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什么是二次电池?
二次充电电池:利用化学反应的可逆性,可以组建成一个新电池,即当一个化学反应转化为电能之后,还可以用电能使化学体系修复,然后再利用化学反应转化为电能,所以叫二次电池(可充电电池)。二次电池(Rechargeable battery):二次电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。
充电电池的充放电循环可达数千次到上万次,故其相对干电池而言更经济实用。
目前市场上主要充电电池有“镍氢”、“镍镉”“铅酸(铅蓄电池)”、“锂离子(包括锂电池和锂离子聚合物电池)”等。
二次电池的自放电又称荷电保持能力,它是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言,自放电主要受制造工艺,材料,储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言,电池储存温度越低,自放电率也越低,但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用,BYD常规电池要求储存温度范围为-20~45。电池充满电开路搁置一段时间后,一定程度的自放电属于正常现象。IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后,在温度为20度湿度[1] 为65%条件下,开路搁置28天,0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。
与其它充电电池系统相比,含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低,在25下大约为10%/月。
参考资料:
我想请问一下,我是做电池产品的,做跌落测试的标准应该是多少啊
有标准啊!跌落应该是1.2m高度将电池不同面跌落,地面为大理石,电池不起火、不短路、不爆炸、不漏液等。还有Gb -18287-2000
UL1642锂电池安全标准
前 言
本标准含有覆盖UL规定的大类的产品的基本要求。
这些要求基于合理的工程原理,研究和试验结论以及现场经验,并且参考了制造商、用户、检查机构和其它一些有专业经验的机构或人士的意见。
A.遵守本标准的要求是制造商在制造产品时应具备的一个基本条件。
B.产品仅能书面满足本标准条文规定不足以断定满足本标准,比如:当检测和试验时,发现其它特征不满足本标准安全水平的要求。
C.产品采用的材料或结构与本标准技术要求不符的不能认为符合本标准。如果该产品采用的材料或由采用不同于本标准所列的结构形成;但性能可以符合标准要求的,有可能断定符合本标准。
D.UL在执行客户的安全测试要求时,并不承诺为客户的产品负责,UL只是依据当前水平考虑到的一些实际安全限制及要求为产品提供一个专业的判断。UL对产品造成的危害不承担义务。
E.许多本标准的测试由于其固有的危险性,必须有足够的人身及财产安全防护措施。
简 介
1. 领域
1.1 这些要求包括一次(不可重复充电)和二次(可重复充电)锂电池。
这些电池包括金属Li或Li合金,或Li离子,以及单芯、两个或两个以上多芯串/并联结构的电池组。
1.2 这些要求包括技师可更换的和用户可更换的应用。
1.3 这些要求目的是降低锂电池在用于产品时着火或爆炸的危险。这些电池能否接受并依赖于他们能否满足所应用的完整产品应符合的要求。
1.4 这些要求也倾向于降低用户更换的Li电池因着火或爆炸而对人身造成的危害。
1.5 这些要求覆盖含Li量≤5g的技师更换型锂电池,对于含Li大于5g的锂电池,即使能满足本规定,仍需进一步测试和检查以确定是否能够应用。
1.6 这些要求覆盖含金属锂≤4g而每个电芯含金属锂≤1g的用户更换型锂电池。电池含金属锂量>4g或每个电芯金属锂量>1g需要求做进一步测试和验证以确定能否实际应用。
1.7 本要求不包括食入锂电池及其组成物造成的有毒危害,也不包括当电池被切开时对人造成的伤害情况。
1.8 产品的某些特征、特性或零部件、材料或整个系统与本标准要求的有所不同时,只要包含着火、电击、对人可能造成伤害的应采用适当的附加零部件和终端产品要求进行评估,以保证可接受的安全水平。
2. 概述
2.1 测量总论
2.1.1如果一个测量值后面括号里有另一个值时,第二个值可能仅是大概值,第一个值是要求的数值。
2.2 术语
"Lithium battery(ies)"和"batter(ies)"均包含用户可更换的和技师可更换的锂电池。
3. 总论
3.1 本标准对一些术语的定义
3.2 Battery-(1)单芯或(2)一组电芯串/并联。
