1、2020/7/30,物理化學電子教案第九章,2020/7/30,引言,上一章我們研究的電池熱力學要求電池都是可逆電池，也就是說通過電池的電流趨于零，而在實際使用化學電源或進行電解時，都有一定的電流通過， 因而都是不可逆過程，研究電化學中的不可逆過程及其規(guī)律性對電化學工業(yè)是十分重要的。在本章中除了討論不可逆電極過程外，還簡要介紹一些電解在工業(yè)上的應用以及金屬的防腐和化學電源等。,2020/7/30,第九章電解與極化作用,9.1 分解電壓,9.2 極化作用,9.3 電解時電極上的反應,9.4 金屬的電化學腐蝕與防腐,9.5 化學電源,2020/7/30,9.1 分解電壓,電解:將電能轉(zhuǎn)化為化學能的

2、過程稱為電解。 使電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置稱為電解池。 當一個電池與外接電源反向?qū)訒r，只要外加的電壓大于該電池的電動勢E一個無限小值時，電池接受外界所提供的電能，電池反應發(fā)生逆轉(zhuǎn)，原電池就變成了電解池。 使電解池能連續(xù)正常工作，所加的電壓 稱為分解電壓。 反電動勢與分解電壓。,2020/7/30,9.1 分解電壓,反電動勢 當某電解質(zhì)溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時，兩電極在該狀態(tài)下所組成原電池的電動勢，由于其與外加電壓相反，故稱為反電動勢,2020/7/30,9.1 分解電壓,分解電壓 使某電解質(zhì)溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時所必須外加的最小電壓。在數(shù)值上大于該電解池作為可逆電池時的可逆電動勢。例如氫-氧

3、燃料電池的可逆電動勢為1.229V，而電解水的分解電壓則大于1.229V 。,2020/7/30,分解電壓的測定,使用Pt電極電解H2O，加入中性鹽用來導電，實驗裝置如圖所示。,逐漸增加外加電壓，由安培計G和伏特計V分別測定線路中的電流強度I 和電壓E，畫出I-E曲線。,分解電壓的測定,2020/7/30,10-1 分解電壓,如右圖所示電解池將發(fā)生如下反應： （）2H2eH2(g) （） H2O 2H+ + 1/2O2 + 2e-,H2OH2(g)1/2O2,分解電壓的測定,2020/7/30,分解電壓的測定,無外加電壓時，兩電極處于平衡態(tài)，界面上沒有氫氣和氧氣。 外加一定電壓，但很小時，界面

4、上所產(chǎn)生的氫氣和氧氣濃度（壓力）很低，遠低于大氣壓，無法逸出，只能擴散到溶液本體中，維持這一外加電壓，所需電量很小，電路中電流很小。,隨著E的增大，電極表面產(chǎn)生的氫氣和氧氣濃度（壓力）增加 ，只要壓力低于大氣壓，就無法逸出，只能繼續(xù)擴散到溶液中，但濃度梯度增大，擴散速度加快，使得電流增大。如圖中1-2段。,當外壓增至2-3段，氫氣和氧氣的壓力等于大氣壓力，呈氣泡逸出，反電動勢達極大值 Eb,max。,2020/7/30,分解電壓的測定,再增加電壓，I 迅速增加，并表現(xiàn)為一條直線。將直線外延至I =0處，得E(分解)值，這就是使電解池不斷工作所必需外加的最小電壓，稱為分解電壓。從下表可以看出，

5、E(分解) E,2020/7/30,幾種電解質(zhì)溶液的分解電壓 ( T = 298.15 K, c = 1/z mol dm-3),電解質(zhì)溶液 電解產(chǎn)物 E / V E分解 / V HNO3 H2 + O2 1.23 1.69 H2SO4 H2 + O2 1.23 1.67 H3PO4 H2 + O2 1.23 1.70 KOH H2 + O2 1.23 1.67 NaOH H2 + O2 1.23 1.69 CuSO4 Cu + O2 0.51 1.49 ZnSO4 Zn + O2 1.60 2.55 HCl H2 + Cl2 1.37 1.31,2020/7/30,分解電壓,這是因為電解過程

