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电池

电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源,可以得到具有稳定电压,稳定电流,长时间稳定供电,受外界影响很小的电流,并且电池结构简单,携带方便,充放电操作简便易行,不受外界气候和温度的影响,性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

电池基本信息

电池原理简述

在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量(焦);F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。

极化的原因有三:

①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化;

②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;

③由电极-电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。

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电池造价信息

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UPS蓄电池

  • 型号:12V100AH参数:输出压:12V额定容量:100AH
  • 联科
  • 13%
  • 山东科普电源系统有限公司
  • 2022-12-06
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UPS蓄电池

  • 12V150AH
  • 联科
  • 13%
  • 山东科普电源系统有限公司
  • 2022-12-06
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电池

  • 12V/24AH
  • 13%
  • 四川久远智能监控有限责任公司(湖州市厂商期刊)
  • 2022-12-06
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电池

  • 12V 4ah TR12-4
  • 爱弗
  • 13%
  • 广州澳星电子有限公司
  • 2022-12-06
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电池

  • 12V38AH
  • 13%
  • 上海松江飞繁电子有限公司(湖州市厂商期刊)
  • 2022-12-06
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电池

  • 7Ah12V
  • 云浮市2012年2季度信息价
  • 建筑工程
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电池

  • 10Ah12V
  • 云浮市2012年2季度信息价
  • 建筑工程
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电池

  • 14Ah12V
  • 云浮市2012年2季度信息价
  • 建筑工程
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电池

  • 10Ah12V
  • 云浮市2012年1季度信息价
  • 建筑工程
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电池

  • 10Ah12V
  • 云浮市2011年4季度信息价
  • 建筑工程
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电池电池

  • 电池满载后备时间0.5小时,电池柜定制
  • 1套
  • 3
  • 中高档
  • 含税费 | 含运费
  • 2018-04-27
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电池空开

  • 电池空开
  • 1个
  • 3
  • 华为、一舟科技、易事特
  • 中档
  • 含税费 | 不含运费
  • 2019-11-17
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电池线

  • 1)定制电池电池电池电池开关、电池开关与UPS主机间连接的线材
  • 1套
  • 1
  • 品牌详见图纸
  • 中高档
  • 不含税费 | 含运费
  • 2021-03-30
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电池

  • DC220V电池为国产免维护酸性电池
  • 1面
  • 1
  • 中高档
  • 含税费 | 含运费
  • 2021-09-30
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电池柜(电池架)

  • 配套电池
  • 3个
  • 3
  • 中高档
  • 含税费 | 含运费
  • 2020-05-28
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电池常见电池

电池干电池

干电池也叫锰锌电池,所谓干电池是相对于伏打电池而言,所谓锰锌是指其原材料。针对其它材料的干电池如氧化银电池,镍镉电池而言。锰锌电池的电压是1.5V。干电池是消耗化学原料产生电能的。它的电压不高,所能产生的持续电流不能超过1安培。

电池铅蓄电池

蓄电池是应用最广泛的电池之一。用一个玻璃槽或塑料槽,注满硫酸,再插入两块铅板,一块与充电机正极相连,一块与充电机负极相连,经过十几小时的充电就形成了一块蓄电池。它的正负极之间有2伏的电压。蓄电池的好处是可以反复多次使用。另外,由于它的内阻极小,所以可以提供很大的电流。用它给汽车的发动机供电,瞬时电流可达20多安培。蓄电池充电时是将电能贮存起来,放电时又把化学能转化为电能。

电池锂电池

以锂为负极的电池。它是60年代以后发展起来的新型高能量电池。按所用电解质不同分为:

①高温熔融盐锂电池;

②有机电解质锂电池;

③无机非水电解质锂电池;

④固体电解质锂电池;

⑤锂水电池。

锂电池的优点是单体电池电压高,比能量大,储存寿命长(可达10年),高低温性能好,可在-40~150℃使用。缺点是价格昂贵,安全性不高。另外电压滞后和安全问题尚待改善。大力发展动力电池和新的正极材料的出现,特别是磷酸亚铁锂材料的发展,对锂电发展有很大帮助。