3.3 Battery,Primary-仅能放电一次而不能可重复充电的。
3.4 Battery,Secondary-能够放电和充电许多次的电池。
3.5 Battery,technician-replaceable-电池用到终端产品中,电池的服务和更换仅能由专业培训的技师来进行服务和维修的。
3.6 Battery,User-replaceable-电池所用到的产品中,用户可以自行更换的电池。
3.7 Cell-单个含有正、负极的电化学电芯。
3.8 Charged, fully-按制造商标称的电容量,电池已被完全充满储存于电池中。
3.9 Component, current-limity任何零件在不正常条件下所采用的限流措施,限制电流的零件包括电阻、保险丝或热切断部件。
3.10 Current, Abnormal charged对一次性电芯或电池按错误的条件充电。
3.11 Discharged, Forced将电池同外部电源串联强制性放电,目的使电池最终成反极性状态。
3.12 Discharged, Fully当连接一个100Ω电阻而且短路电流减小至小于1mA,电池闭环回路电压低于0.2V即认为电池完全放电。
3.13 Discharged, HALF-电池标放容量的一半已经从一个满电池中放出的情况。
3.14 Explosion-当电芯或电池零件被强制性打开并且电芯或电池壳体被撕开或劈成两半或更多片的情形。
3.15 Material, Toxic-在sax工业材料危险性能参考手册中标称的有毒工业产品。
3.16 Temperature-大约23℃(73°F)
3.17 Venting-电池或电芯的电解液以液态、滴状或蒸汽从所设计的阀或密封机构中泄漏。
结构/组成
4. 总论
4.1 壳体
锂电池壳体应有足够的强度和刚度足以抵抗所滥加的压力,而不致引起着火。用户可替换的锂电池应有足够的强度而不致于伤到人。
4.2 电解质
4.2.1用户可更换的电池不应含有压力蒸气或喷出伤害眼睛的有毒蒸气和液体,或电池壳体在正常实验室条件下23℃受冲击时漏出的有毒液体应小于5ml。
4.3 使用
4.3.1锂电池应当在使用时采取措施避免不正常的充电电流,测试的电池有一个可接受的充电电流Ic(见18.1),在不正常条件下,应当在终端产品中采用保护措施:
a.两个阻塞型零件,比如二极管
b.一个阻塞型零件和一个限流型零件,比如电阻或保险丝, 限流器件应当限制充电电流至1/3值(非正常充电测试值)。
例外1:终端产品应用时电池电路中不要求充电保护的,该种场合电池不会经受充电电流。
例外2:电池已测试不会产生爆炸危险。
例外3:可充电电池仅要求一个限流部件,而不是一个阻塞型部件。
性 能
5. 总论
5.1 技师更换型电池
5.1.1技师更换型锂电池应当按10-19节要求测试, 其中11B节(强制放电试验)仅适用于电芯用于电池组的场合,对多电芯安装,见5.3.1,按10节短路试验要求,不应当发生起火或爆炸,以及14A节冲击试验,15节微振试验,18B节热循环试验或18C节高度摸拟试验不应当发生起火或爆炸。另外在进行短路试验时,电芯或电池壳体温度不应超过150℃(302°F)。
在11A节不正常充电测试,12节压缩测试,13节冲击测试,或18A加热测试时会发生起火或爆炸的电芯或电池应当严格受限制而不能用于可能会引起火造成爆炸的环境。电芯和电池经受14A的冲击试验,15节的振动试验,18B热循环试验以及18C的高度摸拟试验,对这些测试电池泄漏应符合表5.1损失标准:
表5.1 漏液或泄漏质量损失标准
电芯或电池的质量 最大质量损失
不超过1g 0.5%
1~5g 0.2%
>5g 0.1%
5.2 用户更换的电池
5.2.1 用户可更换的电池按10-19节测试。11B强制放电试验仅适用于多电芯应用的场合。除了应满足技师可更换的电芯或电池的要求外,消费者(用户)可更换的电芯或电池当遭遇12节挤压(压缩)测试,13节冲击测试时还不应当爆炸或起火。
5.2.2 在按19.2节燃烧测试,19.3节喷射测试,表6.2每组的5个试样仅有一个不符合要求时,另外一组5个试样都应当测试,第二组的这5个试样应当符合要求。
5.3 多电芯安装
5.3.1 技师更换型或用户更换型电芯若用于多电芯安装场合或电池包的场合,还应当进行10.3节测试和11B测试,测试后不应当起火,不爆炸。另外10.3节测试还要求电池满足5.1.1节、5.2.1节以及10节短路测试要求。
6. 样品
6.1 一次电池(略)
6.2 新的二次电芯或电池以及经过充放电循环的二次电芯或电池,按10-19节要求测试,测试样品数量见表6.2。对用户可更换的二次电芯和电池测试用样品数量见表6.4。当一组具有不同尺寸的电芯或电池, 他们采用近似的电化学原理制造,可以选取一个代表尺寸进行测试。
