《化学必修第二册》——12、化学电池

根据原电池的工作原理，人们研制出了很多结构和性能各异的化学电源，以满足不同的用电需要。

1、一次电池

特点：只能一次性使用，电池放电后不能充电，即电池的氧化还原反应不能逆向进行。如，锌锰干电就是一次电池，其结构如图。

电池以锌筒为负极，石墨为正极，两极之间填充氯化铵、二氧化锰的糊状作电解质溶液。

锌锰干电池在使用过程中，锌会逐渐溶解，外壳变薄，内部糊状电解质会泄露，腐蚀电器。为了延长电池的使用寿命，提高其性能，将电解质换成碱性的KOH，制成了碱性锌锰干电池。

2、二次电池(充电电池)

特点：电池在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电、充电的循环。

常见的二次电池有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。

铅酸电池常用作汽车电瓶，其构造如图。以铅（Pb）作负极，强氧化性的二氧化铅（PbO2）作正极，稀硫酸作电解质溶液。

铅酸电池工作时的总反应、放电时的电极反应为：

锂离子电池：

以金属锂作负极，以钴酸锂作正极（不同锂离子电池所用正极不同），电解质用可导电的非水溶液，不能用水溶液（锂很活泼与水、氧气能剧烈反应）。其放电时的电极反应式和总反应式为：

手机、笔记本电脑、照相机和摄像机等所用的电池大多数为锂离子电池。

3、燃料电池

一个燃烧反应可以设计成燃料电池。让燃料(如氢气、甲烷、乙醇等)在负极上失电子，氧化剂(一般用氧气)在正极上得电子。

特点：燃料电池清洁、安全、高效，其污染小，能量转化率可以达到80%以上。反应物不是储存在电池内部，而是从外部提供，供电量易于调节。

氢氧燃料电池：

以氢气作燃料，在负极失电子，氧气作氧化剂，在正极得电子。总反应为2H2＋O2=2H2O。

氢氧燃料电池在不同电解质中的总反应相同，但正、负极反应式不同。

注意：书写电极反应式时，要结合电解质环境，并遵守离子方程式的书写规则。酸性环境中用氢离子和水平衡，不能出现氢氧根离子；碱性环境中用氢氧根离子和水平衡，不能出现氢离子。电极反应式要遵守质量守恒、电荷守恒。

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