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如果一电极的电极反应是可逆的,通过电极的电流非常小,电极反应是在平衡电位下进行的,这种电极称为可逆电极。
可逆电极的类型:每个原电池都是由两个半电池组成的。每个半电池实际就是一个电极体系。电池总反应也是由两个电极反应组成的。可逆电池中的两个电极都是可逆电极参比电极也应该是一种可逆电极。可逆电极就是在平衡条件下工作的、界面处电荷迁移和物质迁移都处于平衡态的电极。可逆电极按其电极反应可以分为四种。第一种可逆电极金属浸在含有该种金属离子的可溶性盐溶液中所构成的电极,又称为阳离子或者可逆电极,或者称为金属电极。例如,硫酸锌电极、硫酸铜电极;硝酸根电极,等等。其特点是由金属阳离子在相界的金属和溶液相之间迁移交换。第一类可逆电极的可逆电位(平衡电位)与金属离子的种类、活度和溶液介质的温度有关。
可逆电极主要有如下三种类型: (1)第一类电极:这类电极一般是将某金属或吸附了某种气体的惰性金属置于含有该元素离子的溶液中构成的。包括金属电极和气体电极(氢电极、氧电极、氯电极等)。 (2)第二类电极:包括微溶盐电极和微溶氧化物电极。 这类电极是将金属覆盖一薄层该金属的微溶盐或微溶氧化物,然后浸入含有该微溶盐负离子或含有 H+(OH-)的溶液中构成的。 (3)第三类电极:氧化还原电极,系由惰性金属如铂片插入含有某种离子的两种不同氧化态的溶液中构成的。
基本电磁情况来看,一台直流电机原则上既可工作为电动机运行,也可以作为发电机运行,只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上,加上直流电压,将电能输入电枢,机械能从电机轴上输出,拖动生产机械,将电能...
可逆式接触器就是由一对不可逆的接触器组合而成,可实现电机的正向和反向控制,所以就称为可逆式,而不可逆式接触器就是指我们常用的单个式接触器,只能实现电机的单向控制。
可逆接触器可逆型接触器是一种用于控制较大功率电机正、反转的机械可逆交流接触器,由两台标准型接触器和一个机械互锁单元构成,集中了交流接触器及倒顺开关的优点,操作简单、安全可靠、成本低,主要用于电机的正反...
L-半胱氨酸自组装修饰金电极-不可逆双安培测定阿魏酸
在裸金电极上制备了L-半胱氨酸自组装膜金修饰电极(L-Cys/SAM-Au/CME),将自组装膜修饰电极用于不可逆双安培体系,利用阿魏酸在L-Cys/SAM-Au/CME上的氧化和KMnO4在裸金电极上的还原,构建双安培检测新体系,建立了在外加电压为0V条件下,流动注射双安培法直接测定阿魏酸的新方法。在0.05mol/LH2SO4溶液中,该氧化峰峰电流与阿魏酸浓度在5.0×10-7~8.0×10-5mol/L范围内呈线性关系(r=0.9961,n=10),其线性回归方程为i(nA)=4.16×107C+50,在1.0×10-4~1.0×10-3mol/L范围内呈线性关系(r=0.9955,n=5),其线性回归方程为i(nA)=5.6×106C+300,检出限为1.2×10-7mol/L。连续测定2.0×10-5mol/L阿魏酸溶液25次,电流值RSD为1.20%,进样频率为80样/h。该方法具有较宽的线性范围、较高的选择性和灵敏度,样品处理方法简单快速,适于在线分析。对阿魏酸钠盐注射液中阿魏酸的测定结果满意。
单变色不可逆示温涂料
单变色不可逆 示温涂料 产品 品种齐全,温度 37----300 度,每隔 10 °一个变色点,误 差正负 5°。300---960 °,每隔 30--50 °一个变色点,误差正负 10°。 240 ℃、270 ℃、370 ℃单变色不可逆示温涂料 1、材料概述 是炼油化工设备外壁超温报警用的三种涂料, 具有良好的耐热性、 耐污染性和附 着力,在户外对钢铁设备同样能起保护作用。 三种涂料均为蓝色, 长期工作温度 分别为 200 ℃、200 ℃、200 ℃,当釜壁温度达到 240 ℃、 270 ℃、370 ℃时涂 层在60分钟内可由蓝色变为白色、浅棕色、白色,即警告操作人员釜内状态发 生异常,应及时采取措施。 规格:技术指标 性能 品种 240 ℃示温涂料 (SW-Y-48 ) 270 ℃示温涂料 (SW-Y-49 ) 370 ℃示温涂料 (SW-Y-50 ) 颜色 深蓝色 蓝色 蓝色 变色后