表6.1 技师更换型一次电池测试用数量(略)
表6.2 技师更换型二次电池测试用数量
测试项目 新的 充/放电循环的
电性能测试
室温短路a,c 5 5
60℃(140°F)短路 5 5
非正常充电 5 5
放电b 5 5
机械试验
挤压c 5 5
冲击 5 5
加速度 5 5
振动 5 5
环境试验
加热 5 5
热循环 5 5
高空摸拟 5 5
a. 串/并联应用见10.3节
b. 串联应用见11B.2节
c. 测试样品处于充满电状态。
表6.3 用户可更换型一次电池测试用数量(略)
表6.4 用户更换型二次锂电池测试用样品数量
测试项目 新的 充/放电循环的
燃烧试验 5 5
喷射试验 5 5
用户可更换型二次电池测试项目其余同表6.2
7. 样品条件
7.1 热箱暴露
本条在1999年6月24日已删除
7.2 热循环试验
本条在1999年6月24日后调整后见本标准18B
7.3 放电(一次电池)(略)
7.4 充放电循环
7.4.1 二次电芯测试温度25℃,电芯按照制造商的要求连续循环,循环至容量为初始标称容量的25%时或连续循环90天终止,循环可单独做或整组做。在按表6.2和表6.4所示测试前应重新充电。
8. 重要的试验注意事项
8.1 某些锂电池在按10-19节测试时可能爆炸, 个人须防护好以免飞出碎片、爆破力突然释放的热量以及爆炸噪音产生危害。试验区域应通风良好。
8.2 在按10、13、17节部分测试时,电池壳体温度应当检测在电池外表面温度超过90℃时,所有参与测试人员均不能接触其外表面。
8.3 为安全起见,19.2节燃烧(烘烤)试验时,19.3节抛射试验应当在单独与观察者隔离的空间进行。
9. 温度测量
9.1 热电偶丝面积≤0.21mm2,≥0.05mm2,并配合热电势测量设备
9.2 测量时热电偶应紧贴电池壳体表面
技师更换型和用户更换型电池测试
电性能试验
10. 短路试验
10.1 每个测试电池样品正、负极采用阻值<0.1Ω的Cu线短接,电池放电直至起火或爆炸,或直至电池完全放电,壳体温度重新降至室温停止。
10.2 试验在室温和60±2℃进行,电池在室温或60±2℃达到与环境平衡稳定后再短接。
10.3 除非制造商指明是串联或并联,电池应单独测试。对于串联或并联应用, 另外五套电池需进行测试,采用电池的最大数目根据所用串/并联数目定。
10.4 当电池中有过流或热保护装置时且已经过UL认证的, 需将电池在保护装置未打开的最大负载情况下测试,没有认证过的保护性装置则须将之短接。
10.5 样品应不起火、不爆炸,外壳或电池壳体温度不超过150℃。
11. 加热测试见18A
11A 非正常充电测试
11A.1 将电池按制造商提供的容量放掉后进行测试
11A.2 每个电池样品遭受的充电电流为3倍的制造商普通指定的充电电流,将电池连接于一直流电源上。 特殊充电电流的获得是通过串联一特殊尺寸和规格的电阻后获得的。试验时间通过下式计算:
tc=2.5C/3Ic
tc—充电时间(h);C—容量(Ah);Ic—制造商一般指定的充电电流(A)
最小测试时间应为48h,这并不要求初始充电电流维持48h。
11A.3 当电池经过认证的过流或热保护装置时,电池按最大负载而不引起保护装置起作用的条件测试。未经过认证的保护装置则应将起短接后试验。
11A.4 样品应不起火不爆炸
11B 强制放电试验
11B.1 本测试适用于多电芯组合应用的场合,比如电池组。
11B.2 一个完全放电的电芯被强制性串联同型号的新电芯,串联的新电芯数目=串联应用的最大数目-1。5个电芯在室温完全放电后测试。
11B.3 当完全放电的电芯与特定数目的新电芯串接好后,形成的电池组进行短路测试。
11B.4 正、负极端子连接到阻值小于0.1Ω的Cu线上,电池放电直至起火或爆炸, 或者直至电池壳体温度回落至接近室温时试验终止。
11B.5 若已经有经过安标认证的过流和热保护装置在测试中起反应,试验应在不引起保护装置起作用的最大负载下进行,没有经过认可的保护装置则应短路。
11B.6 样品应不起火、不爆炸
机械测试
12. 压缩测试(Crush Test)
12.1 电池两个平的表面之间进行压缩,压缩力通过一个直径为32mm的液压活塞施加,压缩持续进行直至压力达到17.2Mpa,施加的压力为13KN,当达到最大压力后泄压。
12.2 一个圆柱型或方型电池受压时其长轴线平行于液压装置的平面。 方形电池还应沿长轴方向转90℃,目的使宽侧及窄侧均承受压缩,每个样品电池仅承受1个方向的压缩力,每个测试采用独立的电池。
12.3 钮扣电池在平面方向施压。
12.4 样品不起火、不爆炸。
13. 冲击试验(Impact)
