第25讲 化学电源（教师版）-【帮课堂】2021-2022学年高二化学同步精品讲义（人教2019选择性必修1）

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一、化学电源的分类与优劣判断
1. 分类：化学电源可以分为一次电池、二次电池和燃料电池等。
2. 优劣判断
（1）比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)/kg 或(W·h)/L。
（2）比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是 W/kg 或W/L。
（3）电池可储存时间的长短。
二、一次电池（干电池）
一次电池，也叫做干电池，放电后不可再充电。常见的一次电池有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、纽
扣式银锌电池等。
1. 普通锌锰干电池
常见的锌锰干电池的构造如图所示。其中，石墨棒作正极，氯化铵糊作电解质溶液，锌筒作负极。这种电
池放电之后不能充电（内部的氧化还原反应无法逆向进行），属于一次电池。
第 25 讲 化学电源
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知识精讲
总反应 Zn + 2MnO2 + 2
NH4
+
=== Zn2+ + 2MnO(OH) + 2NH3↑
负极 Zn 2e﹣- === Zn2+
正极 2MnO2 + 2
NH4
+
+ 2e- === 2MnO(OH) + 2NH3↑
2. 碱性锌锰干电池
用KOH 电解质溶液代替 NH4Cl 做电解质时，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。
总反应 Zn + 2MnO2 + 2H2O == 2MnO(OH) + Zn(OH)2
负极 Zn + 2OH-2e﹣-==Zn(OH)2
正极 2MnO2 + 2H2O + 2e- ==2MnO(OH) + 2OH-
3. 纽扣式锌银电池
锌银扣式电池，以锌为负极,银的氧化物为正极,氢氧化钾（或钠）溶液为电解液的纽扣状微型原电池
总反应 Zn + Ag2O + H2O === Zn(OH)2 + 2Ag
负极 Zn + 2OH- - 2e- === Zn(OH)2
正极 Ag2O + 2e- + H2O === 2Ag + 2OH-
三、二次电池
有些电池放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使活性物质获得再生，从而实现放电
（化学能转化为电能）与充电（电能转化为化学能）的循环。这种充电电池属于二次电池，也叫充电电池
或蓄电池。常见的充电电池有铅酸 蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，目前汽车上使用的大多是铅蓄电
池。
1. 铅蓄电池
工作原理 Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
放电
总反应 Pb + PbO2 + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O
负极
正极
充电
总反应 2PbSO4 + 2H2O === Pb + PbO2 +4H+ + 2
SO4
2-
阴极 PbSO4＋2e－===Pb＋
SO4
2-
阳极 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋
SO4
2-
【答案】Pb +
SO4
2-
﹣2e- === PbSO4 PbO2 + 4H+ +
SO4
2-
+ 2e- === PbSO4 + 2H2O
2. 锂离子电池
工作原理 Li1-xCoO2 + LixC6 LiCoO2 + 6C
放电
总反应 Li1-xCoO2 + LixC6 === LiCoO2 + 6C
负极
正极
充电
总反应 LiCoO2 + 6C === Li1-xCoO2 + LixC6
阴极
阳极
【答案】LiC6﹣xe- === 6C + xLi+ Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- === LiCoO2
6C + xLi+ + xe- === LiC6 LiCoO2 - xe- === Li1-xCoO2 + xLi+
三、燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能
的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到 80%以上。
1．氢氧燃料电池
电解质 H2SO4溶液 KOH 溶液
总反应 2H2 + O2 === 2H2O
负极
反应式
正极
反应式
【答案】2H2 - 4e- === 4H+ 2H2 + 4OH- - 4e- === 4H2O
O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-
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