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电池性能参数

电池电动势

电动势是两个电极的平衡电极电位之差,以铅酸蓄电池为例,E=Ф 0-Ф-0 RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。

其中:E—电动势

Ф 0—正极标准电极电位,其值为1.690V

Ф-0—负极标准电极电位,其值为-0.356V

R—通用气体常数,其值为8.314

T—温度,与电池所处温度有关

F—法拉第常数,其值为96485

αH2SO4—硫酸的活度,与硫酸浓度有关

αH2O—水的活度,与硫酸浓度有关

从上式中可看出,铅酸蓄电池的标准电动势为1.690-(-0.0.356)=2.046V,因此蓄电池的标称电压为2V。铅酸蓄电池的电动势与温度及硫酸浓度有关。

电池额定容量

在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培/每小时,以符号C表示。容量受放电率的影响较大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如C20=50,表明在20时率下的容量为50安·小时。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要,电池的实际容量往往低于理论容量。

电池额定电压

电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关,而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压,但在某些特殊条件下,电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动,这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽,故可与电路中自激噪声相区别。

电池开路电压

电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。电池的开路电压用V开表示,即V开=Ф -Ф-,其中Ф 、Ф-分别为电池的正负极电极电位。电池的开路电压,一般均小于它的电动势。这是因为电池的两极在电解液溶液中所建立的电极电位,通常并非平衡电极电位,而是稳定电极电位。一般可近似认为电池的开路电压就是电池的电动势。

电池内阻

电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池的电动势或开路电压。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化(逐渐变大),这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度增大而增加。

内阻是决定电池性能的一个重要指标,它直接影响电池的工作电压,工作电流,输出的能量和功率,对于电池来说,其内阻越小越好。

电池阻抗

电池内具有很大的电极-电解质界面面积,故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多,尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化,所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。

电池充放速率

有时率和倍率两种表示法。时率是以充放电时间表示的充放电速率,数值上等于电池的额定容量(安·小时)除以规定的充放电电流(安)所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法,其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。放电速率对电池性能的影响较大。

电池寿命

储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间,以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之分。循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度,包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。

电池自放电率

电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。

电池有关计算

其中E为电动势,r为电源内阻,内电压U内=Ir,E=U内 U外

适用范围:任何电路

闭合电路中的能量转化:

E=U Ir

EI=UI I^2R

P释放=EI

P输出=UI

纯电阻电路中

P输出=I^2R

=E^2R/(R r)^2

=E^2/(R^2 2r r^2/R)

当r=R时P输出最大,P输出=E^2/4r(均值不等式)

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电池常见问题

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电池发展历程

1746年,荷兰莱顿大学的马森布罗克在发明了收集电荷的“莱顿瓶”。因为他看到好不容易收集的电却很容易地在空气中逐渐消失,他想寻找一种保存电的方法。有一天,他用一支枪管悬在空中,用起电机与枪管连着,另用一根铜线从枪管中引出,浸入一个盛有水的玻璃瓶中,他让一个助手一只手握着玻璃瓶,马森布罗克在一旁使劲摇动起电机。这时他的助手不小心将中另一只手与枪管碰上,他猛然感到一次强烈的电击,喊了起来。马森布罗克于是与助手互换了一下,让助手摇起电机,他自己一手拿水瓶子,另一只手去碰枪管。

1780年,意大利解剖学家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖时,两手分别拿着不同的金属器械,无意中同时碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激,而如果只用一种金属器械去触动青蛙,就无此种反应。伽伐尼认为,出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电,他称之为“生物电”。

伽伐尼的发现引起了物理学家们极大兴趣的,他们竞相重复枷伐尼的实验,企图找到一种产生电流的方法,意大利物理学家伏特在多次实验后认为:伽伐尼的“生物电”之说并不正确,青蛙的肌肉之所以能产生电流,大概是肌肉中某种液体在起作用。为了论证自己的观点,伏特把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验。结果发现,这两种金属片中,只要有一种与溶液发生了化学反应,金属片之间就能够产生电流。

