中學(xué)綜合學(xué)科資源庫-電池

-.z.中學(xué)綜合學(xué)科資源庫——電池化學(xué)電池電池，你一定不會感到陌生吧！除了熟悉的干電池外，還有供電子手表、電子計算器等使用的鈕扣電池，供心臟起搏器、助聽器使用的超小型提電池，供汽車、風(fēng)力發(fā)電機使用的蓄電池。此外，潛艇、衛(wèi)星、宇宙飛船等也要依靠電池提供能量。當(dāng)今社會雖然有方便的交流電電網(wǎng)，但電池的銷售量卻有增無減，而且不斷涌現(xiàn)新的品種。電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，又叫化學(xué)電池。在化學(xué)電池中，化學(xué)能是怎樣轉(zhuǎn)變成電能的？化學(xué)電池工作時，儲存的化學(xué)能能否全部轉(zhuǎn)化為電能？要了解這些問題，讓我們先來重溫有關(guān)原電池的知識?！局R梳理】原電池右圖的裝置就是一個原電池，由于用鋅片和鋼片做電極，因而叫Cu－Zn原電池。實驗中可以看到，鋅片在不斷溶解，銅片上有小氣泡產(chǎn)生。同時觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流。原理如下：Zn〔負極〕：Zn－2e→Zn2＋〔氧化反響〕Cu〔正極〕：2H＋＋2e→H2↑〔復(fù)原反響〕總反響：Zn＋2H＋→Zn2＋＋H2↑〔氧化復(fù)原反響〕負極鋅失去的電子，經(jīng)過電流表〔或用電器〕流向正極銅。因此，產(chǎn)生電流的原因是電池內(nèi)部電極上發(fā)生了氧化和復(fù)原反響。從電化學(xué)角度看，一個自發(fā)進展的氧化復(fù)原反響都可以設(shè)計成電池裝置。思考：右圖是化學(xué)家丹尼爾于1836年設(shè)計的一個實用電池，并用于早期鐵路的信號燈，其現(xiàn)象有鋅片溶解、銅片增厚，并有電流產(chǎn)生。請寫出電極反響和總反響方程式，并標(biāo)出正、負極?！緦ｎ}導(dǎo)讀】實驗和研究：干電池的解剖及其原理研究1．觀察干電池的內(nèi)部構(gòu)造取1節(jié)廢于電池〔1號〕，剝?nèi)ネ鈱影b和封口上的火漆，用刀如右圖或沿垂直方向剖開，觀察內(nèi)部構(gòu)造。干電池的外殼是金屬鋅，作負極，中心碳棒〔石墨〕是正極，碳律周圍由一層紙質(zhì)包裹的黑色物質(zhì)，這是石墨粉和二氧化錳的混合物，紙質(zhì)和鋅殼之間填滿了糊狀白色電解液，其成分是氯化銨、氯化鋅和淀粉糊。2．糊狀物的別離收集糊狀物〔可能混有黑色物質(zhì)〕加一定量水〔如糊狀物50g，則加約40mL水〕，充分?jǐn)嚢?，煮?分鐘，濾去黑色物質(zhì)，收集濾液備用。3．黑色物質(zhì)的檢驗取出碳棒周圍的黑色物質(zhì)，用水洗凈〔如果大局部黑色物質(zhì)和糊狀物混雜，則取操作2中濾紙上的黑色物質(zhì)〕，晾干，用萬用表測量其導(dǎo)電性，證明含有石墨粉。把黑色物質(zhì)放在鐵制器皿中灼燒，石墨粉燃燒發(fā)出點點火星，將石墨粉燒盡后的余物再用萬用表測量，已無導(dǎo)電性，這種剩余物質(zhì)是二氧化錳。請設(shè)計一個實驗，證明二氧化錳的氧化性，有條件可進展操作。4．干電池的模擬利用廢電池的鋅殼、碳棒和操作2收集的濾液〔再加少量氯化銨或稀鹽酸〕，裝配一個電池裝置，并接上電流表或小電珠、發(fā)光二極管，觀察電流的產(chǎn)生。5．