绍兴山顿蓄电池总代理
(1)电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);
(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;
(3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。
说明:
①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断:
(1)较活泼的或能和电解质溶液反应的金属一般作负极。
(2)有气泡产生一极一般是正极。
(3)电子流出的一极是负极,电子流入的一极是正极。
(4)被腐蚀的一极是负极。
(5)发生氧化反应的一极是负极,发生还原反应的一极是正极。
(6)溶液中阳离子移向的一极是正极,阴离子移向的一极为负极。
三、电极反应式的书写
(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键
如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:
负极:Cu -2e- = Cu2+
正极:NO3- + 4H+ + 2e- = 2H2O + 2NO2↑
再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反应,失去电子,是负极,其电极反应为:
负极:2Al + 8OH--2×3e- =2AlO2- + 2H2O
正极:6H2O + 6e- = 6OH- + 3H2↑
(2)要注意电解质溶液的酸碱性
在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,如氢氧燃料电池有酸式和碱式,在酸溶液中,电极反应式中不能出现OH-,在碱溶液中,电极反应式中不能出现H+,像CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中碳(C)元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2气体。
(3)要考虑电子的转移数目
在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。
(4)要利用总的反应方程式
从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池,而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应,便可以写出另一个电极反应方程式。
四、原电池原理的应用
原电池原理在工农业生产、日常生活、科学研究中具有广泛的应用。
1. 化学电源:人们利用原电池原理,将化学能直接转化为电能,制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池以及高能燃料电池,以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中,电池发挥的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船,小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等,都离不开各种各样的电池。
2. 加快反应速率:如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气,用纯锌生成氢气的速率较慢,而用粗锌可大大加快化学反应速率,这是因为在粗锌中含有杂质,杂质和锌形成了无数个微小的原电池,加快了反应速率。
3. 比较金属的活动性强弱:一般来说,负极比正极活泼。
4. 防止金属的腐蚀:金属的腐蚀指的是金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程。在金属腐蚀中,我们把不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的氧气、二氧化碳,含有少量的H+和OH-形成电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳形成了无数个微小的原电池,铁作负极,碳作正极,发生吸氧腐蚀:
负极:2Fe -2×2e- =2Fe2+
正极: O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH-
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。因此可以用更活泼的金属与被保护的金属相连接,或者让金属与电源的负极相连接均可防止金属的腐蚀。
应用领域;
UPS不间断电源 太阳能、风能系统通信系统 计算机备用电源 电力系统 便携式仪器、仪表铁路系统 医疗系统设备应急照明系统 自动化控制系统 消防和安全警报系统 电动工具
太阳能、风能系统、通信系统、电力系统、医疗系统设备、应急照明系统、电动车、航空航天、公司用电、ups,逆变电源,直流电源 电力、 汽车、煤矿、铁路、金融、证券、油田、邮政、电信、广播电视、安防、税务等系统提供电力保护
保养与维护;
固定型密封式蓄电池铅酸蓄电池不需要维护(无需补加水),采用了单向限压阀密封,打开将导致损坏.要保持蓄电池始终清洁干燥以防漏电。蓄电池的塑料部件,特别是电池盖,只能有不含任何添加剂的净水清洗。
梅兰日兰蓄电池特点
MGE电池
密封铅酸免维护
AGM蓄电池
(6V-12V系列)
应用领域
§ 浮充使用
§ 不间断电源系统
§ 医疗设备
§ 通信设备
§ 手控发动机装置
§ 控制系统
§ 电力驱动系统
| MGE电池主要特点:§ 完全的密封型免维护设计§ 设计寿命长达10年§ 迎合了高频率,深程度放电的需要,极大地提高了放电的持久性及深循环放电能力§ 浸泡式极板化成(独特的FTF极板化成工艺)§ 分析纯硫酸电解液§ 电解液不分层,无需均衡充电§ 无腐蚀气体泄漏§ 阀控式最大开启压力为5Psi(1Psi≈7KPA)§ 任意方向放置使用§ 电池外壳及盖采用ABS材料§ 强化阻燃材料(UL94V-0级)可供用户选用§ 自放电低§ 通过IATA机构无害产品认证 |
