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