1799年,意大利物理学家伏特把一块锌板和一块锡板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是,他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,平叠起来。用手触摸两端时,会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池——“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验,电报机的电力来源。

1836年,英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液,解决了电池极化问题,制造出第一个不极化,能保持平衡电流的锌—铜电池此后,这些电池都存在电压随着使用时间延长而下降的问题。

当电池使用一段时间后电压下降时,可以给他通以反向电流,使电池电压回升。因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为“蓄电池”。

也是在1860年,法国的雷克兰士(George Leclanche)还发明了世界广受使用的电池(碳锌电池)的前身。它的负极是锌和汞的合金棒(锌-伏特原型电池的负极,经证明是作为负极制作材料的最佳金属之一),而它的正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为“湿电池”。雷克兰士制造的电池虽然简陋但却便宜,所以一直到1880年才被改进的“干电池”取代。负极被改进成锌罐(即电池的外壳),电解液变为糊状而非液体,基本上这就是我们所熟知的碳锌电池。

1887年,英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解液为糊状,不会溢漏,便于携带,因此获得了广泛应用。

1890年爱迪生(Thomas Edison)发明可充电铁镍电池。

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电池电池型号

一般分为:1.2.3.5.7号,其中5号和7号尤为常用,所谓的AA电池就是5号电池,而AAA电池就是7号电池。

D型电池(大号电池/LR20/AM1) 直径ф34.2; 高度61.5mm

C型电池(2号电池/LR14/AM2) 直径ф26.2; 高度50.0mm

AA型电池(5号电池/LR6/AM3) 直径ф14.5; 高度50.5mm

AAA型电池(7号电池/LR03/AM4) 直径ф10.5; 高度44.5mm

AA/2型电池(8号电池LR1/AM5) 直径ф11.0; 高度30.0mm

AAAA型电池(9号电池/LR61/AM6) 直径ф8.0; 高度39.5mm

AAAA/2型电池(小9号电池/LR61/AM6) 直径ф8.0; 高度28.0mm

其他型号

说说常见的“AAAA,AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些型号

AAAA型号少见,一次性的AAAA劲量碱性电池偶尔还能见到,一般是电脑笔里面用的。标准的AAAA(平头)电池高度41.5±0.5mm,直径8.1±0.2mm。

AAA型号电池就比较常见,以前的MP3用的多是AAA电池,标准的AAA(平头)电池高度43.6±0.5mm,直径10.1±0.2mm。

AA型号电池就更是尽人皆知,数码相机,电动玩具都少不了AA电池,标准的AA(平头)电池高度48.0±0.5mm,直径14.1±0.2mm。

只用一个A表示型号的电池不常见,这一系列通常作电池组里面的电池芯,老摄像机的镍镉,镍氢电池,几乎都是4/5A,或者4/5SC的电池芯。标准的A(平头)电池高度49.0±0.5mm,直径16.8±0.2mm。

SC型号也不常见,一般是电池组里面的电池芯,多在电动工具和摄像机以及进口设备上能见到,标准的SC(平头)电池高度42.0±0.5mm,直径22.1±0.2mm。

C型号也就是二号电池,标准的C(平头)电池高度49.5±0.5mm,直径25.3±0.2mm。

D型号就是一号电池,用途广泛,民用,军工,特异型直流电源都能找到D型电池,标准的D(平头)电池高度59.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。

N型号不常见,标准的N(平头)电池高度28.5±0.5mm,直径11.7±0.2mm。

F型号电池,电动助力车,动力电池的新一代产品,大有取代铅酸免维护蓄电池的趋势,一般都是作电池芯(个人见解:其实个太大,不好单独使用,呵呵)。标准的F(平头)电池高度89.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。