在可逆地发生电极反应时电极所具有的电势,称为可逆电极电势。可逆电极电势对于许多电化学和热力学问题的解决是十分有用的。但是,在许多实际的电化学过程中,例如进行电解操作或使用化学电池做电功等,并不是在可逆情况下实现的。当有电流通过电极时,发生的必然是不可逆的电极反应,此时的电极电势jI 与可逆电极电势jr显然会有所不同。电极在有电流通过时所表现的电极电势jI与可逆电极电势jr产生偏差的现象称为“电极极化” 。偏差的大小(绝对值)称为“过电势”,记作h ,即:
h=|jr-jI|
依据热力学原理可以推知,对于原电池,可逆放电时,两电极的端电压最大,为其电动势E,其值可用可逆电极电势E表示为:
E=jr(正极)-jr(负极)=jr(阴极)-jr(阳极)
在不可逆条件下放电时,两电极的端电压EI一定小于其电动势E,即EI=E-△E。产生偏差的原因是由于电池内阻R所引起的电势降IR和不可逆条件一两电极的极化。若通过的电流不是很大,电势降IR可以忽略不计时,△E的大小可以表示为两电极过电势之和,即:
△E=h(阴极) h(阳极)
因此:
EI=E-DE=jr(阴极)-jr(阳极)-[h(阴极) h(阳极)]
=(jr-h)r(阴极)-(jrh)(阳极)
=j I (阴极)-jI(阳极)
对于电解池,在可逆情况下发生电解反应时所需的外加电压最小,可称为“理论分解电压”,其值与电动势E相等,可用可逆电极电势jr 表示为:
E=jr(正极)-jr(负极)= jr(阳极)-jr(阴极)
在不可逆情况下发生电解反应时,外加电压V1一定大于电动势E,即V1=E △V。同理,若通过的电流不是很大,电势降IR可以忽略不计时,△V的大小亦可以表示为两电极过电势之和,即:
DV=h (阳极)-h(阳极)
因此:
VI=E-DV
=jr(阳极)-jr(阴极) [h(阳极) h(阳极)]
=(jr-h)r(阳极)-(jr-h)(阳极)
=j I (阴极)-jI(阳极)
综上所述,无论是原电池还是电解池,相对于可逆电极电势jr ,当有电流通过电极时,由于电极的极化,阳极电势升高,而阴极电势降低,即:
jI(阳极)=jr h
jI(阴极)=jr-h
任何金属与电解液接触都会产生电势(位),这是电极的最主要的特征性质。 如果电极界面上存在着单独一种氧化还原对的快速电子交换,即存在着交换电流很大的(见迁越超电势)单一电极反应,这种电极能很快建立电化学平衡,称为可逆电极。可逆电极的电势能较长时期维持稳定,抗干扰能力较大,并能精确测量。它是可逆电池的必要组成部分,是电位分析法测量装置的核心部件,有重要的实用意义。可逆电极有以下类型:
① 金属电极,如铜电极(图2),其特点是氧化还原对可以迁越相界面。
② 氧化还原电极,例如Pt|Fe,Fe电极 (图3)、Pt|Mn,MnO嬄,H电极等。它的氧化还原对不能迁越电极相界面,电极的铂Pt只表示电极金属是惰性的,它只是提供电子交换的场所,实际应用时可采用任何惰性金属。 ③ 气体电极,是氧化还原对的一个组分为气体时的氧化还原电极 (图 4),例如氢电极 (Pt|H2|H)、氯电极(Pt|Cl2|Cl)等。为了加速达成平衡,金属铂上需要镀上铂黑以增加表面积并起电催化作用。
电极
④ 难溶盐电极,氧化还原对的一个组分是难溶盐或其他固相。因此它包含三个物相、 两个界面(图1),在每一相界面上存在着单一的快速迁越过程,如甘汞电极(Hg|Hg2Cl2|Cl)、氧化汞电极(Hg|HgO|OH)。在甘汞电极中,甘汞与电解液的溶解平衡完全受电液中浓度较高的Cl所控制,Cl在Hg2Cl2|电液界面上的交换速率也很快,故它的电极电势非常稳定。它是最常用的参比电极,有些书刊称这类电极为第二类电极。 膜电极 利用隔膜对于单种离子的透过性或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立的电势来测量电液中特定离子活度的装置(图5),例如玻璃电极、离子选择性电极。