干電池原理的研究干電池模擬裝置產(chǎn)生電流的原理為：Zn〔－〕失去電子：Zn－2e→Zn2+〔氧化反響〕C〔＋〕得到電子：2NH4+＋2e→2NH3＋H2〔復(fù)原反響〕實際干電池正極周圍還有二氧化錳，它起什么作用呢？在模擬干電池實驗中可以看到，電流會迅速減小，這是由于碳棒上吸附一層氫氣，內(nèi)電阻增加而使反響停頓的緣故。二氧化錳把正極上產(chǎn)生的H2氧化成水，而本身則被復(fù)原為MnO(OH)。顯然沒有二氧化錳的干電池是沒有實用價值的。另外，產(chǎn)生的NH3被糊狀電解質(zhì)中的Zn2+吸收為Zn(NH3)2Cl2。因此，干電池工作時，負極的反響材料是鋅，正極是二氧化錳，故而它的學(xué)名叫鋅錳電池，輸出電壓為1.5伏。干電池中總反響可大體表示為：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl→2MnO(OH)＋Zn(NH3)2Cl2?！究萍际吩挕扛呻姵貏?chuàng)造小史原電池的創(chuàng)造可追溯至18世紀(jì)末期，當(dāng)時意大利生物學(xué)家伽伐尼在進展著名的青蛙實驗，當(dāng)用金屬手術(shù)刀接觸蛙腿時，發(fā)現(xiàn)蛙腿會發(fā)生抽搐。大名鼎鼎的伏打認為這是金屬與蛙腿組織液〔電解質(zhì)溶液〕之間產(chǎn)生的電流刺激造成的。1799年，伏打據(jù)此設(shè)計出了現(xiàn)在被稱為伏打電池的裝置，鋅為負極，銀為正極，用鹽水作電解質(zhì)溶液。1836年，丹尼爾創(chuàng)造了世界上第一個實用電池〔如右圖所示〕?，F(xiàn)代干電池的創(chuàng)造則應(yīng)歸功于電化學(xué)家勒克朗謝。1866年，他以鋅為負極，二氧化錳為正極，氯化銨溶液作電解質(zhì)，這是電池開展的重大轉(zhuǎn)折。以后，蓋斯南將淀粉參加氯化銨中制成糊狀電解質(zhì)，從此，鋅錳電池成了"干電池〞，而且導(dǎo)致了20世紀(jì)初手電筒的創(chuàng)造，使干電池進入廣闊民眾的生活之中。干電池有體積較大，電容量較小，且不能反復(fù)使用的缺點。曾經(jīng)有報道，這種電池會被高性能的或可充電的電池代替。然而，干電池的市場需求量卻持續(xù)上井。目前世界年產(chǎn)量已達100億個，其原因是價格廉價。產(chǎn)生一樣的電量，其本錢是一般蓄電池的1/20，鎳－鎘電池的1/50。因此干電池仍然受到消費者的青睞?！究萍夹≈谱鳌孔灾乒唠姵刂R背景：果蔬〔如柑橘、檸檬、番茄等〕汁液含有豐富的有機酸和無機鹽，是一種能導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液，選擇適當(dāng)?shù)牟牧先玟\、銅做電極，就可以制作各種果蔬電池。制作過程：1．用pH試紙分別測量柑橘、檸檬或番茄汁液的pH。2．分別將鋅片、銅片插入上述果蔬中，用帶鱷魚夾的導(dǎo)線相連，接上電壓表和小電珠〔或發(fā)光二極管〕，記錄測得的電壓和兩極片間的距離。3．改變兩極片之間的距離，研究電壓和極片間距離的關(guān)系，并確定一個最正確使用距離。成果報告：在自制果蔬電池上貼上標(biāo)簽，寫上自己的**，并撰寫制作過程和體會，在班級內(nèi)展示交流。思考：在其他條件一樣時，用鎂條代替鋅片制作的果蔬電池，其電壓有何變化？試分析原因?！蔡崾荆簭慕饘倩顒有缘捻樞騺砜紤]?！场鹃喿x】可充電的"干電池〞——鎳－鎘電池大家知道，干電池用完后不能通過充電再繼續(xù)使用，這種不能重復(fù)使用的電池叫一次電池。一次電池對材料是一種浪費，也容易對環(huán)境造成污染?？