6、中，外加電壓除了克服作為原電池時的可逆電動勢外，還要克服由于極化在陰、陽極上產(chǎn)生的超電勢 和 ，以及克服電池電阻所產(chǎn)生的電位降 。這三者的加和就稱為分解電壓。,顯然分解電壓的數(shù)值會隨著通入電流強度的增加而增加。,為什么分解電壓要大于最大反電動勢呢？,2020/7/30,有電流通過電極時，電極不再可逆，電極電勢出現(xiàn)偏離平衡值的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為電極的極化作用 （Polarization）。采用超電勢(Overpotential)定量描述電極極化的程度，符號為。,定義:,ir、：不可逆充、放電時的電極電勢； r ： 平衡電極電勢。,極化作用和超電勢,2020/7/30,9.2 極化作用,當電極上無

7、電流通過時，電極處于平衡狀態(tài)，這時的電極電勢分別稱為陽極平衡電勢 和陰極平衡電勢 。,在有電流通過時，隨著電極上電流密度的增加，電極分解電勢值對平衡值的偏離也愈來愈大。,2020/7/30,極化的類型,根據(jù)極化產(chǎn)生的不同原因，通常把極化大致分為兩類：濃差極化和電化學極化。,（1）濃差極化 在電解過程中，電極附近某離子濃度由于電極反應而發(fā)生變化，本體溶液中離子擴散的速度又趕不上彌補這個變化，就導致電極附近溶液的濃度與本體溶液間有一個濃度梯度，這種濃度差別引起的電極電勢的改變稱為濃差極化。,2020/7/30,濃差極化,以電極Cu(s)|Cu2+(a=1)為例， 作為陰極: Cu2+ + 2e C

8、uCu2+會在陰極表面沉積，若v擴散 v反應，遠處的Cu2+來不及擴散到陰極附近，使陰極附近的a(Cu2+) 小于體相中的濃度a(Cu2+)，相當于將Cu電極插入一個濃度較小的電解質(zhì)溶液中。 作為陽極: Cu Cu2+ + 2e Cu會溶入陽極附近的電解質(zhì)溶液中，若v擴散 v反應，會使陽極附近的Cu2+濃度a(Cu2+)大于體相中的濃度，使陽極附近的a(Cu2+)大于體相中的濃度a(Cu2+)，相當于將Cu電極插入一個濃度較大的電解質(zhì)溶液中。,2020/7/30,a(Cu2+) a(Cu2+) a(Cu2+),濃差極化,2020/7/30,濃差的結(jié)果是使陽極電極電勢比可逆電極電勢更正，使陰極的

9、電極電勢(析出電勢)比可逆電極電勢更負。 這種在有限電流通過電極時，因溶液中離子的擴散速率小于反應速率而導致電極表面附近離子的濃度與本體溶液不同，使電極電勢偏離可逆電極電勢的現(xiàn)象稱為濃差極化。 因濃差極化所產(chǎn)生的超電勢稱為擴散超電勢。 可以采用攪拌的方法減小濃差極化，但由于電極表面擴散層的存在，不可能將其完全除去。,濃差極化,2020/7/30,電化學極化是因電極界面上電子傳遞的遲緩性產(chǎn)生的。 以Pt, H2(g)|H+(a=1)為例。作為陰極時，當外電源將電子供給電極后，由于電極界面上電子傳遞的遲緩性，外界輸送來的電子不能及時傳遞給H而及時消耗，結(jié)果使陰極表面積累了多于平衡狀態(tài)的電子，電極給

