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常见的原电池[回目录] 常用原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂电池等。 1锌 原电池 原电池 -锰干电池:锌-锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格便宜、使用方便等优 点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌-锰电池以锌为负极,以二氧化锰为 正极。按照基本结构,锌-锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个使 用,可组合叠层电池(组)。按照所用电解液的差别将锌-锰电池分为三个类型: (1)铵型锌-锰电池:电解质以氯化铵为主,含少量氯化锌。 电池符号:(-)Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(+) 总电池反应:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+Mn2O3+H2O (2)锌型锌-锰电池:又称高功率锌-锰电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能 好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-锰电池的第二代产品,20世纪70 年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水,因此电池不 易漏液。 电池符号:(-)Zn│ZnCl2│MnO2(+) 总电池反应(长时间放电): Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4 (3)碱性锌-锰电池:这是锌-锰电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、 能量密度高和低温性能好等优点。 电池符号:(-)Zn│KOH│MnO2(+) 总电池反应:Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2 锌-锰电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1.5-1.8V,其工作电压与放 电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低。用于手电筒照明时,典型终 止电压为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V。 2.锂原电池:又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负 相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范围宽的高能 电池。根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即:固体正极 —有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li— (CF)n的开路电压为3.3V,比能量为480W·h·L-1,工作温度在-55~70℃间,在20℃ 下可贮存10年之久!它们都是近年来研制的新产品,目前主要用于军事、空间技术 等特殊领域,在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。 吸氧腐蚀[回目录] 吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中 而发生的电化学腐蚀,叫吸氧腐蚀. 例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反应如下: 负极(Fe):2Fe-4e=2Fe2+ 正极(C):2H2O+O2+4e=4OH- 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀. 吸氧腐蚀的必要条件 以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀,称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀 的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低: 氧的阴极还原过程及其过电位 吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行,氧不断消耗,只 有来自空气中的氧进行补充。因此,氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生还原 反应,这一过程包括一系列步骤。 (1)氧穿过空气/溶液界面进入溶液; (2)在溶液对流作用下,氧迁移到阴极表面附近; (3)在扩散层范围内,氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面; (4)在阴极表面氧分子发生还原反应,也叫氧的离子化反应。 吸氧腐蚀的控制过程及特点 金属发生氧去极化腐蚀时,多数情况下阳极过程发生金属活性溶解,腐蚀过程处 于阴极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的传递速度和氧在 电极表面上的放电速度。因此,可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。 (1)如果腐蚀金属在溶液中的电位较高,腐蚀过程中氧的传递速度又很大,则 金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。 (2)如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低,不论氧的传输速度大小,阴极过程 将由氧去极化和氢离子去极化两个反应共同组成。 (3)如果腐蚀金属在溶液中的电位较低,处于活性溶解状态,而氧的传输速度 又有限,则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。 扩散控制的腐蚀过程中,由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度,因而在一定范围 内,腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。 扩散控制的腐蚀过程中,金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加,对腐蚀 速度的增加只起很小的作用。 [解题过程] 影响吸氧腐蚀的因素 1.溶解氧浓度的影响 2.温度的影响 3.盐浓度的影响4.溶液搅拌和流速的影响 阴极控制原因主要是活化极化: =2.3RTlgiC/i°/αnF 主要是浓差极化: =2.3RT/nFlg