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1、第四章 电化学基础,第二节 化学电源,西安高新一中 廖传珠 2018.9.17,两种,一种硅晶体太阳能电池板直接将太阳能转化为电能；另一种是通过一个循环往复的化学反应将太阳能转化为电能。如下：,一种硅晶体太阳能电池板直接将太阳能转化为电能；另一种是通过一个循环往复的化学反应将太阳能转化为电能。如下：,化学电池的分类,一次电池（干电池）：活性物质消耗到一定程度，就不能使用；二次电池（n次电池，充电电池或蓄电池）：放电后可以再充电使活性物质获得再生；燃料电池：一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。,电池的优点,能量转化率较高供能稳定可靠可以制成各种形状和大小、不同容量的电压的电池
2、及电池组使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作,衡量电池优劣的指标,比能量：电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少，符号(Wh)/kg ,(Wh)/L比功率：电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小，符号W/kg ,W/L储存时间：电池的可储存时间的长短除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，更适合使用者的需要。,一次电池,一次电池,普通锌锰干电池：活性物质为NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式：负 极：Zn - 2eZn2+正 极：2NH4+ + 2e+2MnO2 Mn2O3+ 2NH3 H2O总反应：Zn + 2NH4+ +2MnO
3、2 Zn2+ +Mn2O3+ 2NH3 H2O碱性锌锰干电池：活性物质为KOH和淀粉糊作电解质，还填有MnO2 和炭黑。电极反应式：负 极：Zn - 2e + 2OH- Zn(OH)2正 极：2MnO2 + 2e+ 2H2O 2MnOOH + 2OH-总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O 2MnOOH + Zn(OH)2,纽扣式银锌干电池的构造,锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池 锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电池是实际应用电池系列中比能量最高的一种电池，比能量可达590Wh/kg和1100(瓦时每立方分米)。Li/SOCl2电池由锂负极、碳正极和一种非水的SOCl2、LiAlCl4电解
4、质组成。亚硫酰氯既是电解质，又是正极活性物质。一般公认的总反应机理为:4Li+2SOCl24LiCl+S+SO2负极：4 Li 4 e- = 4 Li+ 正极：2 SOCl2 + 4 e- = 4Cl- + S + SO2,四川新发现超大型锂矿，中国储量未来够用吗？ 【观察者网综合报道2017年12月23日 23:15:51】 近日，四川新发现“中国锂谷”，阿坝州可尔因矿集区新发现锂矿3341资源量近52万吨，品位1.77%，达到超大型矿规模。是国内为数不多的高品位锂矿之一，未来潜力巨大，或许有望改变我国锂资源格局。但是随着全球电动汽车产业崛起，面对全球市场对锂矿资源的疯狂瓜分，中国锂储量未来
5、够用吗？ 四川阿坝锂矿即便如此，据电池中国网20日报道称，由于矿产储量和产能的原因，我国严重依赖境外锂资源，其中70%需要海外进口解决。据日本经济新闻12月1日报道，中国预计消费了全球超过40%的锂。不过，这并不准确。根据国内锂业分会的测算，国内锂盐折纯碳酸锂消费量全球占比，已经从2011年的29.63%增长到了2016年的47.15%，成为全球锂产业消费主力军。 据美国地质调查局公布的数据显示，中国锂资源储量占全球的20%，如何满足全球47.15%的需求量？据CNBC报道，从全球的角度看，锂资源主要分布在南美地区和澳大利亚，全球三分之二的锂资源都集中在南美地区，而智利的锂资源储量占全球的50
6、%。因此，南美地区自然而然成为中国企业的开发目标地。 中国最大纯电动汽车制造商比亚迪（BYD）也开始为在智利开展业务做准备。据当地媒体报道，比亚迪统管该地区业务的高管表示：“正探索与当地企业围绕锂开展合作，还计划直接投资。”,2017年7月17日，青海海西，青海盐湖膜法镁锂分离、浓缩项目。 图自视觉中国,二次电池,铅蓄电池：其电池反应可以正向和逆向进行蓄电池放电时为自发电池，充电时为电解池充电后电池容量得到恢复，充放电次数可达千百次 。放电时电极反应式：负 极：Pb + SO42- -2e-PbSO4正 极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e-PbSO4 + 2H2O总反应：Pb
7、+ PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O充电时电极反应式与放电时电极反应式相反，所以可以把上述反应写成一个可逆反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O,镍镉电池镍氢电池锂离子电池及磷酸铁锂电池,高新一中公用车、高新一号线BUS、西安103路BUS（2018.9.9陕西2台）都是比亚迪电动车。特斯拉电动车用的是18650型号（镍钴铝酸锂）电池。,左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接
8、。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。,燃料电池,一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件。工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能。清洁、能量转换率高的特点。,燃料电池,燃料电池,氢氧燃料电池：一种高效低污染的新型电池。负 极：2H2 - 4e-4H+正 极：O2 + 4H+ + 4e-2H2O总反应：2H2 + O22H2O四类燃料电池：,练习,例1、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应
9、式是 根据此反应式判断，下列叙述中正确的是：A电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大B电池放电时，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原D电池放电时，H2是负极,C,镍氢（MH-Ni) 电池,电池反应：H2 + 2NiOOH =2Ni(OH)2,负极： H2 + 2OH- - 2e- = 2H2O,正极： 2NiOOH + 2H2O + 2e-= 2Ni(OH)2 +2 OH-,发明电池的故事,伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。 有一天，伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文，说动物肌肉里贮存着电，可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文，伏特非常兴奋，便决定亲自来做这个
10、实验。他用许多只活青蛙反复实验，终于发现，实际情况并不像加伐尼所说的那样，而是两种不同的金属接触产生的电流，才使蛙腿的肌肉充电而收缩。为了证明自己的发现是正确的，伏特决定更深入地了解电的来源。,发明电池的故事,一天，他拿出一块锡片和一枚银币，把这两种金属放在自己的舌头上，然后叫助手将金属导线把它们连接起来，刹时，他感到满嘴的酸味儿。接着，他将银币和锡片交换了位置，当助手将金属导线接通的一瞬间，伏特感到满嘴的咸味。这些实验证明，两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想，只要能把这种电流引出来，就能大有作用。伏特经过反复实验，终于发明了被后人称做“伏特电堆”的电池，这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片，一层一层堆起来的蓄电池。这种电池，今天仍然在使用着,为了纪念他的贡献，人们把电压的计量单位叫做伏特，简称伏，符号V。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特，我们家里的电灯的电压是220伏特。,
