檢視化学电池的原始碼

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| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big>化学电池</big>'''
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化学电池是将化学能直接转变为电能的装置，主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。

化学电池依据能否充电复原可分为原电池和蓄电池，按工作性质可分为一次电池（原电池）和二次电池（可充电电池）。常见的化学电池有锌-锰干电池、铅酸蓄电池等。
==基本内容==
中文名：化学电池

主要部分：电解质溶液、正、负电极等

锌锰电池：法国科学家1868年发明
==基本内容==
化学电池将化学能直接转变为电能的装置。主要部分是 电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。依据能否充 电复原，分为 原电池和蓄电池两种。
==化学电池的种类==
化学电池按工作性质可分为：一次电池（原电池）； 二次电池（可 充电电池）; [[铅酸蓄电池]]。其中：一次电池可分为：糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、[[碱性锌锰电池]]、扣式 锌银电池、扣式 锂锰电池、扣式锌锰电池、 锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为： [[镉镍电池]]、 氢镍电池、 锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为： 开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。

1.锌-锰 干电池

锌-锰电池又称勒兰社（Leclanche）电池，是 法国科学家勒兰社（Leclanche）于 1868年发明的由锌（Zn）作负极， 二氧化锰（MnO2）为正极，电解质溶液采用中性 氯化铵（NH4Cl）、 氧化锌（ ZnCl2）的水溶液，面淀粉或 浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池，由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态，故又称 锌锰干电池。按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种，板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池 纸板电池两种。

干电池用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖上有铜帽的 石墨棒作正极，在石墨棒的周围由内向外依次是A：二氧化锰粉末（黑色）------用于吸收在正极上生成的氢气（以防止产生极化现象）；B：用饱和了氯化铵和 氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。

电极反应式为：负极（锌筒）：Zn – 2e === Zn2+

正极（石墨）：2NH4+ + 2e === 2NH3 ↑+ H2↑

H2 + 2MnO2 === Mn2O3 + H2O

总反应：Zn + 2NH4+ + 2MnO2 === Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O

干电池的电压大约为1.5V，不能充电再生。

2.碱性锌锰电池

20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的，是锌锰电池的改进型。电池使用 氢氧化钾（KOH）或 氢氧化钠（NaOH）的水溶液做电解质液，采用了与锌锰电池相反的负极结构，负极在内为膏状胶体，用铜钉做 集流体，正极在外， 活性物质和 导电材料压成环状与电池外壳连接，正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。

3.铅酸蓄电池

1859年法国 普兰特（Plante）发现，由 正极板、 负极板、 电解液、隔板、容器（电池槽）等5个基本部分组成。用 二氧化铅作正极活性物质，铅作负极活性物质，硫酸作电解液， 微孔橡胶、 烧结式 聚氯乙烯、 玻璃纤维、 聚丙烯等作隔板制成的电池。

铅蓄电池可放电也可以充电，一般用硬橡胶或透明 塑料制成长方形外壳（防止酸液的泄漏）；设有多层电极板，其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅，负极是海绵状的金属铅，正负电极之间用微孔橡胶或微孔 塑料板隔开（以防止电极之间发生短路）；两极均浸入到硫酸溶液中。放电时为原电池，其电极反应为:

负极：Pb + SO42－－ 2e === PbSO4

正极：PbO2 + 4H+ + SO42－ + 2e === PbSO4 + 2H2O

总反应式为：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O

当放电进行时，硫酸溶液的的浓度将不断降低，当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电，充电时为 电解池，其电极反应如下：

阳极：PbSO4 + 2H2O－ 2e === PbO2 + 4H+ + SO42－

阴极：PbSO4 + 2e === Pb + SO42－

总反应式为：2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4

当溶液的密度升到1.28g/ml时，应停止充电。

上述过程的总反应式为：

放电

Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O

充电

4.银锌电池

一般用 不锈钢制成小圆盒形，圆盒由正极壳和负极壳组成，形似纽扣（俗称 纽扣电池）。盒内正极壳一端填充由 氧化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌 汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。 电极反应式如下：

