乾電池原理及結構,電池的工作原理是什麼

時間 2022-01-02 04:03:05

1樓:星星快快星星

乾電池 乾電池 gāndiànchí [dry cell] 一種伏打電池,利用某種吸收劑(如木屑或明膠)使內含物成為不會外溢的糊狀。常用作手電筒照明、收音機等的電源 乾電池屬於化學電源中的原電池,是一種一次性電池。因為這種化學電源裝置其電解質是一種不能流動的糊狀物,所以叫做乾電池,這是相對於具有可流動電解質的電池說的。

乾電池不僅適用於手電筒、半導體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等,而且也適用於國防、科研、電信、航海、航空、醫學等國民經濟中的各個領域。 2.種類 隨著科學技術的發展,乾電池已經發展成為一個大的家族,到目前為止已經約有100多種。

常見的有普通鋅-錳乾電池、鹼性鋅-錳乾電池、鎂-錳乾電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。 對於使用最多的鋅-錳乾電池來說,由於結構的不同又可分:糊式鋅-錳乾電也、紙板式鋅-錳乾電池、薄膜式鋅-錳乾電池、氯化鋅鋅-錳乾電池、鹼性鋅-錳乾電池、四極並聯鋅-錳乾電池、迭層式鋅-錳乾電池等。

3.鋅-錳乾電池的結構與原理 鋅錳乾電池是日常生活中常用的乾電池。 正極材料:

mno2、石墨棒 負極材料:鋅片 電解質:nh4cl、zncl2及澱粉糊狀物 電池符號可表示為 (-) zn|zncl2、nh4cl(糊狀)‖mno2|c(石墨) (+) 負極:

zn=zn2++2e 正極:2mno2+2nh4++2e=mn2o3+2nh3+h2o 總反應:zn+2mno2+2nh4+=2zn2++mn2o3+2nh3+h2o 鋅錳乾電池的電動勢為1.

5v。因產生的nh3氣被石墨吸附,引起電動勢下降較快。如果用高導電的糊狀koh代替nh4cl,正極材料改用鋼筒,mno2層緊靠鋼筒,就構成鹼性鋅錳乾電池,由於電池反應沒有氣體產生,內電阻較低,電動勢為1.

5v,比較穩定。 乾電池屬於化學電源中的原電池,是一種一次性電池,它以二氧化錳為正極,以鋅筒為負極,把化學能轉變為電能供給外電路。在化學反應中由於鋅比錳活潑,鋅失去電子被氧化,錳得到電子被還原。

2樓:生活達人辣辣

對於乾電池大家都不會陌生,在平常生活中,手電筒、收音機、照相機、電子鐘、玩具等啟動時都需要用到乾電池,甚至在國防、科研、電信、航空等各個領域都會用到乾電池,那麼大家對乾電池工作原理了解不?接下來我們來介紹下乾電池工作原理。

乾電池工作原理

乾電池屬於化學電源中的原電池,是一種一次性電池,它碳棒以為正極,以鋅筒為負極,把化學能轉變為電能供給外電路。在化學反應中由於鋅比錳活潑,鋅失去電子被氧化,錳得到電子被還原。

普通乾電池大都是錳鋅電池,中間是正極碳棒,外包石墨和二氧化錳的混合物,再外是一層纖維網.網上塗有很厚的電解質糊,其構成是氯化氨溶液和澱粉,另有少量防腐劑.最外層是金屬鋅皮做的筒,也就是負極,電池放電就是氯化氨與鋅的電解反應,釋放出的電荷由石墨傳導給正極碳棒,鋅的電解反應是會釋放氫氣的,這氣體是會增加電池內阻的,而和石墨相混的二氧化錳就是用來吸收氫氣的.

但若電池連續工作或是用的太久,二氧化錳就來不及或已近飽和沒能力再吸收了,此時電池就會因內阻太大而輸出電流太小而失去作用.但此時若將電池加熱,或放置一段時間,它內部的聚集氫氣就會受熱放出或緩慢放出.二氧化錳也到了還原恢復,那電池就又有活力了!

