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新型化学电池

发布时间: 2021-02-09 18:54:43

『壹』 学化学专业的来回答,想研究新型能源,化学电池、燃料电池,应该选哪个专业的。

我本抄科是应用化学专业,直博是点分析的,燃料电池是大连化物所最好,电分析是长春应化所最好,电池产业化方面,南边是中南大学,北边是哈工大。中南大学锂电池产业化做得很好,国内锂电做得好的企业很多是中南老师孵化的。复旦的超级电容器做得很好,清华的先进电池做得不错。现在锂电很火,但利润已大大下降,超级电容器是个新兴的产业,前景不错,燃料电池离产业化还有一段距离。。。

『贰』 甲烷燃料电池是一种新型化学电源,该电池是以铂丝为电极,NaOH为电解质溶液,然后从两极分别通入甲烷和氧

A.根据电极反应式知,甲烷失电子发生氧化反应,所以通入甲烷的电极为负极,故内A正确;
B.通容入甲烷的电极a为负极,通入氧气的电极b为正极,电子从负极a流向正极b,故B正确;
C.电流的流向与电子流向相反,从b流向a,故C正确;
D.该装置属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故D错误;
故选D.

『叁』 新型化学电源都有哪些

有 “ 氢镍电池 ” 、 “ 高铁电池” 锰碱性电池” 我国首创的“ 铁电池”、“锌—锰碱性电池”、我国首创的“海 洋电池”、“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、 洋电池” 燃料电池” 如新型细菌燃料电池、 氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、 氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃 料电池、CO燃料电池 ) 、 “ 锂离子电池”、 “ 银料电池 、 CO燃料电池) 锂离子电池” 燃料电池 锌电池” 纽扣电池” 锌电池”、“纽扣电池”等。这些电池一般具有高 能环保、经久耐用、电压稳定、比能量( 能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量 释放的能量)高等特点。 释放的能量)高等特点。参考
http://wapwenku..com/view/d710e6868762caaedd33d49c.html?fr=ala1&ssid=0&from=1086k&uid=wiaui_1320856965_1098&pu=usm%400%2Csz%40224_220&bd_page_type=1

『肆』 什么叫化学电池

化学电池 网络名片
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
目录[隐藏]

化学电池的种类1.锌锰电池
2.碱性锌锰电池
3.铅酸蓄电池
4.锌银电池
5.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池
6.锂电池
7.锂离子电池
8.氢氧燃料电池
9.熔融盐燃料电池
10.海水电池
新型化学电池(1)碱性氢氧燃料电池
(2) 磷酸型燃料电池
化学电源的重大意义化学电池的种类 1.锌锰电池
2.碱性锌锰电池
3.铅酸蓄电池
4.锌银电池
5.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池
6.锂电池
7.锂离子电池
8.氢氧燃料电池
9.熔融盐燃料电池
10.海水电池
新型化学电池 (1)碱性氢氧燃料电池
(2) 磷酸型燃料电池
化学电源的重大意义

[编辑本段]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.锌锰电池
锌二氧化锰电池(简称锌锰电池) 又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche,1839-1882)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)、氯化锌(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 === Zn(NH3)2Cl2↙+2H+ 正极(石墨):2NH4+ === 2NH3 ↑+ H2↑ H2O + 2MnO2 + 2e === 2MnOOH+ 2OH- 总反应:Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 === Zn(NH3)2Cl2↙+2MnOOH 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.锌银电池
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.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池
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
锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料的化学电源的总称通称锂电池,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。锂离子电池是1990年有日本索尼公司研制出并首先实现产品化。国内外已商品化的锂离子电池正极是LiCoO2,负极是层状石墨,电池的电化学表达式为(—) C6▏1mol/L LiPF6-EC+DEC▏LiCoO2(+)
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!
[编辑本段]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。
[编辑本段]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

『伍』 一种新型的燃料电池,高二化学

负极永远发生氧化反应,因此是失电子反应,搞反了,错
B 负极生成CO2,消耗OH-,PH值变小
C 根据总反应我们知道消耗KOH,因此KOH浓度变小
D 根据总反应我们知道,消耗1mol乙烷,同时消耗3.5molO2,转移电子为3.5x4=14mol 正确

『陆』 化学电池的新型化学电池

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
正极
总反应
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。 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。