大家注意到,(平头)字样,指的是电池正极是平的,没有突起,使用做电池组点焊使用的电池芯,一般同等型号尖头的(可以用作单体电池供电的),在高度上就多了0.5mm。以此类推。还有,电池很多的时候并不是规规矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些主型号,前面还时常有分数“1/3,2/3,1/2,2/3,4/5,5/4,7/5”,这些分数表示的是池体相应的高度,例如“2/3AA”就是表示高是一般AA电池的2/3的充电电池;再如“4/5A”就是表示高是一般A电池的4/5的充电电池。

还有两种型号表示方法,是五位数字,例如,14500,17490,26500,前两位数字是指池体直径,后三位数字是指池体高,例如14500就是指AA电池,即大约14mm直径,50mm高。

例如,505060AR,305060A,其中前面两位数字是指厚,中间两位数是指宽,最后面两位数是指长。例如505060AR就是锂电池的5.0MM是厚,宽是50MM,60MM是长。后缀AR是表示铝壳锂电池。

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电池回收利用

国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种:固化深埋、存放于废矿井、回收利用。

1.固化深埋、存放于废矿井

如法国一家工厂就从中提取镍和镉,再将镍用于炼钢,镉则重新用于生产电池。其余的各类废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场,但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费,因为其中尚有不少可作原料的有用物质。

2.回收利用

(1)热处理;(2)“湿处理”;(3)真空热处理法。

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电池电池常识

电池正常充电

不同电池各有特性,用户必须依照厂商说明书指示的方法进行充电。在待机备用状态下,电话也要耗费电池,如果要进行快速充电,宜先将手机关闭或把电池拆下进行充电。

电池快速充电

有些自动化的智能型快速充电器当指示灯信号转变时,只表示充满了90%,充电器会自动改用慢速充电将电池完全充满。用户最好将电池完全充满后使用,否则会缩短使用时间。

电池记忆效应

如果电池属镍镉电池,长期不彻底充、放电,会在电池内留下痕迹,降低电池容量,这种现象被称为电池记忆效应。

电池消除记忆

方法是把电池完全放电,然后重新充满。放电可利用放电器或具有放电功能的充电器,也可以利用手机待机备用模式,如要加速放电可把显示屏及电话按键的照明灯打开。要确保电池能重新充满,应依照说明书的指示来控制时间,重复充、放电两至三次。

电池电池储存

锂电池可贮存在环境温度为-5°C—35°C,相对湿度不大于75%的清洁、干燥、通风的室内,应避免与腐蚀性物质接触,远离火源及热源。电池电量保持标称容量的30%到50%。推荐贮存的电池每6个月充电一次。

电池选购电池

1、选购有“国家免检”、“中国名牌”标志的电池产品和地方名牌电池产品,这些产品质量有保障。

2、根据电器的要求,选择适用的电池类型和规格尺寸,并根据电器耗电的大小和特点,购买适合电器的电池。

3、注意查看电池的生产日期和保质期,购买电池(新电池),新电池性能好。

4、注意查看电池的外观,应选购包装精致、外观整洁、干净,无漏液迹象的电池。

5、注意电池的标志,电池商标上应标明生产厂名、电池极性、电池型号、标称电压、商标等;销售包装上(如2只热缩或4只热缩,或吊牌挂卡)应有中文厂址、生产日期和保质期或标明保质期的截止期限、执行标准的编号(一般为国家标准GB/T××××-××××)。不要购买无中文厂名、无生产日期和保质期或无标明保质期的截止期限、无执行标准的产品。购买碱性锌锰电池时应看型号有无ALKALINE或LR字样。

6、由于电池中的汞对环境有害,为了保护环境,在购买时应选用商标上标有“无汞”、“0%汞”、“不添加汞”字样的电池。

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电池国家标准

IEC标准即国际电工委员会(International Electrical Commission),是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织,其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为IEC285,关于镍氢电池的标准是IEC61436,锂离子电池IEC标准,一般电池行业依据的是SANYO或Panasonic的标准。

