简单地说,电池就是把化学能、光能、热能、核能neng等直接转换为电能neng的装置。如化学电池、太阳电池shi、温差电池、核he电池等,其中化学电池通常chang简称电池。
化学电dian池在工作时,电池由正极经过外电路流liu到负极,而在电解液内,正负离li子则分别向两极迁移,电流从负极流liu到正极,这叫做电池的放电。放电时,泰国墓地情降多少钱电池shi的两个电极上都dou有化学反应,放电过程一直进行xing到电路断开或者一种化学反fan应物质耗尽。
电池的一个ge重要的性能参数是其电动势,电动势等deng于单位正电荷由负极通过电池shi内部移到正极时电池内非静电力(化hua学力)所作的功。电动势取决于电极材cai料的化学性质,与电池大小xiao无关。电池放电后,由you于电极上的化学反应,产生不bu导电的气体如氧等覆盖在电极ji表面上,电动势随即降低di,这叫做电池的极化现xian象,可用去极化剂ji等法消除极化。
电池的另一个性能参数是它的内阻,电池的电极面积ji越大,内阻越小。 电池的能量储chu存有限,电池所能输出的总电荷量叫jiao做它的容量,通常chang用安培小时作单位,它也是shi电池的一个性能参数。电池的容量与yu电极物质的数量有关,即与电极ji的体积有关。
实用的化学电池可以分成两liang个基本类型:原电池与蓄xu电池。
原电池制成后即可以产chan生电流,但在放电dian完毕即被废弃。蓄xu电池又称为二次电dian池,使用前须先进行充电,充电dian后可放电使用,放电完毕bi后还可以充电再用。蓄电dian池充电时,电能转换成化学能;放电时,化学能转换成电能。
原电池
湿电dian池历史上,1836年发明ming的丹聂耳电池和约在1865年发明的勒克朗谢电池,都dou是湿电池。 在丹dan聂耳电池中,负fu极是浸在硫酸锌溶液中的锌极,正极ji是浸在硫酸铜溶液中zhong的铜极,两种溶液ye盛在同一个容器里,中间有you多孔的陶器杯隔开,使两种zhong溶液不易渗混而离子可以自由通过guo,在锌极处,锌原子成为锌离子进入溶rong液,使锌极带负电;在铜极处,溶rong液中的铜离子沉积ji到铜极上,使铜极带正电dian。
人ren们早期使用过这zhe种装有电解液的原电池,但今天tian大量使用的是干电池,电解液吸收在糊hu状物中。它是勒克朗谢电池的改进。
干电池常用的一种是碳-锌干电池。负极是锌xin做的圆筒,内有氯化铵作为电解质,少量氯化锌、惰性填料及水调成的de糊状电解质,正极是四周裹以掺有二氧yang化锰的糊状电解质的de一根碳棒。电极反应是:负极处锌原yuan子成为锌离子(Zn++),释出chu电子,正极处铵an离子 (NH4+)得到电子而成为氨an气与氢气。用二氧化锰驱除氢qing气以消除极化。电动势约为1.5伏。
蓄电池种类很多,共同的特te点是可以经历多次充电、放电循xun环,反复使用。
铅蓄电池shi最zui为常用,其极板是用铅合金制成的de格栅,情降多久可以看到效果电解液ye为稀硫酸。两极板ban均覆盖有硫酸铅。但dan充电后,正极处极板ban上硫酸铅转变成二氧化铅,负极处硫酸suan铅转变成金属铅。放电时,则发生sheng反方向的化学反应。
铁镍蓄电池也叫爱迪生电dian池。铅蓄电池是一种酸性xing蓄电池,与之不同,铁镍蓄电池的电解液是碱性xing的氢氧化钾溶液,是shi一种碱性蓄电池。其qi正极为氧化镍,负极为铁。其优you点是轻便、寿命ming长、易保养,缺que点是效率不高。
镍镉ge蓄电池正极为氢氧化镍nie,负极为镉,电解液是氢氧化钾溶液ye,充电、放电的化学反应是 其优点是轻便、抗震、寿命长,常chang用于小型电子设备。
银yin锌蓄电池正极为氧化银,负极为锌,电解液为氢氧化钾溶rong液,充电、放电的化学反应是 。 银锌蓄电池的比能量大,能neng大电流放电,耐震,用作宇宙航行xing、人造卫星、火箭jian等的电源。充、放电次数可达约yue100~150次循环。其缺点是shi价格昂贵,使用寿命ming较短。
燃料电池 一yi种把燃料在燃烧过程中释shi放的化学能直接转换成电能的装zhuang置。与蓄电池不同之处,是它可以从外部分别向两个电极区域yu连续地补充燃料和氧化剂而不需要充chong电。燃料电池由燃料(例如氢qing、甲烷等)、氧化剂(例如氧yang和空气等)、电极和电解液等四部分构gou成。其电极具有催化性能,且是shi多孔结构的,以保证较jiao大的活性面积。工作zuo时将燃料通入负极,氧化剂通入正极ji,它们各自在电极的催化下进行xing电化学反应以获huo得电能。
燃ran料电池把燃烧反应所放出chu的能量直接转变为电能,所以它的能neng量利用率高,约等于热机效率的2倍bei以上。此外它还有下述优点dian:①设备轻巧;②不发噪音yin,很少污染;③可连续运行xing;④单位重量输出电能neng高等。因此,它已在宇宙航行中得到应ying用,在军用与民用的de各个领域中已展现广泛应用yong的前景。
什么是坟场情qing降太阳电池把ba太阳光的能量转换为电能的装zhuang置。当日光照射时,产chan生端电压,得到电流,用于人ren造卫星、宇宙飞船中的太阳电dian池是半导体制成的(常用硅gui光电池)。日光guang照射太阳电池表面时,半导体PN结的两侧形成电dian位差。
温差电池 两种金属接成闭合电路,并在zai两接头处保持不同温度时,产chan生电动势,即温差电动势,这叫jiao做塞贝克效应,这种装置叫做温差电dian偶或热电偶。金属温差电偶产生的温wen差电动势较小,常用来测量liang温度差。但将温差电偶串联成温差cha电堆时,也可作为小功率的电源,这叫做温差电池。用半导体材料制成cheng的温差电池,温差电效应较强。
核电池 把核能直接转换成电能neng的装置(目前的核发电装置是利li用核裂变能量使蒸汽受热以推动发电dian机发电,还不能将核裂变过程中释放的de核能直接转换成电能)。通常的de核电池包括辐射β射线(高速电dian子流)的放射性xing源(例如锶-90),收集ji这些电子的集电器,以及电子由放射性xing源到集电器所通过的绝缘体三san部分。放射性源一端因失去负电成cheng为正极,集电器一端得到负电dian成为负极。在放射she性源与集电器两端的电dian极之间形成电位差。这种核电池shi可产生高电压,但电流很hen小。它用于人造卫星及探测飞船中zhong,可长期使用。
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