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1、常見的原電池[回目錄] 常用原電池有鋅-錳干電池、鋅-汞電池、鋅-銀扣式電池及鋰電池等。? 1鋅原電池原電池-錳干電池:鋅-錳電池具有原材料來源豐富、工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜、使用方便等優(yōu)點(diǎn),成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅-錳電池以鋅為負(fù)極,以二氧化錳為正極。按照基本結(jié)構(gòu),鋅-錳電池可制成圓筒形、扣式和扁形,扁形電池不能單個(gè)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(gè)類型:? (1)銨型鋅-錳電池:電解質(zhì)以氯化銨為主,含少量氯化鋅。? 電池符號(hào):(-)Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(+) ? 總電池反
2、應(yīng):Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O? (2)鋅型鋅-錳電池:又稱高功率鋅-錳電池,電解質(zhì)為氯化鋅,具有防漏性能好,能大功率放電及能量密度較高等優(yōu)點(diǎn),是鋅-錳電池的第二代產(chǎn)品,20世紀(jì)70年代初首先由德國(guó)推出。與銨型電池相比鋅型電池長(zhǎng)時(shí)間放電不產(chǎn)生水,因此電池不易漏液。? 電池符號(hào):(-)Zn│ZnCl2│MnO2(+)? 總電池反應(yīng)(長(zhǎng)時(shí)間放電):? Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4? (3)堿性鋅-錳電池:這是鋅-錳電池的第三代產(chǎn)品,
3、具有大功率放電性能好、能量密度高和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。? 電池符號(hào):(-)Zn│KOH│MnO2(+)? 總電池反應(yīng):Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2? 鋅-錳電池額定開路電壓為1.5V,實(shí)際開路電壓1.5-1.8V,其工作電壓與放電負(fù)荷有關(guān),負(fù)荷越重或放電電阻越小,閉路電壓越低。用于手電筒照明時(shí),典型終止電壓為0.9V,某些收音機(jī)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(fù)極的電池總稱。鋰的電極電勢(shì)最負(fù)相對(duì)分子質(zhì)量最小,導(dǎo)電性良好,可制成一系列貯存壽命長(zhǎng),工作溫度范圍寬的高能電池。根據(jù)
4、電解液和正極物質(zhì)的物理狀態(tài),鋰電池有三種不同的類型,即:固體正極—有機(jī)電解質(zhì)電池、液體正極—液體電解質(zhì)電池、固體正極—固體電解質(zhì)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!它們都是近年來研制的新產(chǎn)品,目前主要用于軍事、空間技術(shù)等特殊領(lǐng)域,在心臟起搏器等微、小功率場(chǎng)合也有應(yīng)用。吸氧腐蝕[回目錄] 吸氧腐蝕金屬在酸性很弱或中性溶液里,空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發(fā)生的電化學(xué)腐蝕,叫吸氧腐蝕.? 例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕,其電極反應(yīng)
5、如下:? 負(fù)極(Fe):2Fe-4e=2Fe2+? 正極(C):2H2O+O2+4e=4OH-? 鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕.? 吸氧腐蝕的必要條件? 以氧的還原反應(yīng)為陰極過程的腐蝕,稱為氧還原腐蝕或吸氧腐蝕。發(fā)生吸氧腐蝕的必要條件是金屬的電位比氧還原反應(yīng)的電位低:? 氧的陰極還原過程及其過電位? 吸氧腐蝕的陰極去極化劑是溶液中溶解的氧。隨著腐蝕的進(jìn)行,氧不斷消耗,只有來自空氣中的氧進(jìn)行補(bǔ)充。因此,氧從空氣中進(jìn)入溶液并遷移到陰極表面發(fā)生還原反應(yīng),這一過程包括一系列步驟。? (1)氧穿過空氣/溶液界面進(jìn)入溶液; ? ?。?
6、)在溶液對(duì)流作用下,氧遷移到陰極表面附近;? (3)在擴(kuò)散層范圍內(nèi),氧在濃度梯度作用下擴(kuò)散到陰極表面;? (4)在陰極表面氧分子發(fā)生還原反應(yīng),也叫氧的離子化反應(yīng)。? 吸氧腐蝕的控制過程及特點(diǎn)? 金屬發(fā)生氧去極化腐蝕時(shí),多數(shù)情況下陽極過程發(fā)生金屬活性溶解,腐蝕過程處于陰極控制之下。氧去極化腐蝕速度主要取決于溶解氧向電極表面的傳遞速度和氧在電極表面上的放電速度。因此,可粗略地將氧去極化腐蝕分為三種情況。? ?。?)如果腐蝕金屬在溶液中的電位較高,腐蝕過程中氧的傳遞速度又很大,則金屬腐蝕速度主要由氧在電極上的放電速度決定。? (2)如果腐蝕
7、金屬在溶液中的電位非常低,不論氧的傳輸速度大小,陰極過程將由氧去極化和氫離子去極化兩個(gè)反應(yīng)共同組成。? ?。?)如果腐蝕金屬在溶液中的電位較低,處于活性溶解狀態(tài),而氧的傳輸速度又有限,則金屬腐蝕速度由氧的極限擴(kuò)散電流密度決定。? 擴(kuò)散控制的腐蝕過程中,由于腐蝕速度只決定于氧的擴(kuò)散速度,因而在一定范圍內(nèi),腐蝕電流將不受陽極極化曲線的斜率和起始電位的影響。? 擴(kuò)散控制的腐蝕過程中,金屬中不同的陰極性雜質(zhì)或微陰極數(shù)量的增加,對(duì)腐蝕速度的增加只起很小的作用。? [解題過程]? 影響吸氧腐蝕的因素? 1.溶解氧濃度的影響? 2.溫度的影響 ?
8、 3.鹽濃度的影響 4.溶液攪拌和流速的影響 ? 陰極控制原因主要是活化極化:? =2.3RTlgiC/i°/αnF? 主要是濃差極化:?