梢酝ㄟ^充放電反復(fù)使用的電池叫二次電池。二次電池，放電〔使用〕時，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能；充電時，電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。最早使用的二次電池就是目前汽車上使用的鉛蓄電池。鉛蓄電池雖然構(gòu)造簡單，造價較低，但體積太大，又因使用液體硫酸作電解質(zhì)溶液〔名副其實的"濕〞電池〕而使用不便。能否制造出類似于干電池，但又能反復(fù)充放電的新穎電池呢？鎳——鎘電池就是這種類型的電池。鎳——鎘電池的外形完全與5號干電池類似，輸出電壓為1.5伏，充放電可達2000～4000次，使用期長達10～15年。正是因為這種優(yōu)點，鎳——鎘電池常與太陽能電池配套使用作為通信衛(wèi)星的電源。鎳——鎘電池，負極是鎘〔Cd〕，正極是三氧化二鎳〔Ni2O3〕，氫氧化鈉作電解液。其原理見下表；放電充電負極〔Cd〕Cd＋2OH－－2e→Cd(OH)2〔氧化反響〕該極連接外電源負極，Cd(OH)2復(fù)原為Cd正極〔Ni2O3〕Ni2O3＋2H2O＋2e→2Ni(OH)2〔復(fù)原反響〕該極連接外電源正極，Ni(OH)2氧化為Ni2O3?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)變成電能電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能【內(nèi)容拓展】〔供向理科方向開展的學(xué)生學(xué)習(xí)〕1．化學(xué)電池能不能把化學(xué)能全部轉(zhuǎn)換成電能？電池可看作是一種能量轉(zhuǎn)換器，人們當(dāng)然關(guān)心，電池在輸出電功時，化學(xué)能有多少可轉(zhuǎn)換成電能？科學(xué)家們利用如下反響：Zn＋2AgCl→2Ag＋Zn2＋＋2Cl－，并通過一系列實驗來研究這一問題。首先是使上述反響在量熱計〔一種能測定熱量的裝置〕中進展，測出1mol鋅氧化放出的熱量為233kJ，這一能量可看作為1mol鋅所包含的化學(xué)能。其次，將上述反響設(shè)計為一個電池，將電池和負荷電阻回路也放入量熱計中。當(dāng)1mol鋅完全消耗時，測出的熱量也是233kJ。這時，量熱計測出的熱量有兩局部組成，一局部是電池中化學(xué)反響的熱量，一局部是電流通過電阻產(chǎn)生的熱，后一局部的熱量可看作電池輸出電功的大小，它必定小于電池中儲存的化學(xué)能。第三個實驗是分別測出這兩局部的熱量，即把電池和負荷電阻分別置于兩個量熱計中，接通電池回路。同時改變負荷電阻的數(shù)值，測定熱量，其結(jié)果見下表：1mol鋅氧化時電池反響熱量和輸出電功負荷電阻輸出電流電池反響熱量(A)輸出電功(B)兩者之和(A＋B)0〔短路〕無限大233kJ0233kJ增大減小減小增大233kJ無限大趨于043kJ190kJ233kJ這是一個有趣的結(jié)果，這三種情況的兩者之和均是233kJ〔化學(xué)能〕。當(dāng)短路時，輸出電功為0，當(dāng)負荷電阻增大時，電流減小而輸出電功增大；當(dāng)負荷電阻無限大時，電流無限小而輸出電功到達最大值190kJ，僅占總化學(xué)能的81.5％。結(jié)果已經(jīng)很明顯了，電極物質(zhì)中包含的化學(xué)能是不能全部轉(zhuǎn)化成電能的，一個化學(xué)電池的輸出電功為最大值時，正是化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的極限。