电池常用IEC标准有镍镉电池的标准为IEC602851999;镍氢电池的标准为IEC614361998.1;锂电池的标准为IEC619602000.11。

电池常用国家标准有镍镉电池的标准为GB/T11013_1996GB/T18289_2000;镍氢电池的标准为GB/T15100_1994GB/T18288_2000;锂电池的标准为GB/T10077_1998YD/T998_1999,GB/T18287_2000。

另外电池常用标准也有日本工业标准JIS C关于电池的标准及SANYOPANASONIC公司制定的关于电池企业标准。

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电池文献

电池的原理及电池种类 电池的原理及电池种类

电池的原理及电池种类

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大小:266KB

页数: 10页

1-4 - 1 - 电池(习题) 一、 电池:利用 产生 的装置。 1.(1) 电池: ─→ 。 (2) 电解: ─→ 。 2. 电池的种类: (1) 伏打电池: 电池、 电池。 (2) 干电池: 电池。 (3) 电池。 (4) 电池: 电池、锂电池、镍氢电池、镍镉电池。 (5) 电池。 二、 伏打电池: 1. 起源:贾法尼以铜制解剖刀碰触到放在铁盘上的蛙腿,发现蛙腿立刻 发生抽搐 2. 伏打认为:在两种不同的金属间放置非金属物质,可能是提供 的原因 3.全世界第一个电池: (1)以含盐水的湿布夹在 和 的圆形版中间 (2)原理:将不同的 以导线连接,中间隔 有 ,就可产生电流。 4. 锌铜电池 放电: ─→ (1)盐桥未放入前,电路断路, 毫安计读数 (2)盐桥放入后,毫安计发生偏转。 半反应式:负极: 正极: 1-4 - 2

电池分类 电池分类

电池分类

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页数: 8页

电池分类和基本概念 这一期,准备和大家聊聊电池相关的内容,电池大家应该是再熟悉不过的 了,从电动玩具、遥控器用的干电池、电动玩具用的镍氢充电电池,到汽 车电瓶 12v,24v 铅酸电池,再到笔记本电脑、电动汽车普遍采用的锂离子 电池,电池已经应用到了电动工具、电动汽车和自行车、航天航空、太阳 能和风力发电及储能等多个领域。为了更好的应用电池,开此专题和大家 讨论,首先介绍一下电池的分类和工作原理。 电池的分类方法有很多,按照电池能量进行划分可以分为化学电池、 物理电池、生物电池。 在化学电池中又可以进行如下细分 根据电池是否可以重复使用,可以分为一次电池和二次电池 一次电池与二次电池的有哪些异同点 ?一次电池只能放电一次,二次电池可反复充放电循环使用 ?二次电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化,因此设计时必 须调节这些变化,而一次电池内部则简单得多,因为它不需要调节这些可 逆性变化

镍镉电池电池种类

一次使用

干电池;碱性电池;水银电池;锌空电池;氢氧电池

可重复使用

镍氢电池;镍铁电池;镍镉电池;铅酸蓄电池;锂电池;太阳能电池

必需添加燃料使用

燃料电池

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总电池反应电池种类

总电池反应干电池

干电池也叫锰锌电池,所谓干电池是相对于伏打电池而言,所谓锰锌是指其原材料。针对其它材料的干电池如氧化银电池,镍镉电池而言。锰锌电池的电压是15V。干电池是消耗化学原料产生电能的。它的电压不高,所能产生的持续电流不能超过1安培。

总电池反应铅蓄电池

蓄电池是应用最广泛的电池之一。用一个玻璃槽或塑料槽,注满硫酸,再插入两块铅板,一块与充电机正极相连,一块与充电机负极相连,经过十几小时的充电就形成了一块蓄电池。它的正负极之间有2伏的电压。蓄电池的好处是可以反复多次使用。另外,由于它的内阻极小,所以可以提供很大的电流。用它给汽车的发动机供电,瞬时电流可达20多安培。蓄电池充电时是将电能贮存起来,放电时又把化学能转化为电能。