化学修饰电极 利用吸附、涂敷、聚合、化学反应等方法把活性基团、催化物质等附着在电极金属(包括石墨、半导体)表面上,使之具有较强的特征功能。这是70年代以来电极制备方法的新发展。
单一电极和多重电极 如果电极的金属│电液界面上只存在一种起主导作用的电极反应,这就是单一电极;如果存在的不只是一种电极反应,就是多重电极。例如锌电极(Zn|ZnSO4水溶液)上可能存在两种电极反应:
Zn─→Zn 2e ⑴
2H 2e─→H2 ⑵
但由于金属锌上的氢超电势很高,反应⑵速率太小,反应⑴是主导的,上述锌电极被认为是单一电极,是典型的可逆电极。当不太纯的锌浸入硫酸中时,反应⑴和⑵的速率都较快,所以【Zn|H2SO4】电极是二重电极,它的静态电势可根据反应⑴和⑵的极化曲线和极化规律来判断。金属腐蚀体系常常是二重电极。多重电极不可能是可逆的
实际应用时,被研究的电极称为工作电极W,在电化学分析法中也称指示电极,它的电势可利用与参比电极R组成的二电极测量电池测量。当工作电极需要极化时,则要另用一辅助电极(或称对应电极,用C表示),组成三电极测量电池系统(图6),以提供可调节的电流。此时为了减少电液中欧姆电位降(IR)对工作电极电势测量的误差,参比电极与电解液连接处应采用毛细管,使之尽量靠近工作电极,称为鲁金毛细管。
火花机电极,也称为铜公,也是火花机加工中不可缺少的。
火花机加工时,电极和工件分别连接脉冲电源的两极。在电极与工件上施加的脉冲电压产生火花放电。放电的瞬间温度可高达一万摄氏度以上,高温使得工件表面局部气化或熔化。
紧接着下一个脉冲电压又在电极与工件间产生火花放电,重复上述过程。
通过无数次的重复脉冲放电,最后便加工出与电极形状相对应的形状来。因此只要改变电极的形状就能加工出各种复杂的型面。
火花机加工中,电极的作用是输送加工脉冲,并以电极自身最小的损耗去蚀除工件。常用的电极材料有紫铜、石墨、铜钨合金、银钨合金、钢、黄铜、铸铁等。
是在钨基中添加稀土氧化铈经过粉末冶金和压延磨抛工序制作而成的钨电极产品,是中国最早生产的无放射性钨电极产品,该产品的特点是在低电流条件下有着优良的起弧性能,维弧电流较小。因此,它常用于管道,不锈钢制品和细小精密部件的焊接。在低电流直流条件下或电极直径在2.0mm以下,铈钨电极是钍钨电极的首选替代品。
是欧洲国家在八十年代推出的企望替代钍钨产品的改良品种,一经推出,以其优良的焊接性能在国际焊接界倍受关注并非常流行,尤其受到欧洲焊接学院派的追捧,因为这个原因,镧钨电极的出口量仅次于钍钨,而在国内市场认知度并不高。其特点是导电性能最接近2%钍钨电极,耐用电流高而烧损率最小。
是最早使用的稀土钨电极,也是迄今为止焊接性能最好的钨电极品种,因此,在全球范围内该品种钨电极市场占有率最高,但因为钍钨电极在粉末冶金和压延磨抛过程中会发生放射性污染,因此欧美国家限制生产该品种电极,但因为其优良的焊接性能,其使用并没有受到限制。
在焊接时,弧束细长,压缩程度大,在中、大电流时其熔深最大。主要应用于军事工业和航空航天工业。
是为了改善纯钨电极在高负荷焊接条件下容易自身熔化污染工件的弊端而研制的电极品种,该电极最大的特点是在高负载电流的情况下,这种电极的端部能保持成圆球状而减少渗钨现象,并具有良好的抗腐蚀性。
纯钨电极是氩弧焊接最早使用的电极,但在直流焊接条件下,电极容易出现不起弧或维护不稳定的情况,加入稀土氧化物能极大的改善这种情况,因此,纯钨电极仅作为交流条件下的焊接电极或作为电阻焊电极。
纯钨电极的使用最广泛的使用在交流焊接交流电下。它一般用于焊接铝,镁合金(AC)一般在交流电下使用。
第1章概述1
11锌电池1
12铅电池5
13碱性二次电池6
14锂电池8
141锂一次电池8
142锂二次电池9
15其他新型电池11
参考文献14
第2章化学电源的基本原理15
21化学电源及其基本单元15
22化学电源的分类17
23化学电源的特征和主要性能标准18
231原电池电动势和终端电压18
232半电池的超电势和内阻19
233可逆电池和可逆电极23
234浓差电池23
235电池的容量与比容量24
236电池的能量与比能量25
237电池的功率与比功率26
238极化曲线和充放电特性曲线26