10、電子能力增強，導致電極電勢比平衡電極電勢更負。 類似的，作為陽極時，會使陽極表面的電子數(shù)目小于平衡狀態(tài)的電子，導致電極電勢比平衡電極電勢更正。 因電化學極化引起的超電勢稱為活化超電勢。,(2) 電化學極化,2020/7/30,(3) 電阻極化,電解過程中，由于電阻的存在而分擔的電勢，稱為電阻超電勢。金屬鈍化時，電極表面上會生成一層氧化物的薄膜或其它物質(zhì)，電阻極化很明顯。,2020/7/30,超電勢（overpotential）,在某一電流密度下，實際發(fā)生電解的電極電勢 與平衡電極電勢之間的差值稱為超電勢。,為了使超電勢都是正值，把陰極超電勢 和陽極超電勢 分別定義為：,陽極上由于超電勢使電極電

11、勢變正，陰極上由于超電勢使電極電勢變負。,2020/7/30,超電勢的測定,電極1為對電極，電極2為工作（待測）電極；電極3為參比電極，通常為甘汞電極，I0。,2020/7/30,極化曲線（polarization curve）,超電勢或電極電勢與電流密度之間的關系曲線稱為極化曲線，極化曲線的形狀和變化規(guī)律反映了電化學過程的動力學特征。,(1)電解池中兩電極的極化曲線,隨著電流密度的增大，兩電極上的超電勢也增大，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小，使外加的電壓增加，額外消耗了電能。,2020/7/30,極化曲線（polarization curve）,2020/7/30,極化曲線（polari

12、zation curve）,(2)原電池中兩電極的極化曲線,原電池中，負極是陽極，正極是陰極。隨著電流密度的增加，陽極析出電勢變大，陰極析出電勢變小。由于極化，使原電池的作功能力下降。,但可以利用這種極化降低金屬的電化腐蝕速度。,2020/7/30,極化曲線（polarization curve）,2020/7/30,氫超電勢,電解質(zhì)溶液通常用水作溶劑，在電解過程中， 在陰極會與金屬離子競爭還原。,利用氫在電極上的超電勢，可以使比氫活潑的金屬先在陰極析出，這在電鍍工業(yè)上是很重要的。,例如，只有控制溶液的pH，利用氫氣的析出有超電勢，才使得鍍Zn，Sn，Ni，Cr等工藝成為現(xiàn)實。,2020/7/

13、30,氫氣在幾種電極上的超電勢,金屬在電極上析出時超電勢很小，通?？珊雎圆挥?。而氣體，特別是氫氣和氧氣，超電勢值較大。,氫氣在幾種電極上的超電勢如圖所示?？梢娫谑凸炔牧仙希妱莺艽?，而在金屬Pt，特別是鍍了鉑黑的鉑電極上，超電勢很小，所以標準氫電極中的鉑電極要鍍上鉑黑。,影響超電勢的因素很多，如電極材料、電極表面狀態(tài)、電流密度、溫度、電解質(zhì)的性質(zhì)、濃度及溶液中的雜質(zhì)等。,2020/7/30,氫氣在幾種電極上的超電勢,2020/7/30,Tafel 公式（Tafels equation）,早在1905年，Tafel 發(fā)現(xiàn)，對于一些常見的電極反應，超電勢與電流密度之間在一定范圍內(nèi)存在如下的

14、定量關系：,這就稱為Tafel 公式。式中 j 是電流密度, 是單位電流密度時的超電勢值，與電極材料、表面狀態(tài)、溶液組成和溫度等因素有關， 是超電勢值的決定因素。 在常溫下一般等于。,2020/7/30,Tafel 公式（Tafels equation）,Tafel 公式在電流密度較高時相對準確，在電流密度較小時不能與事實相符合。事實上，電流密度趨于零時，超電勢也應趨于零，但當Tafel 公式中J0時， - 。這顯然是不對的。在電流密度較小時超電勢值與電流密度間的關系一般可用=J表示，值與金屬電極的性質(zhì)有關，它與Tafel 公式中的a一樣，可以表示出在指定條件下氫電極的不可逆程度。,2020/