這一數(shù)值在電化學(xué)中可以進展理論上的計算。實際使用時，由于用電器電阻不可能無限大而達不到這一數(shù)值。討論1：化學(xué)電池使用時，為什么輸出電流小可以增大輸出電功呢？思路：電功是電量和電壓的乘積，電量取決于電極物質(zhì)的反響量；而電流減小時，端電壓增大，故在電量固定的情況下，由于端電壓的增大，輸出電功增大。討論2：平時使用電池，不小心發(fā)生短路，此時有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？電池是否輸出電功？思路：電池發(fā)熱，很快耗盡其化學(xué)能，電池損壞，沒有輸出電功。2．鋰電池的使用壽命為什么比一般電池要長？供心臟起搏器運作的電池要體小、質(zhì)輕、平安和高能。以前一般來用小型的以鋅作負極的高能電池，使用壽命大約是2年?，F(xiàn)在改用以鋰〔Li〕作負極的鉀電池，使用壽命約是原來的5倍，安置于人體內(nèi)，就不必經(jīng)常更換。這是什么原因呢？鋰是最輕的金屬，摩爾質(zhì)量為7g/mol，每7g鋰氧化成為Li＋，可以釋放出1mol電子；而7g鋅的物質(zhì)的量是0.108mol，氧化成Zn2+，釋放的電子為0.216mol，約是一樣量鋰的1/5。因此，鋰電池的使用壽命很長，防止了經(jīng)常替換，可減輕患者的痛苦。3．高效的燃料電池在火力發(fā)電廠中，燃料發(fā)電發(fā)生了屢次的能量轉(zhuǎn)換，每次能量換都會有損耗，所以燃料化學(xué)能的利用效率僅30％～40％。燃料燃燒產(chǎn)生熱量→熱量使水變成水蒸氣，并帶動蒸汽輪機運動→蒸汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電；化學(xué)能→內(nèi)能→機械能→電能燃料燃燒是一種氧化復(fù)原反響，能否把燃料作為電極材料，使其化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能呢？燃料電池就是基于這一思想而創(chuàng)造的。右圖是氫氧燃料電池的剖面示意圖。原料是氫氣和氧氣，用多孔性的碳為電極。負極吸附氫氣，正極吸附氧氣，30％的氫氧化鉀溶液為電解液。燃料電池產(chǎn)生電流的原理為：負極：H2＋2OH－－2e→2H2O〔氧化反響〕正極：O2＋2H2O十4e→4OH－〔復(fù)原反響〕總化學(xué)方程式：2H2＋O2→2H2O這就是氫氣的燃燒反響，但在燃料電池中沒有火焰，而是產(chǎn)生電流。除氫氣外，甲烷、煤氣、天然氣都能作為燃料電池的燃料。燃料電池的優(yōu)點，首先是能量利用率高，可達70％；其次，可節(jié)約大量的金屬。然而，要使燃料電池產(chǎn)生平穩(wěn)的電流并不容易。氫氣、氧氣必須要有特殊的催化劑才能在電極上發(fā)生上述反響，而這類催化劑的研制十分困難，價格昂貴，因此，目前燃料電池僅應(yīng)用于人造衛(wèi)星、航天飛機等尖端科技領(lǐng)域?！旧鐓^(qū)大家談】環(huán)境保護與社區(qū)密切相關(guān)，我們該如何面對這個嚴(yán)峻的問題——廢電池回收率僅百分之一報載隨意丟棄的小小一節(jié)電池，滲入水體能污染60萬升水；一節(jié)一號電池進入土壤，爛在土地里，溶出物可使1平方米的土壤喪失農(nóng)用價值。通過食物鏈如瓜果、水產(chǎn)魚蝦等在人體內(nèi)富集，將產(chǎn)生致癌、致畸等后果。