Transcript PPT格式在线浏览
物理化学电子教案—第十章 第十章 电解与极化作用 §10.1 分解电压 §10.2 极化作用 §10.3 电解时电极上的竞争反应 §10.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 §10.5 化学电源 *§10.5 电有机合成简介 §10.1 理论分解电压 理论分解电压 使某电解质溶液能连续不断发生 电解时所必须外加的最小电压，在数值上等于该电 解池作为可逆电池时的可逆电动势 E(理论分解 ) E(可逆) 分解电压的测定 电源 使用Pt电极电解HCl， 加入中性盐用来导电，实 验装置如图所示。 V 逐渐增加外加电压， 由安培计G和伏特计V分 别测定线路中的电流强 G 阳极 Pt 阴极 度I 和电压E，画出I-E曲 线。 分解电压的测定 分解电压的测定 外加电压很小时，几乎 无电流通过，阴、阳极上无 H2 (g) 和Cl2(g)放出。 电 流 I 随着E的增大，电极表面 产生少量氢气和氯气，但压 力低于大气压，无法逸出。 所产生的氢气和氯构成了 原电池，外加电压必须克服这 反电动势，继续增加电压，I 有少许增加，如图中1-2段 3 2 1 E分解 电压E 测定分解电压时的电流-电压曲线 分解电压的测定 当外压增至2-3段，氢 气和氯气的压力等于大 气压力，呈气泡逸出，反电 电 流 I 3 动势达极大值 Eb,max。 再增加电压，使I 迅速增 加。将直线外延至I = 0 处， 得E(分解)值，这是使电解 池不断工作所必需外加的 最小电压，称为分解电压。 2 1 E分解 电压E 测定分解电压时的电流-电压曲线 实际分解电压 要使电解池顺利地进行连续反应，除了克服作 为原电池时的可逆电动势外，还要克服由于极化在 阴、阳极上产生的超电势 (阴) 和 (阳) ，以及克服电 池电阻所产生的电位降 IR 。这三者的加和就称为实 际分解电压。 E(分解) E(可逆) E(不可逆) IR E(不可逆) (阳) (阴) 显然分解电压的数值会随着通入电流强度的增加而 增加。 §10.2 极化作用 极化（polarization） 当电极上无电流通过时，电极处于平衡状态， 这时的电极电势分别称为阳极可逆(平衡)电势和阴极 可逆(平衡)电势 可逆 （阳）, 可逆 （阴） 在有电流通过时，随着电极上电流密度的增加， 电极实际分解电势值对平衡值的偏离也愈来愈大，这 种对可逆平衡电势的偏离称为电极的极化。 §10.2 极化作用 根据极化产生的不同原因，通常把极化大致分为 两类：浓差极化和电化学极化。 （1）浓差极化 在电解过程中，电极附近某离 子浓度由于电极反应而发生变化，本体溶液中离子扩 散的速度又赶不上弥补这个变化，就导致电极附近溶 液的浓度与本体溶液间有一个浓度梯度，这种浓度差 别引起的电极电势的改变称为浓差极化。 用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化 也可以利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。 §10.2 极化作用 例如电解一定浓度的硝酸银溶液 阴极反应 Ag + (mAg+ ) e Ag(s) 可逆 电解时 阴 RT 1 Ag |Ag ln F aAg+ RT 1 不可逆 Ag |Ag ln F ae，Ag aAg RT （可逆 不可逆） ln 阴 F ae，Ag 可逆 > 不可逆 阳极上有类似的情况，但 可逆 < 不可逆 ae,Ag < aAg §10.2 极化作用 （2）电化学极化 电极反应总是分若干步进行，若其中一步反应 速率较慢，需要较高的活化能 为了使电极反应顺利进行所额外施加的电压称 为电化学超电势（亦称为活化超电势) 这种极化现象称为电化学极化。 超电势 在某一电流密度下，实际发生电解的电极电势 不可逆 与可逆电极电势 可逆 之间的差值称为超电势。 阳极上由于超电势使电极电势变大，阴极上由于 超电势使电极电势变小。 为了使超电势都是正值，把阴极超电势 阴 和阳 极超电势 阳 分别定义为： 阴 (可逆 不可逆 )阴 阳 (不可逆 可逆 )阳 影响超电势的因素 电极材料、电极表面状态、电流密度、电解 质的性质、浓度及溶液中的杂质等，因此超电势 的测定重现性不好。 一般地: 金属析出超电势较小，而析出气体, 特别是H2和O2的超电势较大。 超电势的测定 极化曲线（polarization curve） 超电势或电极电势与电流密度之间的关系曲线 称为极化曲线，极化曲线的形状和变化规律反映了 电化学过程的动力学特征。 (1)电解池中两电极的极化曲线 随着电流密度的增大，两电极上的超电势也 增大 阳极析出电势变大 阴极析出电势变小 由于极化使外加的电压增加，额外消耗了电能。 极化曲线（polarization curve） j(电流密度) 阴极曲线 阳极曲线 E可逆+ΔE不可逆 η阴 E可逆 η阳 电极电势 电解池中两电极的极化曲线 极化曲线（polarization curve） (2) 原电池中两电极的极化曲线 原电池中，负极是阳极，正极是阴极。 