239库仑效率和能量效率28
2310自放电28
2311电池寿命29
24电极过程动力学简介29
241电极反应的实质30
242平衡条件和交换电流31
243电流超电势方程32
参考文献34
第3章金属负极材料35
31锌35
311酸性(中性)一次电池用锌电极36
312碱性一次电池用锌电极36
313低成本碱性再生电池用锌电极37
314碱性二次电池用锌电极38
315锌流体电池的锌电极39
32镁39
33铝41
34锂42
35铅43
36镉45
37铁46
38钠47
参考文献48
第4章氧化锰电极材料52
41氧化锰的结构化学52
411隧道结构的氧化锰53
412层状结构62
413氧化锰的还原形式69
42氧化锰的电化学72
421简介72
422EMD的物理性质和化学组成73
423EMD的电化学性质78
参考文献87
第5章镍电极材料90
51简介90
52镍氢氧化物电极90
521镍电极的发展90
522氧化镍电极工作原理91
523添加剂对镍电极性能的影响94
53镍氢氧化物的固态化学98
531βNi(OH)298
532αNi(OH)2102
533βNiOOH103
534γNiOOH104
535鳞镁铁矿型氢氧化镍104
54镍电极材料的电化学行为105
541Ni(OH)2/NiOOH电对及热力学105
542Ni(OH)2/NiOOH的反应实质106
543镍的氧化态107
544氧的析出107
545氢的氧化108
55Ni(OH)2正极材料小结108
参考文献109
第6章金属氢化物电极112
61金属氢化物的热力学性质112
62金属氢化物/镍电池115
63贮氢金属和合金的电化学性质116
631电极反应116
632M/MH反应中的热力学和动力学117
64AB5电极120
641AB5氢化物的化学性能121
642温度的影响123
643电极腐蚀与贮存容量123
644腐蚀与组成的关系124
65AB型、A2B型、AB/AB2型和AB2型合金129
66用于电池的合金的选择131
67其他新型高容量贮氢电极合金134
671MgNi系非晶合金134
672V基固熔体型合金135
673钛基电极合金138
674纳米贮氢电极材料140
675碳材料在贮氢中的应用141
68合金的制备142
681电弧炉熔炼法142
682中频感应炉熔炼法143
683快速冷凝气流雾化法143
684其他制备方法144
69贮氢电极常用的表面改性方法145
691化学处理法145
692微包覆处理法146
693表面活性剂处理法146
610氢化物电极的研究方法146
6101电化学研究方法146
6102谱学研究方法147
参考文献148
第7章铅氧化物152
71简介152
72铅/氧化合物152
721 PbO152
722Pb3O4153
723PbO2153
724非化学计量的PbOx153
725碱式硫酸盐154
726物理化学性质154
73铅酸电池热力学154
731水分解反应155
732铅的氧化物156
74铅酸电池电极反应157
741正极充放电反应机理157
742铅负极的充放电机理161
75铅酸电池中的PbO2活性材料161
751Planté板栅162
752涂膏式极板163
753管状板栅165
76铅酸电池添加剂165
761正极添加剂165
762电解液添加剂169
763负极添加剂170
77密封式免维护铅酸蓄电池172
771VRLA简介172
772VRLA电池的电化学系统174
773阀控系列175
774VRLA的新技术176
775将来的应用领域177
参考文献178
第8章碳材料179
81简介179
82碳材料的分类180
83碳材料的物理性能181
84碳材料的化学性能184
85碳材料的电化学行为185
851电位185
852电化学性质186
853导电基质186
854电化学氧化188
855电催化188
856嵌入作用190
86碳材料在贮氢方面的应用192
87电池的碳负极材料193
参考文献195
第9章隔膜材料197
91简介197
92隔膜的基本性能198