15、7/30,H+ 的放電機理,H+從本體溶液擴散到電極附近； H+從電極附近的溶液中移到電極上； H+在電極上發(fā)生電化學反應放電； (a) H+MeMeH 或H2OMeMeHOH (b) H+MHe MH2 (4) 吸附在電極上的H原子化合為H2； MHMH2MH2 (5) H2從電極上擴散到溶液內(nèi)或形成氣泡逸出液面。,Tafel關系式的理論解釋,2020/7/30,遲緩放電理論: （3） 為決速步(適用于吸附力較弱的金屬,如Hg、Zn等大部分金屬)。 復合理論： （4）為決速步（適用于吸附力較強的金屬，如Pt等）。 上述兩種理論最終都可推導得到Tafel關系式。,2020/7/30,9.3 電

16、解時電極上的反應,陰極上的反應 電解時陰極上發(fā)生還原反應。發(fā)生還原的物質(zhì)通常有(1)金屬離子，(2)氫離子（中性水溶液中 ）。,判斷在陰極上首先析出何種物質(zhì)，應把可能發(fā)生還原物質(zhì)的電極電勢計算出來，同時考慮它的超電勢。電極電勢最正的首先在陰極析出。,2020/7/30,9.3 電解時電極上的反應,陽極上的反應 電解時陽極上發(fā)生氧化反應。發(fā)生氧化的物質(zhì)通常有：（1）陰離子，如 等，（2）陽極本身發(fā)生氧化。,判斷在陽極上首先發(fā)生什么反應，應把可能發(fā)生氧化物質(zhì)的電極電勢計算出來，同時要考慮它的超電勢。電極電勢最負的首先在陽極氧化。,2020/7/30,超電勢的存在使電解需要消耗更多的能量，可以通過電

17、極表面的改性來降低超電勢從而達到節(jié)能的目的。例如：在電解NaCl時，用表面涂Pt的Ti電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨電極，可節(jié)能10%。 大部分金屬離子的超電勢很小，可忽略不計，析出電勢等于可逆電極電勢。 H析出的超電勢較大，其析出電勢甚至小于Zn、Cd、Ni等金屬離子的析出電勢。可以利用氫超電勢進行電鍍、制備金屬。,金屬的析出與氫超電勢,2020/7/30,例：電解制備金屬Zn,陰極： Zn2|Zn 和 H|H2,當 j 1000 A cm-2 時，(H2/Zn) = 1.06 V 設Zn2和H活度均為1，有, ir （H+|H2）= r -= - 1.06V (Zn2+|Zn), Zn先析出,Zn2+

18、 + 2e- Zn = - 0 .8V 2H+ + 2e- H2 = 0V,2020/7/30,9.3 電解時電極上的反應,分解電壓 確定了陽極、陰極析出的物質(zhì)后，將兩者的析出電勢相減，就得到了實際分解電壓。因為電解池中陽極是正極，電極電勢較高，所以用陽極析出電勢減去陰極析出電勢。,電解水溶液時，由于 或 的析出，會改變 或 的濃度，計算電極電勢時應把這個因素考慮進去。,2020/7/30,9.3 電解時電極上的反應,金屬離子的分離,如果溶液中含有多個析出電勢不同的金屬離子，可以控制外加電壓的大小，使金屬離子分步析出而達到分離的目的。,為了使分離效果較好，后一種離子反應時，前一種離子的活度應減