雖然乾電池的應用範圍這麼廣,在使用完後若不妥善處理好,它對環境也會造成不可挽回的汙染,一節電池可能會汙染數十立方米的水。因此在使用完乾電池後,一定要將電池進行**,而不能隨處弄丟。

電池的工作原理是什麼

3樓:種花家的小米兔

在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。

正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。

當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,儲存在電池中的化學能並不轉換為電能。

當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質介面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。

電池能將化學能轉化成電能的裝置。具有正極、負極之分。隨著科技的進步,電池泛指能產生電能的小型裝置。如太陽能電池。

電池的效能引數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。利用電池作為能量**,可以得到具有穩定電壓,穩定電流,長時間穩定供電,受外界影響很小的電流,並且電池結構簡單,攜帶方便,充放電操作簡便易行,不受外界氣候和溫度的影響,效能穩定可靠。

4樓:許昌的比較差

電池的正極材料是鈷酸鋰(licoo2),負極材料是石墨(c)

1、充電的時候,在外加電場的影響下,正極材料licoo2分子裡面的鋰元素脫離出來,變成帶正電荷的鋰離子(li+),在電場力的作用下,從正極移動到負極,與負極的碳原子發生化學反應,生成lic6,於是從正極跑出來的鋰離子就很「穩定」的嵌入到負極的石墨層狀結構當中。

從正極跑出來轉移到負極的鋰離子越多,這個電池可以儲存的能量就越多。

2、放電的時候剛好相反,內部電場轉向,鋰離子(li+)從負極脫離出來,順著電場的方向,又跑回到正極,重新變成鈷酸鋰分子(licoo2)。從負極跑出來轉移到正極的鋰離子越多,這個電池可以釋放的能量就越多。

在每一次充放電迴圈過程中,鋰離子(li+)充當了電能的搬運載體,周而復始的從正極→負極→正極來回的移動,與正、負極材料發生化學反應,將化學能和電能相互轉換,實現了電荷的轉移,這就是「鋰離子電池」的基本原理。

由於電解質、隔離膜等都是電子的絕緣體,所以這個迴圈過程中,並沒有電子在正負極之間的來回移動,它們只參與電極的化學反應。

擴充套件資料

常見電池

1、鋅錳乾電池

鋅-錳電池具有原材料**豐富、工藝簡單,**便宜、使用方便等優點,成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅-錳電池以鋅為負極,以二氧化錳為正極。按照基本結構,鋅-錳電池可製成圓筒形、扣式和扁形,扁形電池不能單個使用,可組合疊層電池(組)。

按照所用電解液的差別將鋅-錳電池分為三個型別:

(1)銨型鋅-錳電池:電解質以氯化銨為主,含少量氯化鋅。

(2) 鋅型鋅-錳電池:又稱高功率鋅-錳電池,電解質為氯化鋅,具有防漏效能好,能大功率放電及能量密度較高等優點,是鋅-錳電池的第二代產品,20世紀70年代初首先由德國推出。與銨型電池相比鋅型電池長時間放電不產生水,因此電池不易漏液。

(3) 鹼性鋅-錳電池:這是鋅-錳電池的第三代產品,具有大功率放電效能好、能量密度高和低溫效能好等優點。

鋅-錳電池額定開路電壓為1.5v,實際開路電壓1.5-1.

8v ,其工作電壓與放電負荷有關,負荷越重或放電電阻越小,閉路電壓越低。用於手電筒照明時,典型終止電壓為0.9v,某些收音機允許電壓降至0.

75v。

2、鋰原電池

又稱鋰電池,是以金屬鋰為負極的電池總稱。鋰的電極電勢最負相對分子質量最小,導電性良好,可製成一系列貯存壽命長,工作溫度範圍寬的高能電池。

根據電解液和正極物質的物理狀態,鋰電池有三種不同的型別,即:固體正極—有機電解質電池、液體正極—液體電解質電池、固體正極—固體電解質電池。li—(cf)n的開路電壓為3.

3v,比能量為480w·h·l-1,工作溫度在-55~70℃間,在20℃下可貯存10年之久!

