琪原电池-50

原电池的常见电池

　原电池是利用两个电极的电势不同，产生电势差，从而使电子流动产生电流，是一种将化学能转化成电能的装置。

由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差，放完电后，不能重复使用，故又称为一次电池。

现以铜锌电池为例，说明原电池产生电能的机理。这种电池如图12－1所示，是由一个插入CuSO4溶液中的铜电极组成的“半电池”和另一个插入ZnSO4溶液中的锌电极组成的半电池所组成。

两个半电池以一个倒置的U形管连接起来，管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的凝胶，称为“盐桥”。

这时，如果用导线将两极连接，并且中间串联一个电流计，那本，电流计指针将发生偏转，说明线路上有电流通过。同时可以观察到锌片开始溶解而铜片上有铜沉积上去。

我们从观察到的实验现象进一步探讨这种装置产生电流的原因。根据金属置换次序可知，锌比铜活泼，锌容易失去两个电子氧化变成Zn2+进入溶液 Zn ⇋Zn2+＋2e，把电子留在锌极上，使锌极带负电荷，称为“负极”。

若用导线把锌极和铜极连接起来，此时，电子从锌极经过导线流向铜极，在铜极周围的Cu2+从铜极上获得电子还原成金属铜，Cu2+＋2e ⇋Cu，沉积在铜极上，铜极称为“正极”。

为了保持两杯溶液的电中性，这时盐桥开始起导通电池内部电路的作用，Cl-离子从盐桥中扩散到左边溶液中去，与锌极溶解下来的Zn2+的正电荷相平衡，K+从盐桥中扩散到右边溶液中去，与由于Cu2+沉积为金属铜而留下的SO42-离子的负电荷相平衡。

这样就能使锌的溶解和铜的析出继续进行，电流得以继续流通。所以，流经整个体系的电流是由金属导体中的自由电子和溶液中离子的迁移以及电极和溶液界面上伴随发生的氧化、还原反应而进行的。

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常用原电池有锌－锰干电池、锌－汞电池、锌－银扣式电池、锂电池、镍—氢电池、氢氧燃料电池等 锌－锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单，价格便宜、使用方便等优点，成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌－锰电池以锌为负极，以二氧化锰为正极。按照基本结构，锌－锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不能单个使用，可组合叠层电池（组）。按照所用电解液的差别将锌－锰电池分为三个类型：

(1)铵型锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。

电池符号:(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 │C（石墨）(+)。

总电池反应： Zn+2NH4Cl+2MnO2=[Zn(NH3)2]Cl2+Mn2O3+H2O。

(2) 锌型锌－锰电池：又称高功率锌－锰电池，电解质为氯化锌，具有防漏性能好，能大功率放电及能量密度较高等优点，是锌－锰电池的第二代产品，20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水，因此电池不易漏液。

电池符号：(-) Zn│ZnCl2│MnO2 (+)。

总电池反应（长时间放电）：

Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4。

(3) 碱性锌－锰电池：这是锌－锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。

电池符号：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)。

总电池反应： Zn+2H2O+MnO2=Mn(OH)2+Zn(OH)2。

锌－锰电池额定开路电压为1.5V，实际开路电压1.5－1.8V ，其工作电压与放电负荷有关，负荷越重或放电电阻越小，闭路电压越低。用于手电筒照明时，典型终止电压为0.9V，某些收音机允许电压降至0.75V。 又称锂电池，是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小，导电性良好，可制成一系列贮存寿命长，工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态，锂电池有三种不同的类型，即：固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li—(CF)n的开路电压为3.3V，比能量为480W·h·L-1，工作温度在-55~70℃间，在20℃下可贮存10年之久！它们都是研制的新产品，主要用于军事、空间技术等特殊领域，在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。

锂电池与锂离子电池不同。前者是一次电池，后者可反复充电。 电压约3V，电池容量及输出的电池极高，可以存放十年仍有相当电力，但价钱较贵。

其他的一次性电池包括有锌电池、锌空电池、锌汞电池、水银电池、氢氧电池和镁锰电池。

原电池与二次充电电池的主要区别在于原电池只能使用一次，不能进行充电后重复使用。常用原电池有锌－锰干电池（碱性电池）、锌－汞电池、锌－银扣式电池及锂原电池等。

几种常见锂原电池性能比较 　锂铁电池 碱性锌锰电池 锂锰电池 锂亚电池 电压（V） 1.5 1.5 3.0 3.6 比能量（mAh/g） 1000 70-90 200 400 自放电率/年 <2% 12%-20% <2% <1% 保存时间 5-10年 5年 5-10年 10-15年 适用温度（℃） -40～60 -22～55 -20～70 -55～85 放电电流 大 小 中 小 脉冲放电 弱 弱 强 弱 价格 中 低 中 高 应用领域 便携类电子产品 电子产品、玩具、钟表 安防、RFID、电子产品 智能仪表、军用、汽车电子 通过对比发现，锂亚电池性能优异，在所有可以实际使用的化学电源中具有较高的比容量和比能量，目前智能电表是国内锂亚电池的最大应用领域，但实际上其潜在可应用领域十分广泛，市场远未饱和，可重点关注锂亚电池在胎压监测系统、ETC收费系统、航天军事、安防等重点领域需求的持续增长。 燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置，它和其他电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应，不会发出火焰，其化学能可以直接转化为电能的一种电池。所有的燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应的书写同样是有规律可循的。一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。