19、少到原來的 以下，這就要求電極電勢改變值或兩種離子的析出電勢相差值為：,2020/7/30,例：用Pt電極電解含CuSO4(0.1 mol dm-3), ZnSO4(0.1 mol dm-3)和H2SO4(0.1 mol dm-3)的混合溶液， 電解時那種物質(zhì)先析出，初始電壓是多少？ 當?shù)诙N金屬析出時，電壓應為多少？ 此時溶液中第一種金屬的殘余濃度是多少？ (3) 當電壓加到多大時，H2開始析出？ 已知H2在Cu上的超電勢為1V,在Zn上的超電勢為1.3V, 在 Pt上的超電勢可忽略不計。,2020/7/30,電極反應：,Cu2+ + 2e- Cu = 0.307 V Zn2+ + 2e-

20、Zn = - 0.792 V 2H+ + 2e- H2 = - 0.041 V,陰極：,陽極：,H2O - 2e- 2H+ + O2 = 1.187V,比較上述陰極反應，Cu先析出,E = + - - = 1.187V 0.307V = 0.880 V,2020/7/30,H2在Cu上的超電勢為1 V ，Cu2+完全析出后，cH+=0.4mol L-1， (H+|H2)= r(H+|H2)-=-1.021V, 因此Zn將接著析出。,當Zn析出時 - = Zn= -0.792 V,Cu2+的濃度,2020/7/30, +=？,H2O 2H+ + O2 + 2e-,此時溶液中的H+ 的濃度為 0.

21、4 mol dm-3,2020/7/30,當H2在Zn上析出時，= 1.3V ,(H2)= -1.341V,陽極H+的濃度為0.6 mol dm-3, + = 1.216V,E= 2.557V,2020/7/30,14某溶液含有0.01molkg-1CdSO4、0.01molkg-1ZnSO4和0.5molkg-1H2SO4，把該溶液放在兩個Pt電極之間，在25，100kPa下用低電流密度進行電解，同時均勻攪拌，假設超電勢可忽略不計，且 。已知25時 ， 。 （1）何種金屬先析出？ （2）第二種金屬開始析出時，第一種金屬離子在溶液中的濃度為多少？,，,2020/7/30,解：（1）,故Cd先在

22、陰極上析出,2020/7/30,（2）當Zn開始析出時，溶液中Cd2+濃度應滿足：,2020/7/30,9.3 電解時電極上的反應,陰極產(chǎn)品：電鍍、金屬提純、保護、產(chǎn)品的美化（包括金屬、塑料）和制備 及有機物的還原產(chǎn)物等。,陽極產(chǎn)品：鋁合金的氧化和著色、制備氧氣、雙氧水、氯氣以及有機物的氧化產(chǎn)物等。,常見的電解制備有氯堿工業(yè)、由丙烯腈制乙二腈、用硝基苯制苯胺等。,電解的應用,2020/7/30,9.4 金屬的電化學腐蝕和防腐,金屬腐蝕的分類：,（1）化學腐蝕 金屬表面與介質(zhì)如氣體或非電解質(zhì)溶液等因發(fā)生化學作用而引起的腐蝕，稱作化學腐蝕?；瘜W腐蝕作用進行時沒有電流產(chǎn)生。 如將鋅塊放入稀硫酸中，Z

23、n+H2SO4=ZnSO4+H2。,2020/7/30,（2）電化學腐蝕 金屬表面在介質(zhì)如潮濕空氣、電解質(zhì)溶液等中，因形成微電池而發(fā)生電化學作用而引起的腐蝕稱作電化學腐蝕。,HCl,electrons,2020/7/30,帶有鐵鉚釘?shù)你~板若暴露在空氣中，表面會被潮濕空氣或雨水所浸潤，并溶解空氣中的 或海邊空氣中的NaCl，從而形成一層電解質(zhì)溶液，這層電解質(zhì)溶液與鐵鉚釘和銅板一起組成了原電池，其中鐵是陽極，發(fā)生氧化反應；銅是陰極，發(fā)生還原反應。,金屬的電化學腐蝕和防腐,電化學腐蝕的例子：,銅板上的鐵鉚釘為什么特別容易生銹？,2020/7/30,金屬的電化學腐蝕和防腐,2020/7/30,腐蝕時陽