负极：Zn + 2OH－ －2e=== ZnO + H2O

正极：Ag2O + H2O + 2e === 2Ag + 2OH－

电池的总反应式为：Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO

电池的电压一般为1.59V， 使用寿命较长。

5.镉镍电池和金属 氢化物电池

二者均采用 氧化镍或 氢氧化镍作正极，以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液，金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末，利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成，是小型二次电池主导产品。

6.锂电池

指以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池，分为一次锂电池和二次锂电池。

7.锂离子电池

指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极，锂的化合物作正极，混合电解液作电解质液制成的电池。

8. 氢氧燃料电池

这是一种高效、 低污染的 新型电池，主要用于 航天领域。其电极材料一般为活化电极，具有很强的催化活性，如 铂电极、 活性碳电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应式如下：

负极：2H2 + 4OH－ －4e=== 4H2O

正极：O2 + 2H2O + 4e=== 4OH－

总反应式：2H2 + O2 === 2H2O

9. 熔融盐 燃料电池

这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池，在加拿大等少数发达国家己接近民用工业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同，有多个不同的品种，如天然气、CO、---熔融 碳酸盐型、熔融 磷酸盐型等等，一般要在一定的高温下（确保盐处于熔化状态）才能工作。

下面以CO---Li2CO3 + Na2CO3---空气与 CO2型电池为例加以说明：

负极反应式：2CO + 2CO32－－4e === 4CO2

正极反应式：O2 + 2CO2 + 4e=== 2CO32－

总反应式为：2CO + O2 === 2CO2

该电池的工作温度一般为6500C

10. 海水电池

1991年，我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。其电极反应式如下：

负极：4Al – 12e === 4Al3+

正极：3O2 + 6H2O + 12e === 12OH－

总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3

这种电池的能量比普通干电池高20---50倍！
==新型化学电池==
（1）碱性 氢氧燃料电池

这种电池用30%-50%KOH为电解液，在 100°C以下工作。燃料是氢气，氧化剂是氧气。其电池图示为 （―）C|H2|KOH|O2|C(+)

电池反应为 负极 2H2 + 4OH―4e=4H2O 正极 O2 + 2H2O + 4e=4OH

总反应 2H2 + O2=2H2O

碱性氢氧燃料电池早已于本世纪60年代就应用于 美国载人 宇宙飞船上，也曾用于叉车、 牵引车等，但其作为民用产品的前景还评价不一。否定者认为电池所用的电解质KOH很容易与来自燃料气或空气中的CO2反应，生成导电性能较差的碳酸盐。另外，虽然燃料电池所需的 贵金属催化剂载量较低，但实际寿命有限。肯定者则认为该燃料电池的材料较便宜，若使用天然气作燃料时，它比唯一已经商业化的 磷酸型燃料电池的成本还要低。

（2） 磷酸型燃料电池

它采用磷酸为电解质，利用廉价的炭材料为骨架。它除以氢气为燃料外，现在还有可能直接利用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料，与碱性氢氧燃料电池相比，最大的优点是它不需要CO2处理设备。磷酸型燃料电池已成为发展最快的，也是目前最成熟的燃料电池，它代表了燃料电池的主要发展方向。目前世界上最大容量的燃料电池发电厂是 东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂，该发电厂自1991年建成以来运行良好。近年来投入运行的100多个 燃料电池发电系统中，90%是磷酸型的。市场上供应的磷酸型发电系统类型主要有 日本富士电机公司的50KW或100KW和美国国际燃料电池公司提供的200KW。

富士电机已提供了70多座电站，现场寿命超过10万小时。

磷酸型燃料电池目前有待解决的问题是：如何防止催化剂结块而导致表面积收缩和 催化剂活性的降低，以及如何进一步降低设备费用。
==化学电源的重大意义==
化学能转换为电能的原理的发现和各式各样电池装置的发明，是贮能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献，极大地推进了现代化的进程，改变了人们的 生活方式，提高了人们的生活质量。<ref>[https://www.docin.com/p-450605338.html  化学电池]豆丁网，2012-07-27</ref>
=='''参考文献'''==
{{Reflist}}

[[Category:340 化學總論]]