《各種電池的原理》

材料0903各種電池的原理1整理課件電源：把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置

發(fā)電機通常將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芨呻姵?、蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄怆姵貙⒐饽苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉与姵貙⒃幽苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔軠夭铍姵貙崮苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿鹊?整理課件非靜電力：在電源內(nèi)使正、負電荷別離，并使正電荷聚積到電源正極，負電荷聚積到電源負極的作用。非靜電力是指除靜電力外能對電荷流動起作用的力，并非泛指靜電力外的一切作用力。例如引力就不是非靜電力，因為它對電荷流動無作用。3整理課件非靜電力使電源兩極間產(chǎn)生并維持一定的電勢差。當電源兩極與電路〔例如導(dǎo)體〕接通后，在靜電力推動下，正電荷從電源正極經(jīng)電路移至負極，電勢降低；在電源內(nèi)部，非靜電力克服靜電力的阻礙，使正電荷又從負極經(jīng)電源內(nèi)部移至正極，從而形成電荷流動的回路。因此，靜電力和非靜電力是構(gòu)成電流回路的兩個必要因素4整理課件各種電池中非靜電力的來源化學(xué)電池〔干電池、蓄電池〕非靜電力是一種與離子的溶解和沉積過程相聯(lián)系的化學(xué)作用5整理課件例如簡單的銅鋅原電池正極〔陰極〕：Cu+2eCu負極〔陽極〕：Zn-2eZn2+2+6整理課件7整理課件燃料電池一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外局部別向兩個電極區(qū)域連續(xù)地補充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料〔例如氫、甲烷等〕、氧化劑〔例如氧和空氣等〕、電極和電解液等四局部構(gòu)成。其電極具有催化性能，且是多孔結(jié)構(gòu)的，以保證較大的活性面積。工作時將燃料通入負極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進行電化學(xué)反響以獲得電能。

8整理課件燃料電池具有以下特點：〔1〕能量轉(zhuǎn)化效率高他直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，中間不經(jīng)過燃燒過程，因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%～60%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%～40%。

參考文獻：華中科技大學(xué)固體氧化物燃料電池研究開發(fā)進展李箭

蒲健

池波

9整理課件10整理課件一般發(fā)電機

非靜電力起源于磁場對運動電荷的作用，即洛倫茲力11整理課件光電池：光電池，是一種在光的照射下產(chǎn)生電動勢的半導(dǎo)體元件。

12整理課件原子能電池：即核電池，它是將原子核放射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置核電池可分為高電壓型和低電壓型兩種類型。

高電壓型核電池：以含有

β射線源〔鍶-90或氚〕的物質(zhì)制成發(fā)射極，周圍用涂有薄碳層的鎳制成收集電極，中間是真空或固體介質(zhì)。

低電壓型核電池：又分為溫差電堆型、氣體電離型和熒光－光電型三種結(jié)構(gòu)。13整理課件

溫差電堆型的原理同以放射性同位素為熱源的溫差發(fā)電器相同，故又稱同位素溫差發(fā)電器。原理：這種溫差發(fā)電器是由一些性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，如碲化鉍、碲化鉛、鍺硅合金和硒族化合物等，把許多材料串聯(lián)起來組成。另外還得有一個適宜的熱源和換能器，在熱源和換能器之間形成溫差才可發(fā)電。

核電池的熱源是放射性同位素。它們在蛻變過程中會不斷以具有熱能的射線的形式，向外放出比一般物質(zhì)大得多的能量。核電池的核心是換能器。目前常用的換能器叫靜態(tài)熱電換能器，它利用熱電偶的原理在不同的金屬中產(chǎn)生電位差，從而發(fā)電。14整理課件原理：由于不同的金屬材料所具有的自由電子密度不同，當兩種不同的金屬導(dǎo)體接觸時，在接觸面上就會發(fā)生電子擴散。電子的擴散速率與兩導(dǎo)體的電子密度有關(guān)并和接觸區(qū)的溫度成正比。溫差電源

非靜電力是一種與溫度差和電子濃度差相聯(lián)系的擴散作用15整理課件熱電偶工作原理：兩種不同成份的導(dǎo)體〔稱為熱電偶絲材或熱電極〕兩端接合成回路，當接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動勢稱為熱電勢。16整理課件應(yīng)用心臟搏動調(diào)節(jié)裝置水下監(jiān)聽器和海底電纜的中繼站在深海里，太陽能電池派不上用場，其他如燃料電池和化學(xué)電池的使用壽命又太短，因此現(xiàn)在已將核電池用作水下監(jiān)聽器和海底電纜的中繼站的電源，用來監(jiān)聽敵潛水艇的活動和通訊。

阿波羅飛船在阿波羅12號飛船上首次裝載的放射性同位素電池——SNAP－27A裝置，其壽命遠遠超過設(shè)計時考慮的一年