24、極上的反應,鐵在酸性介質(zhì)中只能氧化成二價鐵：,二價鐵被空氣中的氧氣氧化成三價鐵，三價鐵在水溶液中生成 沉淀， 又可能部分失水生成 。,這種由 等化合物組成的疏松的混雜物質(zhì)就是鐵銹。,2020/7/30,陰極上的反應析氫腐蝕與吸氧腐蝕,(1)析氫腐蝕,酸性介質(zhì)中 在陰極上還原成氫氣析出。,設 ， 則,鐵陽極氧化，當 時認為已經(jīng)發(fā)生腐蝕，,這時組成原電池的電動勢為，是自發(fā)電池。,2020/7/30,腐蝕時陰極上的反應,如果既有酸性介質(zhì)，又有氧氣存在，在陰極上發(fā)生消耗氧的還原反應：,這時與 (-0.617V)陽極組成原電池的電動勢為 。顯然耗氧腐蝕比析氫腐蝕嚴重得多。,（2）耗氧腐蝕,2020/7/

25、30,金屬的可逆電極電勢; 氫、氧在金屬表面的超電勢； 金屬的極化性能 電解質(zhì)溶液的組成,影響金屬表面腐蝕的主要因素,2020/7/30,金屬的防腐,（1）在金屬表面涂敷各種保護層 (a)非金屬保護層 在金屬表面涂上油漆、搪瓷、塑料、瀝青、高分子材料等，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔開。 (b)金屬保護層 在金屬表面用電鍍或化學鍍的方法鍍上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金屬，保護內(nèi)層不被腐蝕。保護層可分為陽極保護層和陰極保護層。,2020/7/30,在原電池的體系中加緩蝕劑，改變介質(zhì)的性質(zhì)，降低腐蝕速度。 鈍化促進型：鉻酸鹽，亞硝酸鹽等； (b) 形成沉淀膜：聚磷酸鹽，聚硅酸鹽等； (c) 形成吸附

26、膜：有機物分子，含有能吸附于金屬表面，電負性大的N,O,P,S的極性基，和阻礙腐蝕性介質(zhì)與金屬表面接觸的非極性基(烷基)。,（2）加緩蝕劑,2020/7/30,1保護器保護 將電極電勢較低的金屬和被保護的金屬連接在一起，構(gòu)成原電池。電極電勢較低的金屬作為陽極而溶解，被保護的金屬作為陰極而避免腐蝕。又稱犧牲陽極保護法。,2陰極電保護 利用外加直流電，將負極接到被保護金屬上，作為陰極。正極接到一些廢金屬作陽極，使其受到腐蝕而保護了陰極。,3陽極電保護 利用外加直流電，將被保護金屬接到正極上，電極電勢向正的方向移動，使金屬“鈍化”而得到保護。,（3）電化學保護,2020/7/30,金屬的防腐,（5）

27、制成耐蝕合金 在煉制金屬時加入其它組分，提高耐蝕能力。如在煉鋼時加入Mn，Cr等元素制成不銹鋼。,2020/7/30,金屬的鈍化,臨界鈍化電位,臨界鈍化電流,2020/7/30,9.5 化學電源,化學電源性能指標 1. 電動勢與開路電壓； 2. 工作電壓與電池內(nèi)阻； 3. 電池容量與放電深度； 4. 比能量與比功率； 5. 電池壽命；,2020/7/30,電動勢：兩個可逆電極的平衡電極電位之差。 開路電壓：外線路中沒有電流通過時，電池兩極之間的電位差。電池的開路電壓一般要小于電池的電動勢，因為電池的兩極在電解質(zhì)溶液中所建立的電極電位，通常并非平衡電極電位，而是穩(wěn)定電極電位。只有當電池的兩極體系

