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化學(xué)電源中的基本概念

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1763次  |  2019年08月13日  

化學(xué)電源中的基本概念

1,電化學(xué)裝置:由兩個(gè)電極和電解質(zhì)構(gòu)成。


2,電化學(xué)式:表明活性物質(zhì)和電解液的組份。

例如:鉛酸電池的電化學(xué)式:pb│H2SO4│pbO2


3,電解質(zhì):由溶劑和溶質(zhì)組成。


4,電化當(dāng)量:當(dāng)電極上通過(guò)單位電量時(shí)所析出的物質(zhì)的重量,或者說(shuō)為了獲得一個(gè)單位的電量理論上所需要的活性物質(zhì)的量。


5,電位:在數(shù)值上等于一個(gè)單位正電荷從所給電極轉(zhuǎn)移到電位假設(shè)為零的電極所做的功,單位用伏特表示。

通常采用25℃的標(biāo)準(zhǔn)氫電極的平衡為零電位。


6,電動(dòng)勢(shì):一般說(shuō)來(lái),在相互接觸的兩個(gè)具有一定導(dǎo)電性的物相之間常常建立起一定的電位差。而在電池中包含著好多個(gè)這樣的相,因而存在著一系列的電位差。在開(kāi)路狀態(tài),也即沒(méi)有電流通過(guò)時(shí),電池兩個(gè)終端相間的電位差就是電動(dòng)勢(shì)。

電動(dòng)勢(shì)可以用兩個(gè)電極的平衡電位之差來(lái)表示:E=Ф+-Ф-


7,平衡電極電位:在平衡狀態(tài)下測(cè)定的電極對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電位就是該電極的平衡電位。


8,標(biāo)準(zhǔn)電極電位:在25℃下,電極處于氧化劑和還原劑的濃度(更準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該是活度)之比為1的溶液中所表現(xiàn)的平衡電位。

平衡電位的數(shù)值與氧化-還原反應(yīng)各組份的濃度(活度)之間的關(guān)系是用能斯特方程式表示的:

φ=φ0+(RT/ηF).[lη(a氧化/a還原)]

φ-平衡電極電位

φ0-標(biāo)準(zhǔn)電極電位

R-通用氣體常數(shù)(焦耳/克分子.度)

T-溫度0K

η-參加反應(yīng)電子數(shù)

F-法拉第常數(shù)

a氧化、a還原-氧化劑、還原劑的活度


9,電極的極化:當(dāng)電流通過(guò)電極時(shí),電極電位偏離平衡電極電位的現(xiàn)象稱作電極的極化

η=φ實(shí)際-φ平衡

⑴陽(yáng)極極化

⑵陰極極化

⑶極化曲線


10,工作電壓:工作電壓不等于電動(dòng)勢(shì)


11,開(kāi)路電壓:電池在斷路狀態(tài)或者說(shuō)在無(wú)負(fù)載狀態(tài)下,正負(fù)兩極之間的電位差叫開(kāi)路電壓。

單位:伏特(V),毫伏(特)mV,1V=1000mV


12,容量:給定電流或給定條件下電池或活性物質(zhì)輸出電量的大小。容量=電流Х時(shí)間


13,理論容量:活性物質(zhì)的重量除以它的電化學(xué)當(dāng)量(假定活性物質(zhì)100%參加成流反應(yīng))


14,額定容量:指在電池生產(chǎn)工廠規(guī)定條件,電池應(yīng)該給出的最低限度的電容量。


15,設(shè)計(jì)容量:在電池設(shè)計(jì)時(shí)考慮到各種影響因素后所選用的容量,通常要超過(guò)其額定容量的10-20%。


16,比容量:指單位重量或單位體積活性物質(zhì)或電池實(shí)際上所輸出的容量。

單位:毫安時(shí)/克(mAH/g),(AH/Kg).安時(shí)/公斤


17,電流密度:?jiǎn)挝幻娣e電極上通過(guò)電流的大小。

單位:毫安/平方厘米mA/cm2

安培/平方分米A/dm2


18,比能量:電池或電池組單位重量所輸出能量的瓦時(shí)數(shù)。

單位:瓦時(shí)/公斤(Wh/kg)

19,比功率:電池或電池組單位重量體積輸出功率的大小。

單位:瓦/公斤(W/kg)或瓦/升(W/L)

20,循環(huán)壽命:電池或電池組的電容量降低到保證的數(shù)值之前在規(guī)定的條件下所進(jìn)行的充放電循環(huán)次數(shù),即為循環(huán)壽命。

單位:周期或次


21,放電深度depth-of-discharge(DOD):以百分比表示的放電容量與額定容量之比值

放電容量/額定容量Х100%


22,倍率:又稱“速率”指單個(gè)(MH/Ni)電池或Cd/Ni電池在1小時(shí)內(nèi)放電到1±0.05V時(shí)的容量。(其他電池放電到各自規(guī)定的下限電壓)


23,活性物質(zhì):指能參與電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的物質(zhì)。


24,自放電:電池在存放一定期間后(或在長(zhǎng)時(shí)間的放電過(guò)程中),電池電容量的降低,通常以百分?jǐn)?shù)表示。

pQ=[(Q0-QT)/QT].100%

式中:Q0-新電在規(guī)定條件下的容量

QT-在擱置狀態(tài)下保存T時(shí)間(天、月、年……等)以后的電容量。


25,法拉第定律:通過(guò)電極的電量與電極上參加反應(yīng)的物質(zhì)量(生成的或消耗的)成正比,

Q=KG

G-表示電極上反應(yīng)的物質(zhì)量

Q-表示通過(guò)電極的電量

K-為比例常數(shù)

在電化學(xué)中將法拉第定律更簡(jiǎn)化為:每1法拉第電量通過(guò)電極與溶液間的界面時(shí),便析出1克當(dāng)量的物質(zhì);或者說(shuō)每克當(dāng)量物質(zhì)參加電化學(xué)反應(yīng)時(shí),將產(chǎn)生(或消耗)1法拉第電量。


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