化学电源工艺学B

第1页（共3页）化学电源工艺学一、名称解释（每题4分，共20分）1、化学电源2、电池内阻3、浓差电池4、阴极5、电池容量二、研究电极过程的目的是为了确定控制步骤，请简述电极过程（20分）三、简述化学电源工作时具有的特点（15分）四、设电池正极反应为aA+ne-→eE;电池负极反应为bB→fF+ne-;请根据能斯特方程式，求得电池的电动势。（20分）五、列举并简述几种常用的电池性能测试方法（25分）第2页（共3页）化学电源工艺学B答案要点一、名词解释（每题4分，共20分）1.化学电源2.电池内阻3.浓差电池4.阴极5.电池容量1.通过化学反应把化学能直接转变为低压直流电能的装置。2.电流通过电池时所受到的阻力，包括欧姆内阻和极化内阻。3.电动势是由电池中存在浓度差而产生的电池称为浓差电池。4.发生还原反应的电极。5.电池的容量(C)是指在一定的放电条件下可以从电池中获得的电量，单位常用A·h(安·时)表示。容量是电池电性能的重要指标，有理论容量、实际容量和额定容量之分。二、研究电极过程的目的是为了确定控制步骤，请简述电极过程(20分)1.电极作用物质自溶液本体向电极表面迁移，即液相传质步骤。2.在电极表面吸附，脱出溶剂壳，配合物解体等电极放电反应前的步骤，又称前置表面转化步骤。3.在电极表面放电步骤，又称电化学步骤。4.放电后再电极附近的表面转化步骤，又称随后转化步骤。5.产物生成新相，如生成气泡离开电极或形成固态结晶的步骤。三、简述化学电源工作时具有的特点。(15分)①电化学反应是在电极一溶液界面上进行的，不仅有物质的转移，而且有电子的转移。②氧化反应与还原反应总是“共轭”产生的，且这两个过程是分隔在两个区域进行的。③电池的负极放电时，总是发生氧化反应，即此时称为阳极，反应物被氧化而使氧化数升高；电池的正极放电时，总是发生还原反应，即此时称为阴极，反应物被还原而使氧化数降低。充电时进行的反应正好与此相反，负极进行还原反应，正极进行氧化反应。四、设电池正极反应为aA+ne-→eE;电池负极反应为bB→fF+ne-;请根据能斯特方程式，求得电池的电动势。（20分）根据能斯特方程式，可分别列出正负极的平衡电极电势：正极：eEaAaanFRTln负极：bBfFaanFRTln电池电动势为正极的平衡电极电势减去负极的平衡电极电势，故电动势为fFeEbBaAaaaanFRTEln)(第3页（共3页）五、列举并简述几种常用的电池性能测试方法。（25分）1.充放电性能与容量测试：测试电池的放电时间和工作电压、终止电压等参数，用放电时间做横坐标，工作电压做纵坐标，得到放电曲线。常见的为恒电流放电曲线。测试放电性能后，可计算其容量。即电流与放电时间的乘积为电池的容量。2.循环性能测试：反复充放电测试，直到容量降低到某一规定值。一般规定容量降低至初始容量的60%左右。3.自放电与储存性能测试：自放电会导致电池容量下降。自放电速率用单位时间内容量降低的百分数表示x%=(C1-C2)/C1t。由于活性物质的钝化、材料的分解等原因会导致电池性能衰退。可用0.2C恒流放电至终止电压，再用0.1C充电至工作电压，放置一段时间，在进行第一个步骤。最少持续放电时间应不少于储存前相应放电率下容量的80%。4.内阻测试：一般单体电池的容量越高其内阻越低。可用交流频率法测量。