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1、普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池摄像机专用电池“神六神六”用太阳能电池用太阳能电池第二节第二节化学电源化学电源（课时（课时1）在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道电池的其它应用吗？知道电池的其它应用吗？ 电池电池化学电池化学电池太阳能电池太阳能电池原子能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热能转换器转变生的热能通过热能转换器转变为电能的装置为电能
2、的装置化学电源广泛应用于通讯、化学电源广泛应用于通讯、交通、文化、办公、家用电交通、文化、办公、家用电子产品子产品阅读教材阅读教材P74P74，回答下列问题，回答下列问题1.1.化学电池与其它能源相比有哪些优点？化学电池与其它能源相比有哪些优点？2.2.判断电池的优劣标准主要是什么？判断电池的优劣标准主要是什么？3.3.目前化学电池主要分哪几大类？目前化学电池主要分哪几大类？ 能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大能量转换效率高，供能稳定可靠，可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组使用方便，易于维护，并小、不同容量和电压的电池和电池组使用方便，易于维护，并可在各种环境
3、下工作可在各种环境下工作 单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、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，其质量好。储存时间长的电池，其质量好。一次电池：又称不可充电电池一次电池：又称不可充电电池干电池干电池二次电池：又称充电电池二次电池：又称充电电池蓄电池蓄电池燃料电池燃料电池：氢氧燃料电池氢氧燃料电池负极是负极是，正极是，正极是，电解质溶液
4、是，电解质溶液是溶液。溶液。 总反应式：总反应式：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2 负极反应式：负极反应式：； 正极反应式：正极反应式：。优缺点：优缺点：一、一次电池一、一次电池1 1、碱性锌锰电池碱性锌锰电池优点：优点：比能量和储存时间有所提高，适比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电用于大电流和连续放电缺点：缺点：多数只能一次使用，不能充电多数只能一次使用，不能充电KOHZnMnO2氢氧化氧锰氢氧化氧锰Zn+2OH-2e-=Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-由电池反应方程式书写电极反应式：由电池反应方程式书写电极反应式： 找出氧化
5、反应和还原反应的物质，确定找出氧化反应和还原反应的物质，确定正、负极反应的物质正、负极反应的物质( (注意介质是否参与反应注意介质是否参与反应) )； 利用电荷守恒分别写出电极反应式；利用电荷守恒分别写出电极反应式； 验证：两电极反应式相加所得式子和原验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。化学方程式相同，则书写正确。 2 2、锌银电池、锌银电池 银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等银锌电池具有比能量大、电压稳定、储存时间长等特点。试根据总反应式回答下列问题：特点。试根据总反应式回答下列问题：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag负负 极极 是是，其其依依据据是
6、是 ； 负极反应式为负极反应式为 ；正极反应式是正极反应式是，反应类型是反应类型是 。Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-在在总反反应中中锌元素化合价升元素化合价升高，失去高，失去电子，子，锌为负极极 Zn 还原反原反应 铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是铅蓄电池是常见的二次电池，其负极是，正极是，正极是，电，电解质溶液是解质溶液是。已知铅蓄电池的放电和充电反应：。已知铅蓄电池的放电和充电反应： Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l)(1)请分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应式请分析并写出铅蓄电池放电时的电极反应
7、式 负极：负极：；正极：正极：；(2)放电过程中，电解质溶液的放电过程中，电解质溶液的pH变化是变化是 ，理由是，理由是。二、二次电池二、二次电池1 1、铅蓄电池：铅蓄电池：是由两组平行排列的栅状铅合金极板作是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架，正极板上覆盖为主架，正极板上覆盖PbOPbO2 2，负极板上覆盖，负极板上覆盖PbPb放电放电充电充电Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)变大大H H2 2SOSO4 4不断消耗，使不断消耗，使c c(H(H) )减小，减小，pHpH增
8、大。增大。PbPbO2H2SO4溶液溶液缺点：缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉安全可靠、价格低廉其它二次电池其它二次电池镍镉电池镍镉电池镍氢电池镍氢电池锂离子电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池聚合物锂离子蓄电池 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程逆过程，（阅读教材（阅读教材P76P76） 人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否人们常根据硫酸密度的大小来判断铅蓄电池是否需要充电需要充电。作业：作业：锂电池具有质轻、高能锂电
9、池具有质轻、高能(比能量高比能量高)、高工作效率、高、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域、电脑、手表、心脏起搏器等的电源。域、电脑、手表、心脏起搏器等的电源。试根据试根据锂亚硫酰氯电池锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)总反应式回答下列问题：总反应式回答下列问题：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极是负极是，其依据是，其依据是；反应类型是反应类型是。负极反应式为负极反应式为；正极反应式是正极反应式是，氧化反应氧化反应3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2SLi在总反应中锂元素
