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问 镍镉电池充电放电原理，方程式 电解质 电极材料
c20883b7fa2c 镍镉电池镍镉电池（Ni-Cd，Nickel-Cadmiun Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery）是最早应用于手机、超科等设备的电池种类，它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单，一般使用以下反应放电： Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2 充电时反应相反。 镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。所谓“记忆效应”就是电池在充电前，电池的电量没有被完全放尽，久而久之将会引起电池容量的降低，在电池充放电的过程中（放电较为明显），会在电池极板上产生些许的小气泡，日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。当然，我们可以通过掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”。此外，镉是有毒的，因而镍镉电池不利于生态环境的保护。众多的缺点使得镍镉电池已基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。 原理分析 充电示意图为于负极的镉(Cd)和氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根离子(OH-)化合成氢氧化镉，并附著在阳极上，同时也放出电子。电子沿著电线至阴极，和阴极的二氧化镍与氢氧化钠溶液中的水反应形成氢氧化镍和氢氧根离子，氢氧化镍会附著在阳极上，氢氧根离子则又回到氢氧化钠溶液中，故氢氧化钠溶液浓度不会随著时间而下降。 放电反应式： 负极反应： Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e- 正极反应： 2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH- 总反应： Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH)2+Ni(OH)2 充电反应式： 正极反应：Ni(OH)2+2OH-→ 2e-+NiO2+2H2O 负极反应：Cd(OH)2+2e-→ Cd+2OH- 总反应： Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O 充电的镍镉电池镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。与其它电池相比，NiCd电池的自放电率(即电池不使用时失去电荷的速率超科电池)适中。NiCd电池在使用过程中，如果放电不完全就又充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，放出80％电量后再充足电，该电池只能放出80％的电量。这就是所谓的记忆效应。当然，几次完整的放电/充电循环将使NiCd电池恢复正常工作。由于NiCd电池的记忆效应，若未完全放电，应在充电前将每节电池放电至1V以下。 [1] 充电 镍镉电池充电 在0.05C至大于1C的范围内对NiCd电池恒流充电。一些低成本充电器使用绝对温度终止充电。虽然简单、成本低，但这种充电终止方法不精确。更好的方法是通过检测电池充满时的电压跌落终止充电。对于充电速率为0.5C或更高的NiCd电池，-ΔV方法是最有效的。-ΔV充电终止检测应与电池温度检测相结合，因为老化电池和不匹配电池可能减少ΔV。 通过检测温升速率(dT/dt)可以实现更精确的满充检测，这种满充检测比固定温度终止对电池更好。基于ΔT/dt和-ΔV组合的充电终止方法可避免电池过充，延长电池寿命。镍镉电池 快速充电可改善充电效率。在1C的充电速率下，效率可以接近1.1 (91%)，充满一个空电池的时间为1小时多一点。当以0.1C充电时，效率便下降到1.4 (71%)，充电时间为14小时左右。 因为NiCd电池对电能接收程度接近100%，所以几乎所有的能量在充电开始的70%期间被吸收，而且电池保持不发热。超快速充电器利用该特点，在几分钟内将电池充到70%，以几C的电流充电而无热量产生。充到70%后，电池再以较低速率继续充电，直到电池充满。最后以0.02C至0.1C的涓流结束充电。
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问 常用化学电池的种类，名称，形状，电极，电解质，电压，可否再充电，价格，存放期，特点，用途，回收途径
09c272f57c94 化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置。化学电池的主要部分是电解质 溶液，和浸在溶液中的正极和负极，使用时将两极用导线接通，就有电流产生， 因而获得电能。化学电池放电到一定程度，电能减弱，有的经充电复原又可使 用，这样的电池叫蓄电池，如铅蓄电池、银锌电池等；有的不能充电复原，称为 原电池，如干电池、燃料电池等。 下面介绍化学电池的种类： 1．干电池：普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用 锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。 在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包 裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶 端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填 有MnO2作去极化剂(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象，即作去极剂)，淀粉 糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。 电极反应为：负极 Zn－2 e-＝Zn2+ 正极 2 NH4+ ＋2 e-＝2NH3＋H2 H2＋2MnO2＝Mn2O3＋H2O 正极产生的NH3又和ZnCl2作用：Zn2+＋4NH3＝[Zn(NH3)4]2+ 干电池的总反应式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2＋Mn2O3＋H2O或 2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝[Zn(NH3)2]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O 正极生成的氨被电解质溶液吸收，生成的氢气被二氧化锰氧化成水。干电池的电压1.5 V—1.6 V。在使用中锌皮腐蚀，电压逐渐下降，不能重新充电复原，因而不宜长时间连续使用。这种电池的电量小，在放电过程中容易发生气涨或漏液。而今体积小，性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增加，使放电电流大加幅度提高。碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。2．铅蓄电池：铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含锑5%～8%的铅锑合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbO2，负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液(密度为1.25—1.28 g / cm3)中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。放电的电极反应为：负极：Pb＋SO42- －2e- ＝PbSO4↓正极：PbO2＋4H+＋SO42- ＋2e- ＝PbSO4↓＋2H2O 铅蓄电池的电压正常情况下保持2.0 V，当电压下降到1.85 V时，即当放电进行到硫酸浓度降低，溶液密度达1.18 g / cm3时即停止放电，而需要将蓄电池进行充电，其电极反应为： 阳极：PbSO4＋2H2O－2e- ＝PbO2＋4H+＋SO42- 阴极：PbSO4＋2e- ＝Pb＋SO42- 当密度增加至1.28 g / cm3时， 应停止充电。这种电池性能良好，价格低廉，缺点是比较笨重。 放电 充电 蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4↓＋2H2O 目前汽车上使用的电池，有很多是铅蓄电池。由于它的 电压稳定，使用方便、安全、可靠，又可以循环使用，因此广泛应用于国防、科 研、交通、生产和生活中。 3．银锌蓄电池 银锌电池是一种高能 电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。 目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为KOH溶 液。 常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负 极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料 ，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边 用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。 负极：Zn＋2OH-－2e- ＝Zn(OH)2 正极：Ag2O＋H2O＋2e- ＝2Ag＋2OH- 银锌电池跟铅蓄电池一样，在使用(放电)一段时间后就要充电，充电过程表示 如下： 阳极：2Ag＋2OH-－2e- ＝Ag2O＋H2O 阴极：Zn(OH)2＋2e- ＝Zn＋2OH- 放电 充电 总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O Zn(OH)2＋2Ag一粒钮扣电池的电压达1.59 V， 安装在电子表里可使用两年之久。4．燃料电池：燃料电池是使燃料与氧化剂反 应直接产生电流的一种原电池，所以燃料电池也是化学电源。它与其它电池不 同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时，不断地从 外界输入，同时把电极反应产物不断排出电池。因此，燃料电池是名符其实地把 能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”。燃料电池的正 极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气、 发生炉煤气、水煤气、甲烷等气体；从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用 碱(如氢氧化钠或氢氧化钾等)把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的 产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高，设备轻便，减轻污染，能量转换率 可达70%以上。当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池 ，它是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的电极材料一般为活 化电极，碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂，如铂电极、活性炭电极 等，具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。 电极反应式为：负极 H2 2H 2H＋2OH-－2 e-＝2H2O 正极 O2＋2H2O＋4 e-＝4OH- 电池总反应式为：2H2＋O2＝2H2O 另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料) 和氧气(氧化剂)。电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e- ＝ CO32- ＋7H2O； 正极：4H2O＋2O2＋8e- ＝8OH-。 电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O目前已研制成功的铝—空气燃 料电池，它的优点是：体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种 电池可代替汽油作为汽车的动力，还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外 作业工具等。5．锂电池：锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫 酰氯(SO2Cl2)在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂(LiAlCl4)溶解于 亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应，生成氯化锂、亚硫酸锂 和硫。 8Li＋3SO2＋Cl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S 锂是密度最小的金 属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其它金属作负极相比较，能在较小的 体积和质量下能放出较多的电能，放电时电压十分稳定，贮存时间长， 能在216.3—344.1K温度范围内工作，使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电 池，它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点，因而已用于电 脑、照相机、手表、心脏起博器上，以及作为火箭、导弹等的动力资源。
花谢自相惜 
4条回答
匿名用户 
言必信行必果 
冰是睡著的水 
b60ad397cac2 
君心似我心 
我拿流年乱了浮生 
