應用電化學課件

應用電化學二、化學電源的性能指標

1、化學電源的分類

2、

性能指標

（1）燃料電池又稱為連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負極的反應物質(zhì)，以氧氣作為正極反應物質(zhì)組成燃料電池。1、化學電源分類（2）二次電池又稱為蓄電池。這種電池放電后可以充電，使活性物質(zhì)基本復原，可以重復、多次利用。如常見的鉛蓄電池和其它可充電電池等。（3）一次電池電池中的反應物質(zhì)進行一次電化學反應放電之后，就不能再次利用，如干電池。這種電池造成嚴重的材料浪費和環(huán)境污染。

2、性能指標

（1）容量：是指1A電流持續(xù)通過1h所給出的電量（It)，按Faraday定律計算得到的。（2）理論質(zhì)量比能量：是指1Kg反應物所產(chǎn)生的電能（W?h?Kg)。（3）化學電源的壽命包括使用壽命、充放壽命和貯存壽命。三、一次電池

干電池的正極是石墨電極，電機周圍是MnO2，負極是鋅，電介質(zhì)是氯化銀和氯化銨的糊狀物，可寫為:Zn|NH4Cl|MnO2|C負極Zn＋2NH4Cl=Zn(NH3)2Cl2+2H++2e-正極2MnO2+2H++2e-=2MnOOH

電池反應

：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH

1、鋅錳干電池

鋅銀電池與普通的堿性鋅錳電池相比較，有較高的比能量，并且放電電壓比較平穩(wěn)，使用溫度范圍比較廣泛和重負荷性能好。鋅銀電池的特點還在于：自放電小，貯存壽命長。2、鋅銀電池四、二次電池1、鉛酸蓄電池2、鎘鎳電池3、其他二次電池五、燃料電池

燃料電池是借助于在電池內(nèi)發(fā)生所謂燃燒反應，將化學能直接轉(zhuǎn)換為電能裝置。氫氧燃料電池燃料電池的特點：（1）能量轉(zhuǎn)換效率高（2）減少大氣污染（3）燃料電池的特點還在于具有高度的可靠性（4）燃料電池的比能量高（5）由于燃料電池需要不斷地提供燃料，移走反應生成的水和熱量，因此需要一個比較復雜的輔助系統(tǒng)。六、新型化學電源1、鋰電池2、導電高聚物電池3、液結(jié)光伏電池Li離子電池Li離子電池的工作原理負極：石墨，焦炭正極：

負極反應：正極反應：總反應：

Li

離子電池Li離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖負極正極鋰離子Li離子電池Li離子電池的優(yōu)點：1。通訊，如手機；Li離子電池的用途：1。重量輕（從金屬殼到塑料殼），能量密度大；2。優(yōu)良、安全，有防暴閥，無環(huán)境污染；3。循環(huán)壽命較長；4。成本較低。2。電子器件，電腦等；3。人造器官用電，如心臟起博器等。高速電主軸在臥式鏜銑床上的應用越來越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期，尤其是能進行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進行深孔加工，且功率大，可進行滿負荷加工，效率高，是電主軸無法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇?，F(xiàn)在，又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點在于高速切削和快速進給，大大提高了機床的精度和效率。臥式鏜銑床運行速度越來越高，快速移動速度達到25～30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動高達50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008～0.01mm，重復定位精度0.004～0.005mm。落地式銑鏜床銑刀由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主，銑削工藝范圍廣，尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢，這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念，以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變，從而也促進了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。當今，落地式銑鏜床發(fā)展的最大特點是向高速銑削發(fā)展，均為滑枕式(無鏜軸)結(jié)構(gòu)，并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是滑枕的截面大，剛性好，行程長，移動速度快，便于安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等，將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致，大大提高了加工速度與效率。傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進行加工，而現(xiàn)代銑削加工，多由各種功能附件通過滑枕完成，已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢，其優(yōu)點不僅是銑削的速度、效率高，更主要是可進行多面體和曲面的加工，這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此，現(xiàn)在，很多廠家都競相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式(無鏜軸)高速加工中心，在于它的經(jīng)濟性，技術(shù)優(yōu)勢很明顯，還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時，又提高了加工精度和加工效率。當然，需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障，對其要求也很高。高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結(jié)構(gòu)上的變化，主軸箱居中的結(jié)構(gòu)較為普遍，其剛性高，適合高速運行?；眚?qū)動結(jié)構(gòu)采用線性導軌，直線電機驅(qū)動，這種結(jié)構(gòu)是高速切削所必需的，國外廠家在落地式銑鏜床上都已采用，國內(nèi)同類產(chǎn)品還不多見，僅在中小規(guī)格機床上采用線性導