10、化合价升在总反应中锂元素化合价升高，失去电子，锂为负极高，失去电子，锂为负极 8Li-8e-=8Li+作业：作业：镍镉电池镍镉电池以氢氧化钾为电解质溶液，电池在充、以氢氧化钾为电解质溶液，电池在充、放电时的工作原理为：放电时的工作原理为：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2写出放电、充电时的电极反应式写出放电、充电时的电极反应式放电放电充电充电普通干电池普通干电池手机电池手机电池钮扣电池钮扣电池笔记本电脑专用电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池摄像机专用电池“神六神六”用太阳能电池用太阳能电池第二节第二节化学电源化学电源（课时（课时1）大有发展前景的燃料电池大有发展前景的燃料
11、电池 燃料电池燃料电池是利用是利用氢气、天然气、甲醇氢气、天然气、甲醇等燃等燃料与料与氧气或空气氧气或空气进行电化学反应时释放出来的进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃燃料电池的能量转化率可达近料电池的能量转化率可达近80%80%，约为火力发电，约为火力发电的的2 2倍倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的燃料电池的噪声噪声及硫氧化物、氮氧化物等及硫氧化物、氮氧化物等废气废气污染都接近零污染都接近零；燃料电池发明于燃料电池发明于1919世纪世纪3030年代末，年代末，经反复试验、改进
12、，到经反复试验、改进，到2020世纪世纪6060年代才开始进入实用年代才开始进入实用阶段。阶段。( (三三) )燃料电池燃料电池燃料电池的规律燃料电池的规律燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极电极材料一般不参加化学反应，只电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。起传导电子的作用。能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通，普通的只有的只有30%，有利于节约能源。，有利于节约能源。燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出反应产物不断排出 优点：优点：能量转化率高，可持
13、续使用，能量转化率高，可持续使用，对环境友好对环境友好 用途：用途：宇宙飞船，应用前景广阔宇宙飞船，应用前景广阔4、燃料电池、燃料电池负极负极H H2 2：正极正极O O2 2：总反应：总反应： O O2+2+2H2=2H2O氢氧燃料电池是一种新氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。电极表面放电。酸性介质酸性介质2H2 -4e- =4H+O2+4H+ +4e- =2H2O燃燃 料料 电电 池池介质电池反应：2H2+=2H2O酸性负极正极中性
14、负极正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2-4e-=4H+O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-书写电极反应式应注意以下几点：书写电极反应式应注意以下几点：1 1电极反应是一种离子反应，遵循书写离电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则（如子反应的所有规则（如“拆拆”、“平平”）；）；3 3负极失电子所得氧化产物和正极得电子负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如4价的价的C在在酸性溶液中酸性溶液中以以CO2形式存在，形式存在，
15、在在碱性溶液中碱性溶液中以以CO32形式存在）；形式存在）；2 2将两极反应的电子得失数配平后，相加将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；另一极反应；电池的发展方向电池的发展方向光电池使用方便光电池使用方便, ,特别是近年来特别是近年来 微小型半导体逆变微小型半导体逆变器迅速发展器迅速发展, ,促使其应用更加快捷促使其应用更加快捷. .美美, ,日日, ,欧和发展欧和发展中国家都制定出庞大的中国家都制定出庞大的 光伏技术发展计划光伏技术发展计划, ,开发方开发方向是大幅度提高光电池转换效率和稳定性向是大幅度提高光电
16、池转换效率和稳定性, ,降低成降低成本本, ,不断扩大产不断扩大产 业业. .目前目前已有已有8080多个国家和多个国家和1616, ,市场开拓从市场开拓从 空间转向地空间转向地面系统应用。面系统应用。减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源将铂丝插入将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为通入甲烷的一极为_，这一极的电极
17、反应，这一极的电极反应为为_；通入氧气的；通入氧气的一极为一极为_，电极反应为，电极反应为_，总反应为总反应为_。负极负极CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O正极正极O2+4e-+2H2O=4OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O1.若将氢气换成甲烷，若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应写出各电极的电极反应2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视因而受到重视.可用可用Li2CO3和和Na2CO3的的熔融盐混合物用作电解质熔融盐混合物用作电解质,CO为阳极燃为阳极燃气气,空气与空气与CO2的混合气为阴极助燃气的混合气为阴极助燃气
18、,制得在制得在6500下工作的燃料电池下工作的燃料电池,完成完成有关的电池反应式有关的电池反应式:负极反应式负极反应式:,正极反应式正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反应总电池反应式式:.2CO+2CO32-4e- =4CO22CO+O2=2CO2化学电池分类化学电池分类一次电池一次电池二次电池二次电池燃料电池燃料电池定定义义电池中的反应物质电池中的反应物质进行一次氧化还原进行一次氧化还原反应并放电之后，反应并放电之后，就不能再次利用。就不能再次利用。又称充电电池或蓄电池又称充电电池或蓄电池在放电后经充电可使电在放电后经充电可使电池中的活性物质获得重池中的活性物质获得重生，恢
19、复工作能力，可生，恢复工作能力，可多次重复使用。多次重复使用。是一种连续地将燃是一种连续地将燃料和氧化剂的化学料和氧化剂的化学能直接转化成电能能直接转化成电能的化学电源，又称的化学电源，又称连续电池。连续电池。例例子子干电池：电池中的干电池：电池中的电解质溶液制成胶电解质溶液制成胶体，不流动，故称体，不流动，故称干电池干电池如：普通锌锰电池、如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌碱性锌锰电池、锌银纽扣电池银纽扣电池铅蓄电池、铅蓄电池、锌银蓄电池、锌银蓄电池、镍镉电池、镍镉电池、锂离子电池锂离子电池氢气、甲醇、天然氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组气、煤气与氧气组成燃料电池。成燃料电池。小型高性小型高性能燃料电能燃料电池池