13.1 测试样品电池放在平面上,将一直径15.8mm的棒放在样品中心, 让重量9.1Kg的重物从610mm高度落到试样上。
13.2 圆柱形或方形电池受冲击时,其长轴应平行于平面并且与放在试样中心的15.8直径的棒的曲面垂直。 方形电池应沿长轴方向转90度,以使宽侧和窄侧均承受冲击。每个样品电池只承受一个方向的冲击,每个测试都采用独立试样。
13.3 钮扣电池平面平行于平面,15.8mm的棒的曲面位于其中心。
13.4 样品应不起火、不爆炸。
14. 潮湿试验。(删除)
14.A Shock Test(加速度测试)
本条2000年6月26日后加入生效
14.A.1 电芯放在固定夹具上,每个面均应固定。每个电芯均应承受3个同等大小的加速,每个电芯沿三个相互垂直的方向加速,除非电芯形状只有两个方向, 每次振动加速方向应垂直于电芯的表面。加速度要求:初始3ms内最小平均加速度应达到75g(g-重力加速度)。峰值加速度介于125-175g。试验温度20±5℃。
14.A.2 样品应不起火、不爆炸,另外样品不漏液。
15. 振动试验(Vibration Test)
15.1 电池经受简单的调谐振动,振幅为0.8mm。
15.2 振动频率在10-55Hz范围内以1Hz/min的速率变化,在90-100min内恢复回来,电池沿3个相互垂直的方向振动,对于只有两个轴向的电池,电池应沿垂直于每个轴的方向测试。
15.3 样品应不起火、不爆炸、不泄漏。
环境测试
16A 加热测试
16A.1 样品在一自然对流或强制对流烘箱中加热,烘箱温度以5±2℃/min速度升温至150℃,并保持10min后停止。
16A.2 样品应不起火、不爆炸
16B 热循环测试
16B.1 电池放于测试室内并承受以下循环:
a) 30min内升温至70±3℃,保温4h。
b) 30min内降温至20±3℃,保温2h。
c) 30min内升温至40±3℃,保温4h。
d) 30min内降温至20±3℃。
e) 重复上述循环9次。
f) 10次循环后,电池放置7天待检。
16B.2 样品应不起火、不爆炸、不漏液。
16C 低压(高空模拟)实验
16C.1 样品电池在绝对压力为11.6Kpa(1.68psi)、20±3℃(68±5°F)条件下贮存6小时。
16C.2 做为高空模拟实验的结果,样品电池不应爆炸中或起火,特别是样品不能有5.11中所描述的穿孔或泄漏。
用户可替换锂电池检测
17. 火烤实验
18. 燃烧颗粒测试
18.1 每个检测电池被摆放在每英寸(25.4mm)20孔的钢丝网上,钢丝0.017英寸粗。丝网置于距燃烧器1-1/2(38.1mm)英寸的距离上。 燃油和空气以提供明亮蓝色火焰的速度喷射,这样钢丝网烧变成明亮红色。1个粗石棉布面板置于与钢网中央垂直距离3英尺(0.91m)的位置。粗石棉布片一码见方, 由四层每平方码0.4-0.6盎司重的粗石棉布材料构成。试验样品被置于火星或燃烧颗粒能喷射到粗石棉布片中央的位置。在某些情况下,它应被要求将实验样品圈在网内,然后点燃燃烧器,观察电池至其爆炸或被摧毁。
18.2 当电池进行19.1所描述的实验时,粗石棉布面扳不会点燃。
18.3 喷射实验
18.3.1 当进行18.3.2所述实验时,爆炸电池没有任何部分穿透网屏,没有部分或全部电池突出网屏。
18.3.2 实验电池置于中间直径4英寸的孔并盖有盖板的平面桌上。 盖板由每英尺20孔的钢丝网构成或钢丝0.017英寸(0.43mm)。在试样周围安置一个每面2英尺宽(610mm)、1英尺高(305mm) 共8面的丝网屏风。金属网由直径0.010英寸(0.25mm)金属丝按每英寸16-18丝构成。样品放在金属网上,盖住桌中央的孔,然后进行加热直至爆炸或至其被摧毁。其中安全阀朝向平行于石棉布。
标识
19. 总论
19.1 电池应标识制造商名字、商标名或商标和款式设定。
19.2 电池应标识“Warning”并有以下或等效的表述:
“电池有着火、爆炸和燃烧的危险,不要重新充电、拆卸、挤压、加热超过212°F或焚烧”
“Risk of fire, explosion and bums. Do not recharge,
disassemble, Crush, heat above 212°F, or incinerate”
例外1:圆柱形电池容量小于300mAh或钮扣电池,如果测试表明没有这些危险则不要求标识。
例外2:在8-19节部分指定的条件没有出现危险的可不必标识。
例外3:电池容量为300-950mAh的可标识“WARNING”并且采用以下类似的指标描述“Risk of
explosion. Do not Recharge, or
incinerate.”如果电池空间不够标识“CAUTION”可标识在包装上。
例外4:用户可更换的电池标识“CAUTION”而不是“WARNING”。
