化学电池技术的应用分析

杨嘉璐

（江苏师范大学科文学院，江苏 徐州 221000）

0 前言

化学电池就是能将化学转变为电力能量的一种装置，电解质溶液、浸在溶液中的正负极和连接电极的导线是其中的主要部分。近几年来，随着现代通讯设备的应用、家用电器、电动车等的普及与急速发展，对以电池为主要能量来源的需求也日益增加，但是电池作为生活中不可缺少的能量来源，有有利的一面，自然对人类生活也存在着弊端，是一把双刃剑，所以要以化学电池技术的充分利用和提高人类生活水平为目标，重视化学电池技术的应用。

1 对化学电池的理解

1.1 化学电池的定义和原理

所谓化学电池，就是能将化学转变为电力能量的一种装置，电解质溶液、浸在溶液中的正负极和连接电极的导线是其中的主要部分。它分为原电池和蓄电池两种。两个电极之间金属性有所不同，这种不同促进了电子的流动，因此产生电流，这就是原电池；而蓄电池正是与之相对的。化学电池从工作性质上来看，又有多种分类，工作效能有所不同，原电池即一次电池，包括常见的锰电池、锂电池、贡电池、碱性纽扣型电池等；蓄电池，也就是二次电池，包括铅电池、机动车专用电池、锂离子电池等，还有其他电池，如当下较为流行的太阳能电池等，那么目前使用广泛的就是原电池和蓄电池[1]。

电势差的产生发生在利用两个电极之间金属性的差异，这种差异的存在，引起了电子的流动，电流由此产生。原电池反映属于放热的氧化还原反应，与一般的氧化还原反映有所区分，电子转移是还原剂在负极上失电子发生了氧化反应，并非是通过氧化剂和还原剂之间的相互结合发生的，从能量转化方面来看，原电池把化学能量转化为电能；化学反应的角度来看，原电池的原理是氧化反应中的还原剂失去的电子通过导线传递，是反映在两个电极上呈现出不同表现。

1.2 化学电池的特点

化学电池的主要部分是电解质溶液，浸在溶液中的正负两极和导线相连接，便产生了电流，电能由此获得。化学电池通过放电到一定程度，电能会逐渐变弱，但是有的电池可以充电，就能够复原，以便继续使用；而有的电池不能够充电，也就是原电池。在这里以干电池和铅蓄电池为例。

干电池，也就是锌锰干电池的总称。干电池的总反应式：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝Zn(NH3)2Cl2＋Mn2O3＋H2O 或 2Zn＋4NH4Cl＋2MnO2＝[Zn(NH3)2]Cl2＋ZnCl2＋Mn2O3＋H2O，电解质溶液吸收正极生成的氨，二氧化锰将氨气氧化成水，使用过程中锌皮腐蚀，而且不能进行充电将其复原，由此可以看出，这种电池不能长时连续利用，并且电量小，若在使用过程中不加注意，极易引起漏液现象。

铅蓄电池，相对来说比较灵活和方便使用。从其电极反应来看，这种电池性能相对其他电池来说性能更好，且价格低廉，但同样存在缺点，是比较笨重；从铅蓄电池的放电和充电的总反应式可以看出，既能充电又能放电的双重效能。

1.3 化学电池在生活环境中存在的问题

化学电池应用与社会生活中的各个领域，使用可靠、安全，很多化学电池技术又能够循环使用，被广泛应用于生产生活、科技以及国防中，对国家和人民的生活有很大影响。同时化学电池在使用后的处理问题引起了社会的关注，比如对废旧化学电池对环境和人体造成了危害。

化学电池中大量的金属物，无法自然转化为无毒的物质，而且利用现代的科技技术也不能够对所有的废旧电池进行电解，由于有毒物质在环境中的不断增多，严重影响着人类生存的环境，如土壤和水资源，进而影响在土地上生长的植被，当牲畜以植物为饵料时，体内积聚大量毒素，损害健康。同样废旧的化学电池对人体也会造成危害，电池中的有毒物质，如果被人体吸收极易引起慢性中毒，对人体内脏的功能产生不良影响[2]。

2 化学电池技术的应用对策

从能源的开发利用来看，化学电池需要一定的技术支撑，才能够发挥最大的利用潜能。在能源的能量转化过程中，化学电池能够将不同的能量转换，提高利用效率，据此可将化学电池看做是一种高效能的能量转换器。例如，根据蓄电池的功能，已经实现了成为电力汽车的内在驱动力，在未来的化学电池技术利用方面，将会成为整个汽车行业的发展目标和内在动力。

为了提高能源利用效率，可以通过多种途径转化成电能的电厂中设置自动存储电能的装置，使供电均衡。

加强对电池的低贡化生产，电池生产企业除了回收利用废旧电池之外，加强对可充式电池的生产。

电池在利用后成为“废旧电池”，其实废电池并不是真的“废”，经研究发现，在废旧电池中存在很大的物质可以回收，以德国为例，为了加强对电池的管理，实施了新的管理规定，即所有使用者在时候后的各种电池要送还给商店或废品回收站，而商店和废品回收站必须接受废旧电池，并将其转送给生产厂家，并且德国公司研制的废品回收处理方法十分先进。我国的回收技术尚需完善，应善于借鉴和利用国外的处理废旧电池的技术，并发现其潜在的资源化[3]。

3 结论

从本文对化学电池的定义、原理、特点以及在生活中的应用分析，不仅了解了化学电池在生活中的重要角色，也点出了对生活环境造成的危害。由此可知，将化学转化为电能的发现，以及各种各样电池装置的发明，不仅是一种在储能和提供技术上的进步和贡献，更是对社会现代化的进程和探索，具有推动作用，对人们的生活质量的提高和改变起到了关键性的作用。

［1］Patrick Heyer.先进的锂离子电池系统充电管理和保护[J].中国电子商情·基础电子，2011，10（08）：43-46.

［2］马云梅.浅谈化学电池的危害与回收利用[J].陕西教育：高教版，2011，11（Z1）：101-102.

［3］纪沙沙，杨朝峰.基于专利分析的我国太阳能电池技术发展研究[J].全球科技经济瞭望，2013，12（06）：64-71.