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化学电源基础知识
时间:2016-2-17 1:07:18

 

 化学电源基础知识 

第一章   基础`理论 
1971年意大利人伏打发现了生物电,从而发明了伏开始。碱性电池在中国是90年代初得到了迅猛发展。其中上海首先在80年代引进了日本设备。化学电源在各个领域被应用,预计在不久的将来,取代汽油作为汽车动力能源,使环境得到改善。 
碱性电池作为一个新兴的产物,将有广阔的发展前途,特别是在中国碱性电池产量只占电池总产量的5-6%,有较大的潜在市场,发展前景尤为看好。 
第二章 化学电源的优点及其分类 
一、 优点 
1、 能释放能源,又能储存能源 
2、 能量转换效率高,工作时没有噪音 
3、 携带方便,特别适用于移动式通讯交通工具上 
4、 工作范围广泛,对环境适应性强(耐冲击、震动、在失重情况下能正常工作 
5、 工作重要参数可在较大范围内变动 
二、 分类 
1、 按工作性能分: 
1> 一次电池 
2> 二次电池 
3> 储备电池 
4> 燃料电池 
2、 按形状分: 
1> 圆柱形(R) 
2> 扁平形(F) 
3> 方形(S) 
三、 电池类形的识别 
R20:一个R20二氧化锰、氯化铵、氯公锌-锌体系的单体电池 
LR6:一个R6二氧化锰-碱性金属氢氧化物-锌体系的单体电池 
3R12:3个R12串联组成 
R12-3:3个R12并联组成 
3R12-2:2个单体电池3R12组成 
第三章 化学电源的组成及作用 
一、 化学电源 
  简称“电池”,是一种通过化学反应将化学能能直接转变为电能的装置 
二、 电池的组成及其原理 
<一> 电池的组成 
1、 正极:电池的核心。活性物质,参与电极反应 
2、 负极:电池的核心。活性物质,参与电极反应 
3、 电解液:决定电池性能的重要部份 
4、 隔膜套:防止正负极活性物质直接接触而引起短路 
5、 外壳:导电体 
<二> 原理(碱性) 
1、 负极反应:Zn + 2OH--2e=ZnO +H2O 
2、 正极反应:MnO2 +H2O +e=MnoOH+OH- 
3、 总反应:Zn+2MnO2=ZnO+2MnoOH 
注:Zn在碱性中产生自放电:2Zn+2OH-=2ZnO+H2↑+2e 
三、 对各组成部份物质的要求 
<一> 对正负极物质的要求 
1、 正极电位超正,负极电位越负 
2、 活性要高(反应快,得胜率高)[ 
3、 活性物质在电解液中要稳定,自溶速度要小 
4、 活性物质要有良好的导电性能,电阻小 
5、 便于生产,资源丰富 
<二> 对电解液的要求 
1、 电导率高,扩散效率好,粘度低 
2、 化学成份稳定,挥发性小,易贮存 
3、 正负极活性物质在电液中能长期保持稳定 
4、 便于使用 
<三> 对隔膜要求 
1、 有良好的稳定性 
2、 具有一定的机械强度和抗弯曲能力,有抗拒枝晶穿透能力 
3、 便于使用 
4、 吸水性良好,孔径、孔率符合要求 
<四> 对外壳要求 
1、 有较高的机械强度,承受一般的冲击 
2、 具有耐工艺腐蚀的能力 
第四章   化学电源的性能 
电池的电性能有四种方式表示,1、开路电压;2、闭路电压;3、短路电流;4、容量 
一、 电池的开路电压和负荷电压(闭路电压) 
1、 开路电压:两极连接的外线路处于断路时,两极间的电位差 
例:VMnO2=0.80V; VZn=-0.763V; E=1.5663V 
2、 负荷电压:也称工作电压、闭路电压、放电电压 
当电池处于工作状态时,即电池外线路中电流流过电池丢三落四做功时电池的电压:V=V+-V――Irn 
二、 电池容量及其影响 
1、 电池的容量:指放出电量总和,单位:AH 
例:一个镍铬电池,容量为500mah,则以50ma放电,可达10小时 
公式:C=1/R*V平*t 
C-放电容量;  R-电阻;  V平-平均电压;  t-时间 
2、 影响因素 
① 活性物质的数量多少 
② 活性物质的活性 
③ 活性物质的状态 
④ 电池的结构和工艺配方 
三、 电池的贮存性能与寿命 
1、 自放电:电池贮存一段时间后,容量发生自行降低的现象 
  贮存性能:电池开路时,在一定的条件下(湿度、温度)贮存一定的时间后, 放电的大小。 
2、 影响电池寿命的因素 
① 电池中的活性物质的有效数量、结合力及耐久程度 
② 导电骨架的使用寿命 
③ 活性物质、隔板导电骨架的抗腐蚀能力 
④ 自放电引起的漏液 
⑤ 使用材料的本身质量 
⑥ 电池使用不当,使电池短路电池存放环境 
⑦ 受冲击、震动 


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