19.3 用户可更换的电池应标识“CAUTION”和以下或等效的表述:
“着火、燃烧的危险,不要重新充电、拆卸、加热超过212°F或焚烧。电池不要让小孩接触,使用前放在原始包装中。用过的电池应妥善处置,不要放入口中。如果吞咽,则应立即联系你的医生或当地中毒检测中心。”
例外1:上述最后两句仅适用于直径<32mm,厚小于3.8mm的电池。
例外2:按8.19节测试没有发现危险的不需标识这此
19.4 用户可更换的电池应永久标识以下语句:
“仅能采用原厂电池更换,使用别的电池可能会出现着火和爆炸的危险,按用户操作手册更换。”
例外:如果终端产品不包含这些要求,电池操作或维修手册则应按如下标识“更换和维护电池应按手册要求进行”。
19.5 操作和维修手册应为用户提供完整的指示,比如如何更换和处理用过的电池。这些信息包括以下内容:
a)警告按下述或等效语言表述:
“CAUTION-若处理不当,本装置使用的电池有着火和化学燃烧的危险。
不要重新充电、拆除、加热至100℃以上或焚烧,采用原厂电池更换,使用别的电池会有着火或爆炸的危险。”
b)怎么更换电池说明末尾应有以下表述:
“正确处理用过的电池,远离小孩,不要拆除和放入火中。”
19.6 如果制造商在多个工厂制造电池,每个电池包装应当有一个明确的标识以确认该电池是哪个工厂生产的。 ---- (整理自网络,部分资料缺失)
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二次电池是什么?
二次充电电池:利用化学反应的可逆性,可以组建成一个新电池,即当一个化学反应转化为电能之后,还可以用电能使化学体系修复,然后再利用化学反应转化为电能,所以叫二次电池(可充电电池)。二次电池(Rechargeable battery):二次电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。
充电电池的充放电循环可达数千次到上万次,故其相对干电池而言更经济实用。
目前市场上主要充电电池有“镍氢”、“镍镉”“铅酸(铅蓄电池)”、“锂离子(包括锂电池和锂离子聚合物电池)”等。
二次电池的自放电又称荷电保持能力,它是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言,自放电主要受制造工艺,材料,储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言,电池储存温度越低,自放电率也越低,但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用,BYD常规电池要求储存温度范围为-20~45。电池充满电开路搁置一段时间后,一定程度的自放电属于正常现象。IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后,在温度为20度湿度[1] 为65%条件下,开路搁置28天,0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。
与其它充电电池系统相比,含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低,在25下大约为10%/月。
参考资料:
常用的化学电池的种类,名称,形状,电极,电解质,电压……
化学电池化学电池 将化学能直接转变为电能的装置.主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线.依据能否充 电复原,分为原电池和蓄电池两种
化学电池的种类
化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池);铅酸蓄电池.其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等.二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等.铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池.
1.锌-锰干电池
锌-锰电池又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche)于1868年发明的由锌(Zn)作负极,二氧化锰(MnO2)为正极,电解质溶液采用中性氯化铵(NH4Cl)、氧化锌(ZnCl2)的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池.按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种.