从元素周期表上一眼就可看出,锂是最活泼的金属元素,因而是非常理想的电池负极材料。锂电池容量大,但要用作二次电池,锂金属电池在充电的过程中,会在负极上结出锂的小枝晶,它容易刺透隔膜使电池短路,极易发生危险,所以锂金属电池一般只用作一次电池。
但经过精巧设计后,锂电池中可以不出现锂金属,这样既能充分利用锂元素的化学特性,又保证了安全性,这就是锂离子电池。它容量大,又可反复充电使用,很受人们的青睐。锂离子电池主要由正极材料、电解液、隔膜和负极材料组成。一般正极材料为LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4或三元材料等,负极为碳材料或硅碳复合材料;电解液为溶解有锂盐电解质的液态或胶态的有机溶剂,用来传输锂离子;隔膜位于电池的正负极之间,浸渍有电解液,允许锂离子通过但不允许电子通过,防止正负极直接接触短路。
锂离子电池最大特点是,正、负极材料都构成“格子”结构,就像中药铺的储药柜。锂离子就镶嵌在这些格子中,当锂离子电池充电时,受到外电场的驱动,正极材料中过渡金属(Co、Mn、Fe等)被氧化,Li+从正极的“格子”中脱出,在电化学势差(内部电场)的作用下经由隔膜的电解质溶液向负极迁移,在负极与外电路送来的补偿电子结合,嵌入到负极材料(碳)的“格子”中。随着充电量的持续增加,负极慢慢处于富锂态,正极处于贫锂态。放电过程则与之相反,负极放出电子,嵌在碳材料中的Li+脱出,经过隔膜回到正极,电子则由外电路完成对外做功后到达正极。理论上,这种过程可以反复进行,电池就可以永远重复使用了。但实际上,在Li+脱出和嵌入的过程中,总会发生一些“不测”,正、负极材料的“格子”逐渐被破坏(坍塌),而且,电池内部的电解液或者其他组分性质变坏,也会“变质”。就这样,电池内阻逐渐变大,工作电压降低,容量逐渐变小,电池也就“衰老”了。
18650锂电池与普通5号电池的尺寸对比
锂离子电池的分类和参数
按所用电解质材料的不同,锂离子电池可分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。根据不同场合的需要,又可被做成方形、圆柱形、椭圆形等。常说的18650电池就是圆柱形液态锂离子电池,其电解质是液态的含锂有机溶液。18650电池直径18毫米,高65.0毫米,两个数字连起来就是电池的名字(同样命名方式的还有16340电池等)。由于性能优良,它被广泛用于电动汽车、移动电源、笔记本电脑和手机等。18650电池容量一般为2500mAh(毫安时)左右,若一个充电宝容量为10000mAh,则这个充电宝中大概并联了4或5节这种圆柱电池。
电池的一个重要指标是电池容量,常用毫安时表示,指的是在一定的放电条件下可以从电池获得的电荷量,一般分为理论容量、实际容量和额定容量。理论容量是通过电池反应的化学方程式计算出来的理想状态下充放电量;实际容量是指在一定的放电条件下,电池实际放出的电荷量;额定容量是指厂家在设计和制作电池时,规定电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的电量。要注意的是,在不同放电条件下,电池的实际容量是不同的。一般在小电流,较高的截止电压时放出的电量较大。手机电池包装上告知的容量为手机正常使用情况下额定容量,例如一个电池为2000mAh,手机通话时发电电流为200mA(毫安)左右,则可连续通话2000/200=10h(小时);待机时电流为30mA,则可待机65h。放电方法、放电电流、终止电压、环境温度和放电时间等,都会对电池容量和能量产生影响。放电电流的大小,通常用“时率”或“倍率”表示:例如一个电池2000mAh容量,2h将电量放完,则这个电流用时率表示为2h,倍率表示为0.5C,C表示容量,该电流的大小就为2000×0.5=1000mA。
终止电压是指电池放电时,电压下降到不宜再放电的最低工作电压为终止电压;一般在低温或者大电流放电时终止电压低些,此时电极极化大,活性物质不能得到充分利用,电池电压下降较快。小电流放电时,终止电压规定的高些,原因与上面相反。
电池不用时,在一定条件下(温度、湿度等)容量下降,这主要由负极腐蚀和正极自放电引起。
自放电率可用单位时间内容量降低的百分数来表示;例如一个电池原来容量为1000mAh,放置1个月后放出的电量为950mAh,则月自放电率为5%。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,其碳原子的排列方式使这种材料的强度超过钢。作为单质,它在室温下传递电子
的速度比已知导体都快。总部位于美国加州库比蒂诺的苹果至少拥有两项与石墨烯相关的专利申请书。其它公司,包括IBM和富士康,
也有注册的石墨烯专利。为什么苹果想要石墨烯?
太阳能电池?
在麻省理工学院的一份学术报告中指出,石墨烯已经被视为用于打造第三代太阳能电池的最佳备选材料之一。这种技术将为一些小型随
身电子设备提供源源不断的能量,如数码相机、手机等。很巧的是,苹果公司2013年提交了一份专利申请,申请内容正是关于在一些设
备中搭载太阳能电池的解决方案。业内人士猜测,该专利与麻省理工学院的石墨烯太阳能电池的科研成果有关。
据PhoneArena网站报道,市场分析师Matt Margolis预计苹果将利用太阳能电池技术延长iPhone6电池续航时间,iPhone6的蓝宝石玻璃
显示屏将内嵌太阳能电池。马戈利斯综合多个不同因素得出了这一结论,其中包括苹果在2013年2月份被授予的一件专利,该专利涉及
在触控屏中内嵌太阳能电池的技术,但不涉及将太阳能电池产生的电能输送给电池的技术。
“石墨烯良好的电导性能和透光性能,使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。”
石墨烯太阳能技术的光电转换效率高达60%,是现有多晶硅太阳能技术的2倍。当前市面上的太阳能电池板基本为多晶硅,其光电转换率
为30%左右。
与多晶硅不同的是,石墨烯可以作为纳米涂层,涂于设备表面,以获得光电转换的能力。同时也可以制成柔性、透明的光伏电池板。因
此,未来具备太阳能电源的设备将更为小巧和美观,同时可以不受太阳能电池板本身的影响而改变产品设计。
穿戴式设备?
穿戴式设备未来的走向是更柔软、可延展、可折叠。目前使用于移动设备触摸屏的导电薄膜是铟锡氧化物,但对于可弯曲的显示屏来说
这种材料太脆了。石墨烯的韧性强,并且具有很好的导电性能,它可以作为触摸屏导电涂层,使得屏幕能够耐受折叠和弯曲。