储能材料考试重点总结

b、电化学反应是一种特殊的异相催化反应。电化学反应发生在两类导体的界面，固相为电极，电极具备催化性质，但催化性质与电极电势有关。c、氧化反应和还原反应是等当量进行的，即得电子数与失电子数相同。d、氧化反应和还原反应互相制约，又各具独特性。制约性体现在两个反应同时进行，且电子得失数相同。独立性体现在两个反应分别在不同位置进行。3、为什么不能用普通电压表测量电动势？应该怎样测量？电池与伏特计接通后有电流通过，在电池两极上会发生极化现象，使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。因此电池电动势不能直接用伏特表来测定。利用电位差计可在电池无电流（或极小电流）通过时测得其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势。具体测试方法为：在待测电池上并联一个大小相等，方向相反的外加电势，这样待测电池中就没有电流通过，外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。试分析DMFC与PEMFC在结构上的不同之处。1）由甲醇阳极氧化电化学方程可知，当甲醇阳极氧化时，不但产生H+与电子，而且还产生气体CO2，因此尽管反应物CH30H与H20均为液体，仍要求电极具有憎水孔。而且由水电解工业经验可知，对析气电极，尤其是采用多孔气体扩散电极这类立体电极时，电极构成材料极易在析出的反应气作用下导致脱落、损失，进而影响电池寿命。因此与PEMFC相比，在DMFC阳极结构与制备工艺优化时，必须考虑CO2析出这一特殊因素。2）当采用甲醇水溶液作燃料时，由于阳极室充满了液态水，DMFC质子交换膜阳极侧会始终保持在良好的水饱和状态下。但与PEMFC不同的是，当DMFC工作时不管是电迁移还是浓差扩散，水均是由阳极侧迁移至阴极侧，即对以甲醇水溶液为燃料的DMFC，阴极需排出远大于电化学反应生成的水。因此与PEMFC相比，DMFC阴极侧不但排水负荷增大，而且阴极被水掩的情况更严重，在设计DMFC阴极结构与选定制备工艺时必须考虑这一因素。*5、管型SOFC电池组与平板型SOFC电池组相比各有何特点？管型SOFC电池组由一端封闭的管状单电池以串联、并联方式组装而成。管型SOFC的优点：a.单电池间的连接体设在还原气氛一侧，这样可使用廉价的金属材料作电流收集体。b.单电池采用串联、并联方式组合到一起，可以避免当某一单电池损坏时电池组完全失效。用镍毡将单电池的连接体联结起来，可以减小单电池间的应力。c.电池组相对简单，容易通过电池单元之间并联和串联组成大功率的电池组。d.一般在很高的温度下操作，主要用于固定电站，高温SOFC一般采用管型结构。管式SOFC的缺点：电流通过的路径较长，限制了SOFC的性能。平板型SOFC的空气电极/YSZ固体电解质/燃料电极烧结成一体，组成“三合一”结构。平板型SOFC的优点：“三合一”组件制备工艺简单，造价低，电流收集均匀，流经路径短，使平板型电池的输出功率密度较管式高。平板型SOFC的缺点：密封困难、抗热循环性能差、难以组装成大功率电池组。PEMFC有哪些主要特点和用途？其主要应用领域有哪些？除了具有FC的一般优点外，PEMFC还具有：室温下快速启动；无电解质液流失；比功率和比能量高；寿命长。可用于分散电站，移动电源，是电动车、移动通讯和潜艇等的理想电源，也是最佳的家庭动力源。PEMFC的主要应用领域可分为以下三大类：用作便携电源、小型移动电源，适用于军事、通讯、计算机等用作交通工具动力，如摩托车、汽车、火车、船舶等3）用作分散型电站，适于用作海岛、山区、边远地区或新开发地区电站。胡友根老师重点：四种电池的正负极、电解液、反应、电池的基本组成、铅酸电池：正极活性物质：二氧化铅。负极活性物质：海绵状金属铅。电解液：稀硫酸水溶液电压2V基本组成：正负极（活性物质和板栅组成)、电解液、隔板、电池槽。1、板栅的组成和作用：组成：pb-sb合金和pb-ca合金作用：活性物质的载体，在电池的制造过程中，铅膏就涂覆在他上面，活性物质考板栅来保持和支撑；集流体，它负担着电池在充放电过程中电流的传导，集散作用并使电流分布均匀。铅酸电池正负极的转变过程，铅酸电池的双硫酸盐化。由于放电时，正负极都生成PbSO4，所有该成硫理论叫“双硫酸盐化理论”什么是铅酸电池的负极不可逆硫酸盐化极板的硫酸盐化也程不可逆硫酸盐化，这种现象是由于电池的维护不当造成。所谓负极不可逆硫酸盐化，是负极负极活性物质在一定条件下生成坚硬而粗大的硫酸铅，它不同于铅在正常反应时生成的硫酸铅，几乎不溶解，所以在电池充电时很难或者不能转化为活性物质--海绵铅，是电池容量大大降低。特征：（1）充电时电压上升快，放电时电压下降迅速；（2）充电时气泡产生过早；（3）电解液密度低于正常值；（4）极板表面生成白色粒状斑点；(5)电池容量明显下降。