它們都是研製的新產品,主要用於軍事、空間技術等特殊領域,在心臟起搏器等微、小功率場合也有應用。鋰電池與鋰離子電池不同。前者是一次電池,後者可反覆充電。

3、蓄電池

蓄電池在放電過程中屬於原電池反應。這類電極反應都有電解質溶液參與,如果能分析清楚電解質溶液是否參與電極反應,那麼負極的電極反應式和正極的電極反應式的書寫就可迎刃而解了。

5樓:吃番茄的土豆

電池的工作原理如下:

在化學電池中,化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果,這種反應分別在兩個電極上進行。

負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料,如酸、鹼、鹽的水溶液,有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。

當外電路斷開時,兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,儲存在電池中的化學能並不轉換為電能。當外電路閉合時,在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部,由於電解質中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質介面的氧化或還原反應,以及反應物和反應產物的物質遷移。

電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。

因此,電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時,電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反;電極反應必須是可逆的,才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。

因此,電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。g為吉布斯反應自由能增量(焦);f為法拉第常數=96500庫=26.8安·小時;n為電池反應的當量數。

這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關係式,也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。

實際上,當電流流過電極時,電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢,這種現象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大,極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。

極化的原因有三:

①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化;

②由電極-電解質介面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化;

③由電極-電解質介面層中傳質過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應面積、減小電流密度、提高反應溫度以及改善電極表面的催化活性。

擴充套件資料:

常見電池有:

1、乾電池

乾電池也叫錳鋅電池,所謂乾電池是相對於伏打電池而言,所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的乾電池如氧化銀電池,鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15v。

乾電池是消耗化學原料產生電能的。它的電壓不高,所能產生的持續電流不能超過1安培。

2、鉛蓄電池

蓄電池是應用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽,注滿硫酸,再插入兩塊鉛板,一塊與充電機正極相連,一塊與充電機負極相連,經過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負極之間有2伏的電壓。

蓄電池的好處是可以反覆多次使用。另外,由於它的內阻極小,所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發動機供電,瞬時電流可達20多安培。

蓄電池充電時是將電能貯存起來,放電時又把化學能轉化為電能。

3、鋰電池

以鋰為負極的電池。它是60年代以後發展起來的新型高能量電池。按所用電解質不同分為:

①高溫熔融鹽鋰電池;

②有機電解質鋰電池;

③無機非水電解質鋰電池;

④固體電解質鋰電池;

⑤鋰水電池。

鋰電池的優點是單體電池電壓高,比能量大,儲存壽命長(可達10年),高低溫效能好,可在-40~150℃使用。缺點是**昂貴,安全性不高。另外電壓滯後和安全問題尚待改善。

大力發展動力電池和新的正極材料的出現,特別是磷酸亞鐵鋰材料的發展,對鋰電發展有很大幫助。

4、水果電池

水果電池是利用水果中的化學物質和金屬片發生反應產生電能的一種電池。

水果電池的發電原理是:兩種金屬片的電化學活性是不一樣的,其中更活潑的那邊的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子,由於產生了正電荷,整個系統需要保持穩定(或者說是產生了電荷,電荷造成下列結果)。

所以在組成原電池的情況下,自由電子從迴路中保持系統的穩定,這樣的話理論上來說電流大小直接和果酸濃度相關,(如果是要表達為一個函式關係的話,那麼這個函式其實是和離子強度有關的而且還是定量關係,和離子濃度有定性的關係),在此情況下,如果迴路的長度改變,勢必造成迴路的改變,所以也會造成電壓的改變。

鋰電池原理,電池的工作原理是什麼

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負極則是特殊分子結構的碳。常見 的正極材料主要成分為 licoo2 充電時,加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離 子,嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中。放電時,鋰離子則從片層結構的碳中析出,重新 和正極的化合物結合。鋰離子的移動產生了電流。化學反應...

乾電池儲存方法原理,普通的充電電池,怎麼存放才不會漏電?

這樣做的目的是因為乾電池需要在20度左右乾燥通風的情形下儲存,最好的儲存方法是不用直接把電池拆下來不放在手電筒裡面.需要的時候再裝上去使用,且電池放點到一定的時候就別放了,再放到0.6v一下可能發生漏液情形,這樣手電筒都腐蝕了 希望能對你有幫助 知道高高手無敵 乾電池使用的地方很多,玩具 收音機 手...

鋰錳電池的工作原理,什麼是鋰錳電池

鋰 二氧化錳電池以經過特殊工藝處理的二氧化錳為正極活性物質,以高電位 高比能量的金屬鋰為負極活性物質,電解液採用導電效能良好的有機電解質溶液,電池結構有全密封和半密封兩種組成形式。當然,全密封的安全性和儲存期都要比半密封的好一些。鋰 二氧化錳電池負極是金屬鋰,正極活性物質是二氧化錳。電解質是無機鹽高...