以上講的危害性不聽不知道，一聽嚇一跳。由于不少社區(qū)居民對廢干電池當(dāng)垃圾拋棄的危害性認識缺乏，因此把手電筒、手機、BP機、掛鐘、半導(dǎo)體、電須刀等用過的廢干電池隨意丟棄。雖然現(xiàn)在**城鄉(xiāng)有不少百貨商場、廢品收購站回收廢干電池，但目前回收率只有1％左右。我們建議采取以舊換新的方法購置新的電池，并在公共場所、超市、大商場設(shè)置廢干電池專用投放箱，供廣闊市民投放廢電池，以減少對環(huán)境的污染。摘自2000年10月6日"新民晚報"看了這則社會新聞，同學(xué)們應(yīng)該問一問自己，我有沒有隨便亂扔廢電池？如果你以前不注意而現(xiàn)在做得很好，同時又能積極參加"如何處置廢電池〞的討論，提出建立性的意見。則，這應(yīng)是學(xué)習(xí)本專題的最大收獲了。建議本專題完畢前，安排這一討論。——本專題"化學(xué)電池"由本站導(dǎo)師陸驚帆教授撰寫【綜合練習(xí)】一．據(jù)報道，最近摩托羅拉〔MOTOROLA〕公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿作電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量可達現(xiàn)用鎳氫或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電。據(jù)此請答復(fù)以下問題：1．甲醇是極，電極反響是2．電池反響的離子方程式是3．這種電池假設(shè)用在宇宙飛船上還可為宇航員提供生活用水。設(shè)在這種電池的總反響中每消耗lmol甲醇將生成amol水和放出QkJ的熱量，在實際使用中這種電池每發(fā)1度電時生成mg水。則電池的能量利用率為?！灿煤琣、Q、m的代數(shù)式表示〕。4．這種電池輸出的電壓為bV，要使標(biāo)有bV、12w的小燈泡發(fā)光1小時，實際應(yīng)消耗甲醇g〔用含有關(guān)的字母的代數(shù)式表示〕。【參考答案】1．負CH3OH－6e－＋8OH－==＋6H2O2．CH3OH＋O2＋2OH－＝＋3H2O或2CH3OH＋3O2＋4OH一＝＋6H2O3．〔提示：由題知，生成mg永放出能量kJ，1度電等于3600kJ，則此電池的能量利用率為3600／〔〕×100％＝〕4．或g〔提示：燈泡耗能＝12×3600×1J＝43.2kJ，假設(shè)實際消耗甲醇的質(zhì)量為*，則·Q·＝43.2，*＝g〕二．被譽為改變未來世界的十大科技之一的燃料電池是一種新型的無污染、無噪音、高效率的汽車動力和發(fā)電設(shè)備，正以勢不可檔之勢擠入汽車工業(yè)和電力工業(yè)。它是一種不經(jīng)過燃燒，將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。它主要由燃料、氧化劑、電極、電解質(zhì)組成。在構(gòu)造上與傳統(tǒng)電池一樣具有正負電極，正負電極被電解質(zhì)分隔。它以復(fù)原劑〔用氫作燃料，也可以添加一個氫氣變換器，直接使用甲醇、天然氣、甚至石油、柴油、煤等作燃料〕為負極反響物，以氧化劑〔如氧氣、空氣等〕為正極反響物。為了使燃料便于進展電極反響，要求電極材料兼有催化劑的特性。可用多孔碳、多孔鎳、鉑、鈀等貴金屬以及聚四氟乙烯等電極材料。電解質(zhì)則有堿性、酸性、熔融鹽和固體電解質(zhì)及高聚物質(zhì)子交換膜等數(shù)種。以下是一種氫—氧燃料電池的工作原理圖。