|
1、干电池---普通锌锰电池
干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色)------用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象);B:用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。电极反应式为:
负极(锌筒):Zn – 2e- === Zn2+
正极(石墨):2NH4+ + 2e - === 2NH3 + H2
H2 + 2MnO2 === Mn2O3 + H2O
总反应:Zn + 2NH4+ + 2MnO2 === Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O
干电池的电压大约为1.5V,不能充电再生。
2、铅蓄电池
铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。放电时为原电池,其电极反应如下:
负极:Pb + SO42- - 2e - === PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e - === PbSO4 + 2H2O
总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O
当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电,充电时为电解池,其电极反应如下:
阳极:PbSO4 + 2H2O - 2e - === PbO2 + 4H+ + SO42-
阴极:PbSO4 + 2e -=== Pb + SO42-
总反应式为:2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4
当溶液的密度升到1.28g/ml时,应停止充电。
上述过程的总反应式为:
放电
Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O
充电
3、银锌电池
一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似钮扣(俗称钮扣电池)。盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应式如下:
负极:Zn + 2OH- -2e- === ZnO + H2O
正极:Ag2O + H2O + 2e- === 2Ag + 2OH-
电池的总反应式为:Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO
电池的电压一般为1.59V,使用寿命较长。
4、碱性蓄电池
这类电池一般寿命比铅酸蓄电池长很多,且拾携带很方便。
放电
Ni-Cd电池:Cd + 2NiO(OH)2 + 2H2O ====== 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
充电
放电
Ni-Fe电池:Fe + 2NiO(OH)2 + 2H2O ====== 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2
充电
5、微型锂电池
常用于心脏起搏器、手机的一种微型电池,一般用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液为溶有四氯化铝锂(LiAlCl4 )的亚硫酸氯(SOCl2 )。电池的总反应式如下:
8Li + 3SOCl2 ====== 6LiCl + Li2SO3 + 2S
这种电池的容量大,电压稳定,能在-56.70C--- +71.10C的大范围温差内正常工作。
6、海水电池
1991年,我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。其电极反应式如下:
负极:4Al – 12e- === 4Al3+
正极:3O2 + 6H2O + 12e- === 12OH-
总反应式为:4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3
这种电池的能量比普通干电池高20---50倍!
7、氢氧燃料电池
这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。其电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。电极反应式如下:
负极:2H2 + 4OH- -4e- === 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
总反应式:2H2 + O2 === 2H2O
8、熔融盐燃料电池
这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池,在加拿大等少数发达国家己接近民用工业化水平。按其所用燃料或熔融盐的不同,有多个不同的品种,如天然气、CO、---熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等,一般要在一定的高温下(确保盐处于熔化状态)才能工作。
下面以CO---Li2CO3 + Na2CO3---空气与CO2型电池为例加以说明:
负极反应式:2CO + 2CO32- -4e- === 4CO2
正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e- === 2CO32-
总反应式为:2CO + O2 === 2CO2
该电池的工作温度一般为6500C
|