28、均達到熱力學平衡狀態(tài)時，電池的開路電壓才等于電池的電動勢。 穩(wěn)定電極電位：在存在雜質(zhì)的條件下，當電極電位不再變化時， ，但 ， ， 因此凈反應不為零，不是平衡電極電位，習慣上稱為穩(wěn)定電極電位。,2020/7/30,工作電壓：也稱為放電電壓或端電壓，是指有電流流過外線路時，電池兩極之間的電位差。工作電壓小于開路電壓和電動勢。 電池內(nèi)阻：電流通過電池時所受到的阻力。包含電化學極化、濃差極化和歐姆極化。由于極化與電流密度相關，因此電池內(nèi)阻與放電制度相關。電池內(nèi)阻與電池測試時所處的狀態(tài)相關，充電態(tài)與放電態(tài)電池的內(nèi)阻有一定的區(qū)別。,2020/7/30,電池容量：一定的放電條件下，可以從電池獲得的電量。單

29、位通常為：mAh或Ah，（1F=26.8Ah） 電池容量有三種：理論容量、實際容量和額定容量 放電深度:電池放出的電量與額定容量之比。通常用DOD表示。如100%DOD、50%DOD。 比能量：指單位重量或體積的電池所給出的能量，也叫重量比能量或體積比能量，也稱能量密度。單位：Wh/Kg或Wh/L。比能量也分為理論比能量和實際比能量。,2020/7/30,電池的功率：是指在一定的放電制度下，單位時間內(nèi)電池輸出的能量，單位為瓦（W）。 比功率：指單位重量或體積的電池輸出的功率,單位為W/Kg或W/L。比功率的大小，表征電池所能承受的工作電流的大小。 電池壽命：在一定的放電制度下，電池容量降至某一

30、規(guī)定值之前，電池所能耐受的循環(huán)次數(shù)，稱為電池的使用周期或使用壽命。單位為次。如300次、1000次。,2020/7/30,（3）燃料電池 又稱為連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負極的反應物質(zhì)，以氧氣作為正極反應物質(zhì)組成燃料電池。,（2）二次化學電源 二次電池在放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)恢復工作能力。鉛蓄電池和可充電電池都是二次電池。,（1）一次化學電源 電池中的反應物質(zhì)進行一次氧化還原反應并放電之后，就不能再次利用，如干電池。,化學電源分類,2020/7/30,化學電源,正極：常選用金屬氧化物 負極：常選用較活潑金屬 與活性物質(zhì)一起構(gòu)成電極的添加劑一

31、般有：導電劑、粘結(jié)劑、緩蝕劑等。,電解液：高導電率，化學穩(wěn)定性好、不易揮發(fā)、易于 長期貯存 隔膜：較高離子傳輸能力，較低電子導電能力，好的化學穩(wěn)定性和一定的機械強度。,2020/7/30,鋅錳電池：,中性鋅錳電池：,負極：,正極：,電池反應：,2020/7/30,中性鋅錳電池：,2020/7/30,堿性鋅錳電池：,負極：,正極：,電池反應：,2020/7/30,由于陰極反應與陽極反應不全是固相反應，有可溶性的Zn(OH)42- 與Mn(OH)42- ，故內(nèi)阻小，放電后電壓恢復能力強。 堿性鋅錳電池采用了高純度、高活性的正、負極材料，以及離子導電性強的堿作為電解質(zhì)，使電化學反應面積成倍增長。 特點:（1）開路電壓為15V； （2）工作溫度范圍寬在2060之間，適于高寒地區(qū)使用； （3）大電流連續(xù)放電其容量是中性鋅錳電池 的5倍左右； （4）貯存壽命長。,2020/7/30,堿性鎳鎘電池：,負極：,正極：,電池反應：,特點：自放電小，貯存壽命長，耐過充放電能力強。,2020/7/30,鎳氫電池：,負極：,正極：,電池反應：,特點：比能量高，環(huán)保，無記憶效應，充放電循環(huán)壽命長，耐過充