干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色)------用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象);B:用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液.
电极反应式为:负极(锌筒):Zn – 2e === Zn2+
正极(石墨):2NH4+ + 2e === 2NH3 ↑+ H2↑
H2 + 2MnO2 === Mn2O3 + H2O
总反应:Zn + 2NH4+ + 2MnO2 === Zn2+ + 2NH3 + Mn2O3 + H2O
干电池的电压大约为1.5V,不能充电再生.
2.碱性锌锰电池
20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型.电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池.
3.铅酸蓄电池
1859年法国普兰特(Plante)发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成.用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池.
铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中.放电时为原电池,其电极反应为:
负极:Pb + SO42-- 2e === PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e === PbSO4 + 2H2O
总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 2Ag + ZnO
电池的电压一般为1.59V,使用寿命较长.
5.镉镍电池和金属氢化物电池
二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极.金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品.
6.锂电池
指以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池.
7.锂离子电池
指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池.
8.氢氧燃料电池
这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域.其电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等.电解质溶液一般为40%的KOH溶液.电极反应式如下:
负极:2H2 + 4OH- -4e=== 4H2O
正极:O2 + 2H2O + 4e=== 4OH-
总反应式:2H2 + O2 === 2H2O
9.熔融盐燃料电池
这是一种具有极高发电效率的大功率化学电池,在加拿大等少数发达国家己接近民用工业化水平.按其所用燃料或熔融盐的不同,有多个不同的品种,如天然气、CO、---熔融碳酸盐型、熔融磷酸盐型等等,一般要在一定的高温下(确保盐处于熔化状态)才能工作.
下面以CO---Li2CO3 + Na2CO3---空气与CO2型电池为例加以说明:
负极反应式:2CO + 2CO32--4e === 4CO2
正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e=== 2CO32-
总反应式为:2CO + O2 === 2CO2
该电池的工作温度一般为6500C
10.海水电池
1991年,我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯.该电池以取之不尽的海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流.其电极反应式如下:
负极:4Al – 12e === 4Al3+
正极:3O2 + 6H2O + 12e === 12OH-
总反应式为:4Al + 3O2 + 6H2O === 4Al(OH)3
这种电池的能量比普通干电池高20---50倍!
新型化学电池
(1碱性氢氧燃料电池
这种电池用30%-50%KOH为电解液,在100°C以下工作.燃料是氢气,氧化剂是氧气.其电池图示为 (―)C|H2|KOH|O2|C(+)
电池反应为 负极 2H2 + 4OH―4e=4H2O 正极 O2 + 2H2O + 4e=4OH
总反应 2H2 + O2=2H2O
碱性氢氧燃料电池早已于本世纪60年代就应用于美国载人宇宙飞船上,也曾用于叉车、牵引车等,但其作为民用产品的前景还评价不一.否定者认为电池所用的电解质KOH很容易与来自燃料气或空气中的CO2反应,生成导电性能较差的碳酸盐.另外,虽然燃料电池所需的贵金属催化剂载量较低,但实际寿命有限.肯定者则认为该燃料电池的材料较便宜,若使用天然气作燃料时,它比唯一已经商业化的磷酸型燃料电池的成本还要低.
(2) 磷酸型燃料电池
它采用磷酸为电解质,利用廉价的炭材料为骨架.它除以氢气为燃料外,现在还有可能直接利用甲醇、天然气、城市煤气等低廉燃料,与碱性氢氧燃料电池相比,最大的优点是它不需要CO2处理设备.磷酸型燃料电池已成为发展最快的,也是目前最成熟的燃料电池,它代表了燃料电池的主要发展方向.目前世界上最大容量的燃料电池发电厂是东京电能公司经营的11MW美日合作磷酸型燃料电池发电厂,该发电厂自1991年建成以来运行良好.近年来投入运行的100多个燃料电池发电系统中,90%是磷酸型的.市场上供应的磷酸型发电系统类型主要有日本富士电机公司的50KW或100KW和美国国际燃料电池公司提供的200KW.
富士电机已提供了70多座电站,现场寿命超过10万小时.
磷酸型燃料电池目前有待解决的问题是:如何防止催化剂结块而导致表面积收缩和催化剂活性的降低,以及如何进一步降低设备费用.
化学电源的重大意义:
化学能转换为电能的原理的发现和各式各样电池装置的发明,是贮能和供能技术的巨大进步,是化学对人类的一项重大贡献,极大地推进了现代化的进程,改变了人们的生活方式,提高了人们的生活质量