『柒』 美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电池,其构造如图所示;两个电极均由多孔性碳制

()氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,由于电解质溶液呈碱性,则负极电极反应式为:2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O),正极电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-
故答案为:负;正;2H2-4e-+4OH-=4H2O(或H2-2e-+2OH-=2H2O);O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)航天员的生活用水可以由A装置提供,已知这种电池生成350g水时能发电1度(约3600kJ),2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-572kJ?mol-1 ;理论上生成350g水依据热化学方程式计算为,

350g×572KJ/mol
36g/mol
=5561KJ,
能量的转化效率=
3600KJ
5561KJ
×100%=64.7%,
答:能量转化率为64.7%;
(3)灯泡发光0.5h所需电量为,1.5×10-3kW×0.5h=7.5×10-4度,相当于7.5×10-4×3600KJ=2.7KJ,据反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)+572kJ,所需氢气物质的量为:
2×2.7
572
=0.009mol,0.009mol×22.4L/mol=0.202L,
答:消耗标准状况下的H20.202L;
(4)图中H2换成CH4时所构成的甲烷燃料电池中,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾和水,所以电池的反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O
其中正极上是氧气得到电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-;电池总反应的离子方程式减去正极电极反应×2,得到负极电极反应:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;
故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O.

『捌』 正在研制的一种新型汽油燃料电池是将化学能转化为 能的装置,但目前这种电池

化学电源

化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。

化学电池使用面广,品种繁多,按照其使用性质可分为二类:干电池、蓄电池、燃料电池。按电池中电解质性质分为:碱性电池、酸性电池、中性电池。

一、干电池

干电池也称一次电池,即电池中的反应物质在进行一次电化学反应放电之后就不能再次使用了。常用的有锌锰干电池、锌汞电池、镁锰干电池等。

锌锰干电池是日常生活中常用的干电池,其结构如右图所示:

正极材料:MnO2、石墨棒

负极材料:锌片

电解质:NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物

电池符号可表示为

(-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊状)‖MnO2|C(石墨) (+)

负极:Zn=Zn2++2e

正极:2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O

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

锌锰干电池的电动势为1.5V。因产生的NH3气被石墨吸附,引起电动势下降较快。如果用高导电的糊状KOH代替NH4Cl,正极材料改用钢筒,MnO2层紧靠钢筒,就构成碱性锌锰干电池,由于电池反应没有气体产生,内电阻较低,电动势为1.5V,比较稳定。

二、蓄电池

蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池,也称二次电池。其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。

(-)酸性铅蓄电池

铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极,由另一组充满二氧化铝的铅锑合金格板做正极,两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中,放电时,电极反应为:

负极:Pb+SO42-=PbSO4+2e

正极:PbO2+SO42-十4H++2e=PbSO4+2H2O

总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4十2H2O

放电后,正负极板上都沉积有一层PbSO4,放电到一定程度之后又必须进行充电,充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接,将负极上的PbSO4还原成Pb,而将正极上的PbSO4氧化成PbO2,充电时发生放电时的逆反应:

阴极:PbSO4+2e=Pb+SO42-

阳极:PbSO4+2H2O=PbO2+SO42-+4H++2e

总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+H2SO4

正常情况下,铅蓄电池的电动势是2.1V,随着电池放电生成水,H2SO4的浓度要降低,故可以通过测量H2SO4的密度来检查蓄电池的放电情况。铅蓄电池具有充放电可逆性好、放电电流大、稳定可靠、价格便宜等优点,缺点是笨重,常用作汽车和柴油机车的启动电源,坑道、矿山和潜艇的动力电源,以及变电站的备用电源。

(二)碱性蓄电池

日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多,携带方便,使用寿命比铅蓄电池长得多,使用信当可以反复充放电上千次,但价格比较贵。商品电池中有镍-镉(Ni-Cd)和镍一铁(Ni-Fe)两类,它们的电池反应是:

Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2

Fe+2NaO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Fe(OH)2

反应是在碱性条件下进行的,所以叫碱性蓄电池。

三、新型燃料电池

燃料电池与前两类电池的主要差别在于:它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂,同时将电极反应产物不断排出电池。燃料电池是直接将燃烧反应的化学能转化为电能的装置,能量转化率高,可达80%以上,而一般火电站热机效率仅在30%~40%之间。燃料电池具有节约燃料、污染小的特点。

燃料电池以还原剂(氢气、煤气、天然气、甲醇等)为负极反应物,以氧化剂(氧气、空气等)为正极反应物,中燃料极、空气极和电解质溶液构成。电极材料多采用多孔碳、多孔镍、铂、钯等贵重金属以及聚四氟乙烯,电解质则有碱性、酸性、熔融盐和固体电解质等数种。

