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常见化学电源特点及原理

来源:未知作者:徐志宏 点击:所属专题: 化学电源
1)锌锰干电池 负极:锌片(锌皮) 正极:MnO 2 、石墨棒(碳棒) 电解质:NH 4 Cl、ZnCl 2 、淀粉 电极反应负极:Zn—2e - =Zn 2+ 正极:MnO 2 +2NH 4+ +2e - →Mn 2 O 3 +2NH 3 +H 2 O 总反应:Zn+MnO 2 +2 NH 4 + →Zn 2+ +Mn 2 O 3 +2NH 3 +H 2 O 电池符号Z

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1)锌锰干电池

负极:锌片(锌皮)
正极:MnO2、石墨棒(碳棒)
电解质:NH4Cl、ZnCl2、淀粉
电极反应负极:Zn—2e-=Zn2+
正极:MnO2+2NH4++2e-→Mn2O3+2NH3+H2O
总反应:Zn+MnO2+2NH4→Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
电池符号Zn│ZnCl2、NH4Cl│MnO2,C
碱性锌锰电池:Zn│ZnCl2、KOH│MnO2,C

电压:1.5V


2)锌汞电池

负极:Zn(汞齐)
正极:HgO、碳粉
电解质:饱和ZnO、KOH糊状物
电极反应负极:Zn(汞齐)+2OH→ZnO+H2O+2e-
正极:HgO+H2O+2e-→Hg+2OH
总反应:Zn(汞齐)+HgO→ZnO+Hg
电池符号:Zn(汞齐)│KOH(糊状,含饱和ZnO)│HgO(C)
电压:1.34V

3)蓄电池
(1)铅蓄电池负极:Pb-Sb格板中填充海绵状Pb
正极:Pb-Sb格板的孔穴中填充PbO2
电解质:稀硫酸(30%,密度:1.2~1.3g·cm-3)
放电时的电极反应

负极(Pb极):Pb+SO42=PbSO4+2e-(氧化)
正极(PbO2极):PbO2+4H+SO42+2e-=PbSO4+2H2O(还原)
总反应:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
充电时的电极反应

负极(Pb极):PbSO4+2e-=Pb+SO42
正极(PbO2极):PbSO4+2H2O=PbO2+4H+SO42+2e-
总反应:2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4

(2)碱性蓄电池(日常生活中使用的充电电池)
Ni—Cd电池Cd│KOH(20%)│NiO(OH)
电池反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2
Ni—Fe电池Fe│KOH(30%)│NiO(OH)
电池反应:Fe+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Fe(OH)2

4)新型燃料电池和高能电池
(1)燃料电池
还原剂(燃料):H2、联氨(NH2-NH2)、CH3OH、CH4——负极
氧化剂:O2空气——正极
电极材料:多孔碳、多孔镍,PtPdAg等贵金属(催化剂)
电解质:碱性、酸性、固体电解质、高分子等

碱性氢—氧燃料电池
负极(燃料极)——多孔碳或多孔镍(吸附H2)
正极(空气极)——多孔性银或碳电极(吸附O2)
电解液——30%KOH溶液,置于正负极之间。
电池符号:(C)ni│H2│KOH(30%)│O2│Ag(C)
电池反应:负极2H2+4OH=4H2O+4e-(氧化)
正极O2+2H2O+4e-=4OH(还原)
总反应2H2+O2=2H2O
电动势:1.229V

(2) 高能电池——具有高“比能量”和高“比功率”的电池
比能量、比功率——按电池的单位质量或单位体积计算的电池所能提供的电能和功率。(锂电池 EΘ(Li/Li) = -3.04V)
Li—MnO2非水电解质电池 :
负极——片状金属Li
正极——MnO2
电解质——LiClO4 + 混合有机溶剂(碳酸丙烯脂+二甲氧基乙烷)
隔膜——聚丙烯
电池符号: Li│LiClO4│MnO2 │C
电池反应: 负极 Li = Li + e-
正极 MnO2 + Li + e- = LiMnO2
总反应 Li + MnO2 = LiMnO2
电池的电动势:2.69V

(责任编辑:化学自习室)
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