4.3化学电源 Insulation 4.3.1.干电池 Graphite rod (cathode) (1)锌锰干电池 MnO and carbon bla C k ack paste making contact 负极:锌片(锌皮) with cathode 正极:MnO2、石墨棒(碳棒 NH Cl/ZnCI 电解质:NH4Cl、ZnCl2、淀粉 paste (electrolyte) Zinc metal can anode 电极反应负极:Zn-2e=Zn2+ 正极:MnO2+2NH4++2e→Mn2O3+2NH3↑+H2O 总反应:Zm+MnO2+2NH4+→Zn2++Mn2O3+2NH3↑+H2 电池符号 Zn znC2、NHC|MnO2,C
4.3 化学电源 4.3.1.干电池 （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 + 2 NH4 + +2e - → Mn2O3 + 2NH3↑ + H2O 总反应： Zn + MnO2 + 2 NH4 + → Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3↑ + H2 电池符号 Zn│ZnCl2、NH4Cl│MnO2，C
碱性锌锰电池 负极锌膏 负极盖 Zn|ZnCl2、 KOH Mn 吸液体 密封圈 (2)锌汞电池 正极环 负极:Zn(汞齐) 外壳 正极:HgO、碳粉 隔膜 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:134v
（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 碱性锌锰电池： Zn│ZnCl2、 KOH│MnO2，C 电压：1.5v Zn + 2MnO2 + 2H2O + 2OH- → Zn(OH)2- 4 + 2MnO(OH)
4.32蓄电池 (1)铅蓄电池 2SO4(aq Cathode: lead grills coated Anode: with PbO,(s) lead grill filled Separator with spongy 2003Thomeondrogks coi lead
4.3.2.蓄电池 (1) 铅蓄电池
铅蓄电池的放电过程: 负极:Pb+SO2==PbSO4+2e 正极:PbO2+SO42+4H+2e=PbSO4+2H2O 电池总反应: Pb+PbO2+2S042-+4H+===2PbSO4+2H20 铅蓄电池的充电过程: 阴极:PbSO4+2e=Pb+SO 阳极:PbSO+2H2O=PbO2+SO42+4H+2e 电池总反应: 2PbS0+2H,0= Pb+ Pb0,+2S02-+4H+
铅蓄电池的放电过程： 负极：Pb+SO4 2-=== PbSO4+2e- 正极：PbO2+SO4 2-+4H++2e - ==PbSO4+ 2H2O 电池总反应： Pb+ PbO2+2SO4 2- +4H+ === 2PbSO4+2H2O 铅蓄电池的充电过程： 阴极： PbSO4 +2e- ＝ Pb+SO4 2- 阳极： PbSO4+ 2H2O ＝ PbO2+SO4 2-+4H++2e- 电池总反应： 2PbSO4+2H2O＝ Pb+ PbO2+2SO4 2- +4H+
充电、放电反应可写为 放电 PbO,+ Pb+2H]SOA fE# 2 PbSO4 2H2O 铅蓄电池的性能和用途: 铅酸性蓄电池的电动势2.IV,可逆性好,稳定, 放电电流大,价廉,笨重。 常用作汽车的启动电源,坑道、矿山和潜艇的动 力电源,以用变电站的备用电源
放电 充电 PbO2 + Pb + 2H2SO4 2 PbSO4 + 2H2O 充电、放电反应可写为： 铅蓄电池的性能和用途： 铅酸性蓄电池的电动势2.1V，可逆性好，稳定， 放电电流大，价廉，笨重。 常用作汽车的启动电源，坑道、矿山和潜艇的动 力电源，以用变电站的备用电源
(2)碱性蓄电池(日常生活中使用的充电电池 CdNi电池Cd|KOH(20%)|NOOH 电池反应:Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2 Fe-N电池Fe|KOH(30%)|NiO(OH 电池反应:Fe+2 NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Fe(OH2 (3)金属氢化物镍电池(MHN电池) 负极:储氢合金(金属氢化物),如:LaNi2sCo25 正极:Ni 电解质:KOH 电池符号:MH|KOH|No(OH) 电池反应:NiO( OH+MH==Ni(OH)2+M
(2) 碱性蓄电池（日常生活中使用的充电电池） Cd — Ni电池 Cd │ KOH (20%) │NiO(OH) 电池反应：Cd + 2NiO(OH)+ 2H2O = 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2 Fe — Ni电池 Fe │ KOH (30%) │NiO(OH) 电池反应： Fe + 2NiO(OH) + 2H2O = 2Ni (OH)2 + Fe (OH)2 （3）金属氢化物镍电池（MH——Ni电池 ） 负极：储氢合金（金属氢化物），如：LaNi2.5Co2.5 正极：Ni 电解质：KOH 电池符号： MH │ KOH │ NiO(OH) 电池反应： NiO(OH)+MH === Ni(OH)2+M
4.33.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)CH3OHCH4 负极 氧化剂:O2空气—正极 电极材料:多孔碳、多孔镍, Pt Pd Ag等贵金属(催化剂) 电解质:碱性、酸性、固体电解质、高分子等
4.3.3. 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，Pt Pd Ag等贵金属（催化剂） 电解质： 碱性、酸性、固体电解质、高分子等
碱性氢一氧燃料电池 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)NiH2|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
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 碱性氢—氧燃料电池
碱性氢一氧燃料电池结构 负极 负载 正极 ee 2e e 20H 2e 2H→2H2O2OH O H2吸附 H20 吸附)O2 电解液 气体 气体 O 多孔电板 多孔电极 氢-氧燃料电池工作原理示意图
碱性氢—氧燃料电池结构
(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
(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
