造成电池能量损失的原因是什么
时间: 2022-10-27 17:36
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在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、复原等化学反响的成果,这种反响分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中安稳的复原剂组成
在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、复原等化学反响的成果,这种反响分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中安稳的复原剂组成,如锌、镉、铅等生动金属和氢或碳氢化合物等。
正极活性物质由电位较正并在电解质中安稳的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有杰出离子导电性的资料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,南北极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。
当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,因为电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随南北极活性物质与电解质界面的氧化或复原反响,以及反响物和反响产品的物质搬迁。电荷在电解质中的传递也要由离子的搬迁来完成。因而,电池内部正常的电荷传递和物质传递进程是确保正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质进程的方向恰与放电相反;电极反响必须是可逆的,才能确保反方向传质与传电进程的正常进行。
因而,电极反响可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反响自由能增量(焦);F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反响的当量数。
这是电池电动势与电池反响之间的根本热力学关系式,也是核算电池能量转换功率的根本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要违背热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。
极化现象是形成电池能量丢失的重要原因之一、因为构成锂离子电池的电解质资料各有不同,锂离子电池也被划分为聚合物锂离子电池和液态锂离子电池两种。聚合物锂离子电池与液态锂离子电池的正负极资料相同,电池工作原理相似,而其间的电解质互不相同。聚合物锂电池轻质、储能能力强、放电性能好而且可以形成各种形状,而且寿数较长。聚合物锂电池的电解质为固态电解质,相对于液态锂离子电池的液态电解质,聚合物锂电池可以形成各种形状从而改进电池的比容量。