電解質(zhì)為有機高分子聚合物，它不是傳導(dǎo)氧離子而是傳導(dǎo)質(zhì)子H+，是通透質(zhì)子的交換膜燃料電池。燃料電池將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能，氫氣和氧氣源源不斷地送入，反響連續(xù)不斷地進展，于是在電池內(nèi)產(chǎn)生了持續(xù)的電流。反響的生成物是水，不會造成對環(huán)境的污染。燃料電池之所以能成為載人航天器的首選電池，另一個很重要的原因是相中了它生成的"廢物〞—水。這正好解決了宇航員在太空的飲水間題。當(dāng)年美國"阿彼羅11號〞宇航飛船在長達八天的登月旅行中。三位宇航員的生活用水，來自于燃料電池提供的水。1．寫出氫—氧燃料電池正負極發(fā)生的電極反響式。并注明是氧化反響還是復(fù)原反響。寫出電池的總反響方程式。假設(shè)用燃料電池發(fā)電；輸出電流的電流強度為A，則每小時能合成多少水？〔阿佛加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol－1，電子的電量e=1.60×10－19C〕2．電池燃料氫可利用甲醇、天然氣、石油、柴油等燃料，通過一個氫氣變換器而得到。寫出利用天然氣轉(zhuǎn)化為氫的化學(xué)方程式3．燃料電池在發(fā)電的同時，還合成了水，這正好解決了宇航員在太空中飲水的問題?！?〕宇航員飲用合成水，通過消化系統(tǒng)，大局部在以下哪一處被吸收A口腔B食道C小腸D大腸〔2〕原生質(zhì)中含量最多的化學(xué)成分是A糖類B水C無機鹽D蛋白質(zhì)〔3〕水通過自由擴散的方式出入細胞，這種運輸方式不需要也不需要?！?〕水在生物體中以和兩種形成存在。水既是的重要組成成分，又是細胞內(nèi)的。各種生物體的生命活動，都是絕對不能離開水的?！?〕人體排泄水的途經(jīng)主要有三條：①以尿的形式經(jīng)過泌尿系統(tǒng)排出；②以的形成經(jīng)過排出；③以的形成經(jīng)過排出?！?〕①尿的形式包括濾過、重吸收和三個過程。②當(dāng)血液流經(jīng)腎小球時，除了血漿中的血細胞和以外，其他如水分、無機鹽、葡萄糖和尿素等物質(zhì)，都可以經(jīng)過腎小球濾過到內(nèi)，形成原尿。③機體每日從腎小球濾過的鈉可達500g以上，但每日由尿排出的鈉僅為3～5g，試分析原因及其意義。4．請根據(jù)文中質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理圖，說明負載的電流方向為5．如右圖所示為千瓦級質(zhì)子交換膜燃料電池組性能圖譜，工作條件是：以H2和O2作為反響氣體，控制電池溫度為85℃，保持H2與O2壓強分別為0.45MPa和0.50MPa。根據(jù)該圖答復(fù)以下問題：〔1〕計算該電池組穩(wěn)定后的內(nèi)阻r大小約為多少？〔2〕當(dāng)輸出電流大于40A時，電池的輸出功率范圍〔3〕當(dāng)電池的輸出功率為1kw時，相當(dāng)于電動勢為多少的普通電池？6．用*種燃料電池的電爐供電，設(shè)電爐的額定功率P0=400w，電池在不接負載時的路端電壓與電爐的額定電壓一樣，當(dāng)電爐接到該電源上時，電爐實際消耗的功率P1=324w，假設(shè)兩個這樣的爐并聯(lián)接到該電源上，求兩個電爐實際消耗的總功率P2為多少？【參考答案】1．略179.3g2．CH4＋H2O3H2＋CO；CO＋H2OH2＋CO23．