质溶液。 ②电极反应： 负极反应： 总反应为： 正极反应按照分阶段进行，但详细的反应机理尚不清楚。 ③电池特点： 电池的比能量高，自放电率低。 3.电池 ①构成： 负极是锂铝合金包裹在高孔隙率的聚乙烯隔膜上制成的；正极是、炭黑和有机黏合剂混合后涂在铝箔上制成的；电解质是的有机溶液。 ②电极反应： 负极反应： 正极反应： 总反应： ③工作原理： 研究表明，在小电流或者高温时电池反应分两步进行，先是价的得电子然后才是价的得电子，即 4.电池 ①构成： 金属作为负极；正极材料为多孔碳；电解质溶液为和形成的溶液，即是电解质溶剂又是正极的活性物质。 ②电极反应： 负极反应： 正极反应： 总反应： ③电池特点： 生成的