现以氢氧燃料电池为例进行说明：

氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）做电极材料，负极通入H2，正极通入O2，电解质溶液通常选用KOH。在负极上氢气失去电子变成 H+进入溶液，H+又与溶液中的OH-继续反应生成H2O，因此在负极发生的反应为H2 – 2e- = 2H+ ，H+ + OH- = H2O，所以：

负极的电极反应式为：2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O；

正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- = 2O2- ，O2-在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-，即：O2- + H2O = 2OH- ，因此：

正极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 。

总反应为：2H2 + O2 = 2H2O。

注意：若在酸性条件下，

负极反应式为：2H2 -4e- = 4H+。

正极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(O2 + 4e- = 2O2- ，2O2- + 4H+ = 2H2O)。

总反应为：2H2 + O2 = 2H2O。

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【太平洋汽车网】骐达小汽车用46B24L型号的电池，采用该型号的电池是因为该型号的电池安全性好且低温性能好，热稳定性好且寿命长，能够在启动发动机时给起动机提供强大的启动电流，在发电机过载时协助发电机向用电设备供电，在发动机处于怠速时向用电设备供电，在发电机端电压高于电池时对电池进行充电。

浙江省石墨烯制造业创新中心：由中科院宁波材料所牵头组建。面向国家重大需求和科技发展，重点围绕动力电池、海洋工程、功能复合材料、电子信息传感、柔性显示等重点领域，开展技术成熟度4-6级石墨烯产业前沿技术和关键共性技术研发。建设测试评价中心、中试开发基地、行业服务基地，为石墨烯产业提供成套、系统性解决方案。力争建成具有国际领先水平、引领石墨烯技术创新和产业发展的国家级制造业创新中心。

浙江省磁性材料制造业创新中心：由中科院宁波材料所和横店东磁集团共同牵头，联合浙江大学、中科院物理所、韵升集团、科宁达、百琪达、奥克斯等单位共同组建。汇聚长三角及国内外磁性材料研究及产业资源，构建涵盖节能减排与尖端装备用稀土永磁材料及其电机、高性能电子器件用软磁材料与器件、可穿戴设备用柔性磁电子材料与器件、高端家用磁制冷材料及器件等方向的产业创新体系，培育高端磁性材料及其应用技术产业群。

高端金属合金材料创新中心（筹）：以兵科院宁波分院为牵头单位，联合宁钢、宝新、金田、博威、兴业、长振等金属材料龙头企业以及北科大、有研院、钢研院等国内知名院所，以高端铜合金材料为重点研究方向，涵盖铝合金、镁合金、钛合金、银合金、钢铁材料、超材料、复合材料等领域，突破关键共性技术，建立前沿关键技术、先进检测设备、高端人才团队的共享机制，推动我市金属新合金材料产业的高质量发展。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

关于原电池的若干问题

购买锂电池前先看看其使用的电芯是不是A品，电芯的质量决定这电瓶的质量，如容量和能量密度等，其次找个大厂家出品的锂电池，生产工艺成熟，售后有保障。如果你需要跑长途，最好装一台增程器，有了它不怕半途没电，它能助你驰骋无忧。

增程器发电机使用建议：

增程器在电量是满格的时候不推荐启动，一般建议在电量只有30%-40%的时候启动是最佳的。满电量的时候启动是没有什么特别好的效果的，为了环境友好，建议在需要的时候启动增程器，电池污染比废气污染更严重，保护电池就是保护环境。不建议在电池没有一点电的情况下使用，增程器启动的时候是电启动，在电池一点电都没有的时候启动可能会打不着火。

大学化学中原电池的表示方法

1、该“非静电力”就是较活泼那一级金属（在溶液中）自身发生氧化还原反应，释放出电子，而因为此金属是表面反应，产生的电子优先通过导线到达另一级。该运输能量就是金属自身氧化分解所释放的能量。具体性质我也不知道。

2、就是两级间有电势差，Zn-Cu最初插入溶液中，zn就发生氧化还原反应，释放出电子产生电势差，然后电势差使电子跑向正极。再具体的我也不清楚了。

3、这是原电池啊，所有正电荷的离子都会跑向正极，所有负电荷的离子都会跑向负极，所以负极上的Cu2+ 浓度远低于正极附近的Cu2+ 浓度，所以正极的反应很快。

4、首先还是要强调说明一点，原电池反应是由于较活泼那一级金属自身发生氧化还原反应产生了电子和电流，加了滑动变阻器只能限制电子移动速率，无法抑制电子产生速率，对正负极的反应影响不大。

5、原电池如果不接通电路,负极确实依然会反应。拜托，市场上似乎没有Zn直接与和CuSO4(溶液)反应为原理的电池，现今市场上的电池大多为ZnO+NaoH+Ag电池，正常情况下（电路不通）不会反应。假设有Zn直接与和CuSO4(溶液)反应 为原理的电池，确实会反应，不用也会没电，所以没人会造Zn直接与和CuSO4(溶液)反应为原理的电池。除非它是傻瓜。

我还是一名高二的学生，回答有所欠缺的地方请指明，我会认真研究再改正的。

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