921孔隙率、孔的尺寸和孔的形状198
922膜电阻199
93铅酸蓄电池的隔膜200
931启动型蓄电池隔膜201
932工业电池隔膜202
94碱性电池隔膜204
941镍/镉电池隔膜205
942镍/金属氢化物电池隔膜205
943锌电极电池隔膜206
944碱性电池隔膜材料209
95锂离子电池隔膜210
951多微孔隔膜材料211
952凝胶电解质隔膜213
953隔膜的特性表征214
954隔膜的数学模型216
参考文献217
第10章锂电池和锂离子电池负极材料219
101简介219
102金属锂负极材料220
1021金属锂箔片的表面220
1022锂负极的电化学行为221
103锂电池的安全性222
104锂离子电池负极材料223
1041碳负极材料223
1042锂在碳材料中的嵌入机理227
1043碳材料改性234
1044其他新型负极材料242
1045新型合金248
1046其他负极材料250
105结语251
参考文献251
第11章锂离子电池正极材料255
111简介255
112锂钴氧化物257
113锂镍氧化物262
114锂锰氧化物265
1141尖晶石型LixMn2O4266
1142层状LiMnO2269
1143其他锂锰氧化物271
115锂钒氧化物272
1151V2O5272
1152V6O13273
1153Li1 xV3O8275
1154V2O5凝胶277
1155其他钒类化合物279
116金属氧化物共混电极280
1161部分取代镍共混电极280
1162部分取代锰共混电极284
117嵌锂磷酸盐正极材料288
118其他锂离子正极材料289
参考文献291
第12章锂离子电池的电解液298
121简介298
122有机溶剂299
1221有机溶剂的分类301
1222常用有机溶剂302
1223常用有机溶剂的制备304
123电解质306
1231无机阴离子盐及其制备306
1232有机阴离子盐及其制备311
124电解液312
1241电解液的电导率312
1242电解液的添加剂319
1243电解液对电极性能的影响323
参考文献329
第13章聚合物电解质331
131简介331
132离子运动模型332
1321VogelTammanFulcher(VTF)方程332
1322动态键渗透模型(DBPM)332
1323MeverNelded(MN)法则333
1324有效介质理论333
133聚合物电解质的表征方法333
1331电化学稳定窗口333
1332离子电导率334
1333离子迁移数336
134聚合物电解质的分类337
1341固体聚合物电解质337
1342凝胶聚合物电解质339
135常用聚合物电解质341
1351聚氧化乙烯(PEO)系聚合物电解质342
1352聚丙烯腈(PAN)系聚合物电解质347
1353聚甲基丙烯酸酯(PMMA)349
1354聚偏氟乙烯(PVdF)系凝胶聚合物电解质350
1355其他类型聚合物电解质351
136聚合物电解质的制备353
1361固体聚合物电解质的制备353
1362凝胶聚合物电解质的制备353
137导电聚合物电解质的应用357
1371扣式锂聚合物电池357
1372聚(1,1二氟乙烯)类凝胶电解质锂电池359
参考文献360
第14章高温电池材料362
141简介362
142ZEBRA电池材料363
1421ZEBRA电池363
1422ZEBRA的电池性能364
1423ZEBRA电池的内阻367
1424ZEBRA电池组368
143钠/硫电池材料369
1431Na/S体系369
1432Na/S电池370
1433Na/S电池组372
1434Na/S电池的耐蚀材料373
1435锂铝/硫化铁电池374
144高温电池的组件376
1441陶瓷电解质β″氧化铝376
1442第二类电解质NaAlCl4及NaClAlCl3体系381
1443氯化镍(NiCl2)及NiCl2NaCl体系384
1444Li离子导体385
1445热绝缘材料387
1446电池材料的数据389
参考文献390
附录一392
附录二402
附录三417 2100433B