〔1〕C〔2〕B〔3〕不需要消耗細胞內(nèi)新陳代謝所釋放的能量，也不需載體蛋白質(zhì)來協(xié)助。〔4〕水在生物體中以結(jié)合水和自由水兩種形式存在。水既是細胞構(gòu)造的重要組成成分，又是細胞內(nèi)的良好溶劑?！?〕②以汗的形式經(jīng)過皮膚排出③以氣體的形式經(jīng)過呼吸系統(tǒng)排出〔6〕①分泌②大分子蛋白質(zhì)腎小囊腔③說明濾液中的Na+有99%以上被腎小管和集合管重吸收。這對機體維持細胞外液中Na+的濃度和內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定起著重要作用。4．從右到左因為氫氣失去電子，電子從左向右通過負載。5．〔1〕0.1Ω〔2〕＞1kW〔3〕30.7V6．536W【補充資料】形形色色的電池電池，做為提供直流電的能源，已廣泛用于航天、科學(xué)實驗和日常生活中，電池的種類也從最早的原電池----伏打電堆開展到鉛蓄電池、鎘鎳電池，直至新型的氫鎳電池，鋰電池?，F(xiàn)在我就為大家介紹一下龐大的電池家族。一、原電池——一次電池所謂一次電池，就是指放電后不能充電使其復(fù)原的電池。通常由正極、負極、電解質(zhì)和容器、隔膜組成，歷史上第一個原電池是由伏打在18世紀(jì)末創(chuàng)造的。當(dāng)時這個電池是由一些金屬〔銅、銀、鋅〕片和濕的硬紙片組成。伏打是這樣描述他的電池的；用水〔鹽水更好〕把這些硬圓紙片浸濕，先在桌上放一塊銀片，再放上一塊鋅片，然后在它的上面放一個濕潤的硬紙片，再在上面放一塊銀片和鋅片及硬紙片，如此循環(huán)放置，直至一定高度，就組成了電堆。這是歷史上最原始的電池，也稱作原電池，現(xiàn)在所用的一次電池主要有兩種：1．鋅錳電池該種電池表達式為：Zn|NH4Cl,ZnCl2|MnO2(C)生活中常用的1號或5號干電池就多是該種電池，實際制造時，鋅皮做負極同時兼作容器外皮，正極氧化錳為粉末，依靠碳棒導(dǎo)電。兩層隔膜中的電解液制成糊狀以限制其流電又可讓離子發(fā)生遷移。此種電池適用于間歇式放電場合，如手電筒、收音機等。其工作電壓為1.5～1.6V。由于外皮由鋅組成，所以電池用完時，鋅皮易被蝕穿而使電解液〔NH4Cl〕滲出，所以電池用完后應(yīng)取出以免腐蝕電器。2．堿性鋅錳電池該種電池表達式為：這種電池性能優(yōu)于傳統(tǒng)干電池，它于1912年開發(fā)，直到1949年投產(chǎn)問世，該電池電解液為堿性，有良好的導(dǎo)電性能，負極為鋅池，反響面積增大，所以可以連續(xù)大容量放電，外殼為鐵皮封閉，可防電解液滲漏。所以該電池是良好的傳統(tǒng)干電池的替代產(chǎn)品，但價格略高于傳統(tǒng)干電池。3．鋅銀扣式電池該電池表達式為：Zn|KOH|Ag2O這種電池體積小，但有優(yōu)越的大電池放電性能，放電電壓平穩(wěn)，被廣泛用于電子表、石英鐘、計算機CMOS電池等。二、蓄電池——二次電池二次電池，就是利用化學(xué)反響的可逆性，在電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能后，用外加電能使電池中化學(xué)體系復(fù)原，重新利用的電池。該類電池主要有：1．鉛蓄電池該電池表達式為：Pb|H2SO4|PbO2這是最常用的二次電池，硫酸在電池中不僅可傳達電流，且參加電池反響，隨放電進展，硫酸逐漸減少，且有水生成，所以硫酸濃度不斷下降；充電時，硫酸不斷生成，硫酸濃度不斷增加，所以可用電池中硫酸濃度估計蓄電池荷電狀態(tài)，該種電池單體正常工作