防止：及时充电，不要过放电。生极板：没有经过化成的电池极板。极板化成：极板化成是指利用化学和电化学反应使极板转化成具有电化学特性的正、负极板的过程。化成原理铅负极钝化：海绵状铅的表面上生成致密的硫酸铅层是钝化的原因。现象：负极电极电势升高、电极反应迟钝加速负极钝化的因素：大电流放电、硫酸浓度大、放电温度低镉镍电池：正极：镍的氧化物，负极：金属镉电解质：KOH溶液，电池表达式（—）Cd┃KOH┃NiOOH(+)正极反应：2NiOOH+2e+2H2o2Ni(OH)2+2OH电压1.25V负极反应：Cd+2OHCd(OH)2+2e镉镍电池的密封原因、原理、措施。原因：镉镍电池使用时不可避免的产生气体，气体溢出时会带出电解液，腐蚀设备，而且要经常补加电解液。开口电池中KOH电解液会发生碳酸酸化，降低电解液的电导率。影响电池寿命和性能。如果把电池密封就能解决以上问题。原理：电池密封最重要的条件是，防止储存时产生气体和消除工作时产生的气体。镉镍电池是碱性不会发生自溶解而析出氢气，另外负极海绵状技术Cd具有很强的氧化合能力，正极充放电时产生的氧气，只要扩散到负极，和容易于Cd进行化学反应或电化学反应而吸收掉。措施：①负极大容量大于正极的容量，②控制电解液用量，③采用微孔隔膜，④采用多孔薄型电极，⑤采用反极保护，⑥使用密封安全阀，⑦正确使用和维护。金属氢化物镍电池（MH-Ni电池）正极：氧化镍，负极：金属氢化物电解液：KOH溶液。电压1.21.3V正极反应;NiOOH+H2o+eNi(OH)2+OH负极反应：MH+ＯＨ－－Ｍ＋Ｈ２ｏ＋ｅ什么是储氢合金：是金属氢化物，在常温常压下能与氢反应，成为金属氢化物，通过加热或减压可以降储存的氢释放出来，通过冷却或加压又可以再次吸收氢，金属氢化物氢密度比液氢还高，因而可以用于储氢。储氢合金的过程和原理：过程一定温度和压力下，储氢合金和气态氢可逆反应生成氢化物;储氢合金吸收氢是要放出热量，这个反应可逆性很好，反应速率很快整个过程分成三部分①在合金吸收氢的初始阶段形成含氢固溶体α相，合金结构保持不变M+x／2H2MHx②当情的吸收达到饱和后，固溶体进一步与氢反应，生成金属氢化物相β相MHx+(y-x）／2H2MHy+Q.③进一步增加氢压，合金中的氢含量略有增加。锂离子电池锂离子电池的定义：指以两种不同的能够可逆地插入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。（-）LiC6︱LiCl4-PC+EC︱LiCoO2（+）3.6V负极反应：6C+xLiº+xeLixC6正极反应：LiMO2——xLiº+Li1-xMO2+xe（M=Co、Ni)锂离子电池的正极材料有哪些;作为理想的锂离子电池正极材料，锂离子嵌入化合物必须满足以下要求：①具有较高的氧化还原电位，保证锂离子电池的高电压特性；②允许大量的锂离子嵌入脱出，保证锂离子电池的高容量特性；③嵌入脱出过程的可逆性好，充放电过程中材料结构变化较小；④锂离子能够快速的嵌入和脱出，具有高的电子电导率和离子电导率；⑤在电解液中化学稳定性好；⑥低廉，容易制备，对环境友好等。主要有铬酸锂（LiCoO2)、锰酸锂（LiMnO2)、镍酸锂另算亚铁锂（LiFePO4).等具体所列六种钴酸锂(LiCoO2)：优点：可逆性、放电容量、充放电效率、电压的稳定性等.缺点：钴为稀有金属,成本高，产地比较集中；存在供给不稳定问题；容易过充锂锰氧化物尖晶石型LixMn2O4层状LiMnO2（3）镍酸锂(LiNiO2)：优点：价格低廉(镍与钴的性质相近,价格为钴的1/20)、放电容量高；缺点：热稳定性差、放热量大，存在安全问题。因原料、烧结温度、烧结时间等原因，生成的LiNiO2的Li/Ni之比会发生变化。定比组成在循环性能方面比较优越，但难以控制。因此，为发挥其特性，尝试添加各种元素或形成固溶体时期稳定化。LiFePO4LiNi1-x-yCoyMnxO2富锂锰基正极材料锂离子的电解质溶液由什么组成。目前锂离子电池电解质由高纯有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂组成。优良的锂离子电池有机电解质以满足一下要求，①良好的化学稳定性，与电池内的正负极活性物质不发生化学反应。②高的锂离子电导率，低的电子电导率。③具有良好的成膜特性，④良好的热稳定性。⑤安全无污染价格低。3、什么事电解质盐：电解质盐是指无机阴离子或有机阴离子与锂离子形成的锂盐，在锂离子电池中电解质盐满足：①与与电极活性物质在较宽的电压范围内稳定存在，在电池充放电是不与电极活性物质、集流体发生化学反应；②锂盐在有机溶剂中应具有较高的溶解度和解离度，以保证足够的电导率。锂离子电池常用的电解质盐主要有：LiPF6、Li