总电池反应燃料电池

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高; 另外,燃料电池用燃料和氧气作为同时没有机械传动部件,故没有噪原料,排放出的有害气体极少;声污染。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术 。

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原电池常见电池

原电池锌锰干电池

锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌-锰电池以锌为负极,以二氧化锰为正极。按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使用,可组合叠层电池(组)。按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型:

(1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。

电池符号:(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 │C(石墨)( )

总电池反应: Zn 2NH4Cl 2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2 Mn2O3 H2O

(2) 锌型锌-锰电池:又称高功率锌-锰电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-锰电池的第二代产品,20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水,因此电池不易漏液。

电池符号:(-) Zn│ZnCl2│MnO2 ( )

总电池反应(长时间放电):

Zn 2Zn(OH)Cl 6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O 2Mn3O4

(3) 碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。

电池符号:(-) Zn│KOH│MnO2 ( )

总电池反应: Zn 2H2O MnO2=Mn(OH)2 Zn(OH)2

锌-锰电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1.5-1.8V ,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。用于手电筒照明时,典型终止电压为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V。

原电池锂原电池

又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li-(CF)n的开路电压为3.3V,比能量为480W·h·L-1,工作温度在-55~70℃间,在20℃下可贮存10年之久。主要用于军事、空间技术等特殊领域,在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。

锂电池与锂离子电池不同。前者是一次电池,后者可反复充电。

原电池蓄电池

蓄电池在放电过程中属于原电池反应。这类电极反应都有电解质溶液参与,如果能分析清楚电解质溶液是否参与电极反应,那么负极的电极反应式和正极的电极反应式的书写就可迎刃而解了。

现以铅酸蓄电池为例来分析电极反应式的书写方法。

铅酸蓄电池的总反应为:Pb PbO2 2H2SO4=2PbSO4 2H2O

根据原电池的工作原理分析,负极失去电子发生氧化反应,可知:Pb–2e-=Pb2 ①,生成的Pb2 进入电解质溶液中,Pb2 与溶液中的SO42-不能共存,要继续反应生成PbSO4,即:Pb2 SO42-=PbSO4②,因此在原电池的负极反应式为① ②即:Pb–2e- SO42-=PbSO4;正极是得电子发生还原反应的一极,则有:PbO2 2e-=Pb2 2O2-①,Pb2 和O2-进入溶液中,由于电解质溶液是H2SO4溶液,O2-在酸性环境中,不能单独存在,可供O2-结合的微粒有H 和H2O,O2-在酸性环境中优先结合H 生成H2O,这样在正极发生的反应有:4H 2O2-=2H2O②;Pb2 SO42-=PbSO4③根据以上分析可知正极反应式为① ② ③即:PbO2 2e- SO42- 4H =PbSO4 2H2O。(注意:在电极反应式中应遵循电荷守恒和质量守恒;在负极反应式与正极反应式相加求总反应时要注意得失电子数要相等。)

再如:Ag-Zn高能电池(钮扣电池)由Ag2O、Zn及KOH溶液组成。总反应为:Zn Ag2O H2O=Zn(OH)2 2Ag

根据原电池原理可知:Zn做负,Ag2O做正极,电解质溶液为KOH溶液。负极极失去电子发生氧化反应,则负极反应为:Zn–2e-=Zn2 ,Zn2 进入溶液后又与溶液中的OH-反应Zn2 2OH-=Zn(OH)2

所以负极反应为:Zn–2e- 2OH-=Zn(OH)2;

正极为Ag2O得到电子发生还原反应,即Ag2O 2e-=2Ag O2-;

O2-在中性或碱性环境中也不能单独存在,只能结合H2O生成OH-,故在中性或碱性条件下O2- H2O=2OH-,所以正极反应式为:Ag2O 2e- H2O=2Ag 2OH-

离子交换膜电池

离子交换膜燃料电池是氢离子交换膜的低温型水介质氢/氧燃料电池。

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