以碱性氢氧燃料电池为例,它的燃料极常用多孔性金属镍,用它来吸附氢气。空气极常用多孔性金属银,用它吸附空气。电解质则由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成,其电池符号表示为:

Ni|H2|KOH(30%)|O2|Ag

负极反应:2H2+4OH-=4H2O+4e

正极反应:O2+2H2O+4e=4OH-

总反应:2H2+O2=2H2O

电池的工作原理是:当向燃料极供给氢气时,氢气被吸附并与催化剂作用,放出电子而生成H+,而电子经过外电路流向空气极,电子在空气极使氧还原为OH-,H+和OH-在电解质溶液中结合成H2O。氢氧燃料电池的标准电动势为1.229V。

氢氧燃料电池目前已应用于航天、军事通讯、电视中继站等领域,随着成本的下降和技术的提高,可望得到进一步的商业化作用。

四、海洋电池

1991年,我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池,称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式:一是一次性电池,如锌锰电池、锌银电池、锌空(气)电池等。这些电池体积大,电能低,价格高。二是先充电后给电的二次性电源,如铅蓄电池,镍镉电池等。这种电池要定期充电,工作量大,费用高。

海洋电池,是以铝合金为电池负极,金属(Pt、Fe)网为正极,用取之不尽的海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的。我们知道,海水中只含有0.5%的溶解氧,为获得这部分氧,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构,以增大表面积,吸收海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与铝反应,源源不断地产生电能。两极反应为:

负极:(Al):4Al-12e=4Al3+

正极:(Pt或Fe等):3O2+6H2O十12e=12OH-

总反应式:4Al+3O2十6H2O=4Al(OH)3↓

海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质,不放入海洋时,铝极就不会在空气中被氧化,可以长期储存。用时,把电池放入海水中,便可供电,其能量比干电池高20~50倍。

电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常交换电池的麻烦。即使更换,也只是换一块铝板,铝板的大小,可根据实际需要而定。

海洋电池没有怕压部件,在海洋下任何深度都可以正常了作。海洋电池,以海水为电解质溶液,不存在污染,是海洋用电设施的能源新秀。

五、高能电池

具有高“比能量”和高“比功率”的电池称为高能电池。所谓“比能量”和“比功率”是指控电池的单位质量或单位体积计算电池所能提供的电能和功率。高能电池发展快、种类多。

(-)银一锌电池

电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O2和Zn,所以叫银一锌电池。电极反应和电池反应是:

负极:2Zn+4OH-=2Zn(OH)2+4e

正极:Ag2O2+2H2O+4e=Ag+4OH-

电池反应:2Zn+Ag2O2+2H2O=2Zn(OH)2+2Ag

利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点。这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。

(二)锂-二氧化锰非水电解质电池

以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电池符号可表示为:

Li|LiClO4|MnO2|C(石墨)

负极反应:Li=Li++e

正极反应:MnO2+Li++e=LiMnO2

总反应:Li+MnO2=LiMnO2

该种电池的电动势为2.69V,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90%,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等。

(三)钠+硫电池

它以熔融的钠作电池的负极,熔融的多硫化钠和硫作正极,正极物质填充在多孔的碳中,两极之间用陶瓷管隔开,陶瓷管只允许Na+通过。放电分二步进行:

第一步放电

负极:Na=Na++e

正极:2Na++5S+2e=Na2S5(l)

总反应:2Na+5S=Na2S5(l)

负极上生成的Na+通过陶瓷管,进入正极与硫进行作用,生成Na2S5,使正极成为S和Na2S5现混合物,直到将破全部转化成Na2S5为止,当正极的硫被消耗完之后转为第二步放电反应。

第二步放电

负极:2Na=2Na+2e

正极:2Na++4Na2S5+2e=5Na2S4(l)

总反应:2Na+4Na2S5+2e=5Na2S4(l)

当Na2S5作用完后,电池放电转入后期工作。

第三步放电

负极:2Na=2Na+2e

正极:2Na+Na2S4+2e=2Na2S2(l)

总反应:2Na+Na2S4=N a2S2(l)

钠-硫电池的电动势为2.08V,可作为机动车辆的动力电池。为使金属钠和多硫化钠保持液态,放电过程应维持在300℃左右。

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