分类：教育/科学-理工学科-化学
问题：充电池的工作原理:充电时,电池中的化学物质在通电的条件下反应,把? 
充电池的工作原理:充电时,电池中的物质在通电的条件下反应,把电能转化成化学能. 放电时,则发生逆反应,放出电流.    能举例说明 充电池的工作原理吗？
回答：电源是一种能量转换装置。放电时，化学能转变为电能，充电时，电能又将转换为化学能存贮起来。二次电池的反应是可逆的，可外加一个超过电池本身额定电压的电压，让反应还原，同时将能量再次储存到电池内部，从而可重复多次使用。在仪器等设备中广泛使用。常见的二次电池有：碱性充电电池，铅酸电池、镍镉电池，镍氢电池、锂电池和锂聚合物电池。①镍镉电池镍镉电池采用氢氧化镍为正极活性材料，并掺有石墨以增加导电性，负极则采用海绵状的活性镉，电解质为氢氧化钾溶液。它可提供1.2V电压，循环寿命长达2000～4000次，还具有大电流放电、适用温度范围广、自放电率小等特点。缺点是记忆效应非常明显，充放电不完全，会导致容量明显下降。镍镉电池主要应用在电动工具及瞬间耗电量高的应用环境中。正极为三价镍的氢氧化物NiOOH，电解质为氢氧化钾溶液。电池在放电过程中，负极镉被氧化，生成Cd(OH)2；充电时Cd(OH)2还原为Cd。因此，镉负极在充放电时的反应为：Cd + 2OH-  Cd(OH)2 + 2e在正极上，放电时NiOOH被还原为Ni(OH)2，充电时Ni(OH)2氧化成NiOOH。因此，正极在充放电时的反应为：NiOOH + H2O + e  Ni(OH)2 + OH-电池在充、放电时，总的反应式可表式为：2NiOOH + Cd + 2H2O  2Ni(OH)2 + Cd(OH)2②镍氢电池镍氢电池与镍镉电池相比较，二者的结构相同，只是使用的负极材料不同，镍氢电池使用氢合物为负极。使其在单位重量或单位体积的能量密度上都有了相当的改进。具有能量密度高(是镍镉电池的1.5～2倍)、电池电压为1.2V(与镍镉电池相当)，可快速充放电，低温性能好，耐充放电能力强、记忆效应小等优点。缺点是其耐高温性能差，自放电率高。大量应用于电动工具、笔记本电脑、数码相机、备用电源等设备上。吸氢合金制成的电极称吸氢电极以(以M.H表示)。吸氢电极和合适的烧结式镍电极一起，以一般镍镉电池相同的结构组装成镍氢电池。其充放电反应可用下式表示：M + xNi(OH)2  MHx + xNiOOH             式中M表示吸氢合金。③锂离子电池锂离子电池采用渗有钴、镍、锰等金属的锂合金氧化物作正极，石墨或碳黑作负极的全新电池类型，相对于镍镉、镍氢电池来说具有更高的能量密度和比较平稳的电平。由于采用了网状和隧道状的材料设计，使内部离子流更加顺畅，从而有效延长了使用寿命。它完全没有记忆效应，不需要完全充放电来消除记忆效应，且无污染，自放电小。目前在各类便携式电子产品中可以随处可见锂离子电池的应用。但锂电池的安全性是特别需要重视的一个问题，短路、强迫过充、过放电等都将引起爆炸，使用时应特别注意。全新的锂离子电池需要经过2～3次的完全充放电来达到彻底激活电池的目的，这样才能够提高锂离子电池的性能。绝对禁止锂离子电池过度受热、短路或受到意外的强力撞击。④锂聚合物电池锂聚合物电池是在锂离子电池的基础上以高分子聚合物电解质取代传统的液态有机电解质而产生的。这种高分子电解质即可以作为传导离子的媒介，又可以作为隔离膜使用，再加上与金属锂的反应性极低，因此有效避免了锂离子电池的容易燃烧和容易漏液的现象。并且由于锂离子聚合物电池是将液态有机电解质吸附在一种聚合物基质上，被称作胶态电解质，这种电解质既不是游离电解质也不是固体电解质，从而使得锂锂子聚合物电池不仅具有液态锂离子电池的优良性能，还可以制成任意形状和尺寸，超薄型产品，使得其适用范围广，发展前景好。锂离子电池`锂聚合物电池的缺点是不耐储存，会随时间永久性地失去一部分容量。⑤铅酸电池铅蓄电池可放电和充电，具双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色PbO2，负极板是海绵状金属铅，两极均浸在27％～39％的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。能提供2.0V电压，放电时消耗铅、二氧化锰和硫酸，在充电时将其还原。铅酸蓄电池的极板，依构造和活性物质化成方法，可分为四类：涂膏式极板，管式极板，化成式极板，半化成式极板。涂膏式极板由板栅和活性物质构成的。板栅的作用为支撑活性物质和传导电流、使电流均匀分布。板栅的材料一般铅锑合金，免维护电池采用铅钙合金。蓄电池放电时，电极反应为：负极：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O当放电进行到底硫酸浓度降低，溶液密度达1.18时，即停止放电，而需将蓄电池进行充电：阳极：PbSO4 + 2H2O - 2e- = PbO2 + 4H+ + SO42-阴极：PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-当溶液密度增加到1.28时，应停止充电。蓄电池充电和放电的总反应式为：PbO2 + Pb + 2H2SO4   2PbSO4 + 2H2O目前，有一种形似干电池的充电电池，它实际上是一种银锌电池(电解液为KOH)，电池反应为：Zn+Ag2O + H2O   Zn(OH)2 + 2Ag铅酸电池具有电动势大，操作温度广、结构简单、技术成熟，使用可靠等优点。在紧急照明设备、车辆启动、电动车、固定备用直流电源等都用到了该电池。铅酸电池应经常处于充足电状态。使用中应避免大电流充电、过放电和过充电。电池全放电后，应在24小时内进行充电处理。