金属氢化物-镍(MH-Ni)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜,已成为目前最具发展前景的

2024-05-20

1. 金属氢化物-镍(MH-Ni)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜,已成为目前最具发展前景的

(1)放电时是原电池、充电时是电解池,蓄电池放电时,负极上MH失电子发生氧化反应,电极反应式为MH+OH--e-═M+H2O,故答案为:MH+OH--e-═M+H2O;(2)充电时Ni(OH)2在阳极上失电子发生氧化反应,其阳极的电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O;故答案为:Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O;(3)根据金属氢氧化物的Kap及沉淀析出的理论pH,结合流程图可知,先沉淀的是三价铁离子,随后沉淀的是三价铝离子,则先析出沉淀Ⅱ是Fe(OH)3,沉淀PH范围是2.53~2.94,然后析出沉淀Ⅲ是Al(OH)3,沉淀PH的范围3.43~4.19,所以PH1<PH2;,故答案为:Fe(OH)3;Al(OH)3;<;(4)由溶解度:NiC2O4>NiC2O4?H2O>NiC2O4?2H2O和流程中的变化可知沉淀为溶解度小的NiC2O4?2H2O,所以根据转化关系写出化学方程式:NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O4.2H2O↓+2NaCl,故答案为:NiCl2+Na2C2O4+2H2O=NiC2O4.2H2O↓+2NaCl; (5)由流程图和以上分析可知,D溶液主要是氯化钠溶液,电解氯化钠溶液在阳极得到氯气,则阳极反应式为:2Cl-2e-=Cl2↑;氯气具有氧化性,验证氯气的试剂应是淀粉碘化钾溶液,遇氯气变蓝,故答案:2Cl-2e-=Cl2↑;淀粉碘化钾溶液;(6)根据转化关系和Ni2+沉淀的PH推知,加入氢氧化钠的主要目的是把NiC2O4.2H2O沉淀转化为Ni(OH)2沉淀,为了使沉淀完全转化,加入的氢氧化钠溶液应过量,根据镍元素化合价变化,结合氧化还原反应的规律写出离子方程2Ni(OH)2+2OH-+Cl2=2Ni(OH)3+2Cl-,故答案:2Ni(OH)2+2OH-+Cl2=2Ni(OH)3+2Cl-.

金属氢化物-镍(MH-Ni)电池由于其高能、安全、无污染、无记忆效应、价格适宜,已成为目前最具发展前景的

2. 镍氢电池

镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。
                                     镍氢电池镍氢电池出现                            
 由于化石燃料在人类大规模开发利用的情况下越来越少,近年来,氢能源的开发利用日益受到重视。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。虽然镍氢电池确实是一种性能良好的蓄电池,但航天用镍氢电池是高压镍氢电池(氢压可达3.92MPa,即40kg/cm2),这样的高压力氢气贮存在薄壁容器内使用容易爆炸,而且镍氢电池还需要贵金属做催化剂,使它的成本变得很贵,这就很难为民用所接受,因此,国外自70年代开始探索民用的低压镍氢电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。高压镍氢电池是20世纪70年代初由美国的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用镍氢电池代替镉镍电池并应用于各种卫星上的趋势已经形成。
                                   镍氢电池结构与原理                            
 镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。活性物质构成电极极片的工艺方式主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等,不同工艺制备的电极在容量、大电流放电性能上存在较大差异,一般根据使用条件不同的工艺生产电池。通讯等民用电池大多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。充放电化学反应如下:
  正极:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-
  负极:M+H2O+e-=MHab+OH-
  总反应:Ni(OH)2+M=NiOOH+MH
  注:M:氢合金;Hab:吸附氢;反应式从左到右的过程为充电过程;反应式从右到左的过程为放电过程。
  充电时正极的Ni(OH)2和OH-反应生成NiOOH和H2O,同时释放出e-一起生成MH和OH-,总反应是Ni(OH)2和M生成NiOOH,储氢合金储氢;放电时与此相反,MHab释放H+,H+和OH-生成H2O和e-,NiOOH、H2O和e-重新生成Ni(OH)2和OH-。电池的标准电动势为1.319V。
                                   镍氢电池分类                            
 镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。
  低压镍氢电池具有以下特点:(1)电池电压为1.2~1.3V,与镉镍电池相当;(2)能量密度高,是镉镍电池的1.5倍以上;(3)可快速充放电,低温性能良好;(4)可密封,耐过充放电能力强;(5)无树枝状晶体生成,可防止电池内短路;(6)安全可靠对环境无污染,无记忆效应等。
  高压镍氢电池具有如下特点:(1)可靠性强。具有较好的过放电、过充电保护,可耐较高的充放电率并且无枝晶形成。具有良好的比特性。其质量比容量为60A·h/kg,是镉镍电池的5倍。(2)循环寿命长,可达数千次之多。(3)全密封,维护少。(4)低温性能优良,在-10℃时,容量没有明显改变。
                                   镍氢电池使用时的维护                            
 镍氢电池在使用时应注意维护。
  (1)使用过程忌过充电。在循环寿命之内,使用过程切忌过充电,这是因为过充电容易使正、负极发生膨胀,造成活性物脱落和隔膜损坏,导电网络破坏和电池欧姆极化变大等问题。
  (2)防止电解液变质。在镍氢电池循环寿命期,应抑制电池析氢。
  (3)镍氢电池的存放。保存镍氢电池应在充足电后,如果在电池中没有储存电能的情况下长期保存电池,将使电池负极储氢合金的功能减弱,并导致电池寿命减短。
  (4)电量用尽后充电。镍氢电池和镍镉电池相同,都有“记忆效应”,即如果放电途中在电池还残存电能的状态下反复充电使用,电池很快就不能用了。                                         镍氢电池镍氢电池出现                      镍氢电池结构与原理                      镍氢电池分类                      镍氢电池使用时的维护            @2019

3. 化学元素之值钱的元素:镍


化学元素之值钱的元素:镍

4. 化学原电池镍铬

H2+2OH--2e-=2H2O
  NiO(OH)+H20+e-=Ni(OH)2+OH-

5. 环保电池的氢化物镍

金属氢化物镍蓄电池(ni-mh)与镉镍蓄电池(ni-cd)有相同的工作电压(1.2v),但由于采用稀土合金或tini合金贮氢材料作为负极活性物质,取代了致癌物质镉,不仅使这种新型电池成为一种绿色环保电池,而且使电池的比能量提高了近40%,达到60-80wh/kg和210-240wh/l。这种电池是90年代初逐步实现产业化,并且首先使用于手机电池。虽然它在手机上的主导地位逐步被锂离子电池取代,但是在欧美手机应用中,其市场占有率仍在50%左右。

环保电池的氢化物镍