随着电流密度的增加，阳极析出电势变大， 阴极析出电势变小。 由于极化，使原电池的作功能力下降。 利用这种极化降低金属的电化腐蚀速度。 极化曲线（polarization curve） E可逆 -ΔE不可逆 η阴 j(电流密度) η阳 E可逆 电极电势 电解池中两电极的极化曲线 氢超电势 电解质溶液通常用水作溶剂，在电解过程中，H + 在阴极会与金属离子竞争还原。 利用氢在电极上的超电势，可以使比氢活泼的金 属先在阴极析出，这在电镀工业上是很重要的。 例如，只有控制溶液的pH，利用氢气的析出有超 电势，才使得镀Zn，Sn，Ni，Cr等工艺成为现实。 氢在几种电极上的超电势 金属在电极上析出时超电势很小，通常可忽 略不计。而气体，特别是氢气和氧气，超电势值 较大。 从氢气在几种电极上的超电势，在石墨和汞 等材料上，超电势很大，而在金属Pt，特别是镀 了铂黑的铂电极上，超电势很小。 所以标准氢电极中的铂电极要镀上铂黑。 影响超电势的因素很多，如电极材料、电极表面 状态、电流密度、温度、电解质的性质、浓度及溶液 中的杂质等。 氢在几种电极上的超电势 Tafel 公式（Tafel’s equation） 早在1905年，Tafel 发现，对于一些常见的电 极反应，超电势与电流密度之间在一定范围内存在 如下的定量关系： a b ln j 式中 j 是电流密度，a 是单位电流密度时的超电势值， 与电极材料、表面状态、溶液组成和温度等因素有关， 是超电势值的决定因素。 b 在常温下一般等于 0.050 V §10.3 电解时电极上的竞争反应 在电解池中, 其外加电压达到分解电压的 数值, 反应就开始进行; 相应电极只要电极 电势达到离子析出电势, 电极反应就进行, 这就涉及到离子析出次序问题。 §10.3 电解时电极上的竞争反应 阴极上的反应 电解时阴极上发生还原反应。 发生还原的物质通常有(1)金属离子，(2)氢离子 （中性水溶液中 aH 107 ）。 + 判断在阴极上首先析出何种物质，应把可能发 生还原物质的电极电势计算出来，同时考虑它的超 电势。电极电势最大的首先在阴极析出。 M H z+ + |M |H RT 1 Mz+ |M ln zF aMz+ RT 1 ln H2 F aH+ §10.3 电解时电极上的竞争反应 阳极上的反应 电解时阳极上发生氧化反应。 发生氧化的物质有： （1）阴离子，如 Cl ,OH 等 （2）阳极本身发生氧化 判断在阳极上首先发生什么反应，应把可能发生 氧化物质的电极电势计算出来，同时要考虑它的超电 势。电极电势最小的首先在阳极氧化。 A|A A|A z z RT ln aAz (阳) zF 分解电压 确定了阳极、阴极析出的物质后，将两者的析出 电势相减，就得到了实际分解电压。 因为电解池中阳极是正极，电极电势较高，所以 用阳极析出电势减去阴极析出电势。 E分解 阳极,析出 阴极,析出 电解水溶液时，因 H 2 或 O 的析出，会改变 H + 或 2 的浓度，计算电极电势时应把这个因素考虑进去 OH 1. 金属的析出与氢的超电势 首先讨论电解含有金属离子 Mz+ 的水溶液时, Mz+与H+何者优先还原？ z M (aq) ze M(s) 在阴极上: 2H (aq) 2e H2 (g) 析出电势为: 阴 ， 析 阴 ， 平 超 RT 1 l n 超 zF a θ 阴 阴极上析出金属时, 超电势一般较小, 常忽略不 计, 即η阴 = 0. 氢析出超电势较大, 且在不同金属上超电势不 同, 不能忽略. 由于超电势存在, 氢析出电势向负向 移动. 例1 电解 AgNO3(a± = 1) 水溶液. 解: 在阴极上析出反应: Ag (a 1) e Ag(s) 1 H (a 10 ) e H 2 ( pθ ) 2 -7 θ Ag ,析 Ag 0.799V H 2 ,析 0.414V H2 已知, 阴极上离子的析出电势愈高, 氧化态易被 还原为还原态. 因此在阴极上, 即使不考虑氢超电势, Ag+也比 H+易析出; 若考虑氢超电势, H2析出更困难. 例2 电解 CdSO4(a± = 1) 水溶液, 氢在金属 Cd析出超电势为0.48V. 解: 在阴极上析出反应: θ Cd (a 1) 2e Cd(s) Cd，析 Cd 0.403V 1 H (a 10-7 ) e H 2 ( pθ ) H ，析 0.414V H 2 2 2 0.894V 2 可见,由于氢超电势的存在,H2析出困难的多; 即使在 pH = 4 的溶液, H2析出也在Cd之后,此时: H ，析 0.2366 H 0.7166V 2 2 可见, 由于氢超电势存在, 使得电动次序在H 之 前的活泼金属能优先析出; 甚至Na+在汞阴极上也会 生成钠汞齐, 不会放出H2. 2. 金属离子的分离 当溶液存在多种金属离子, 可根据它们析出电 势的不同用电解沉积的办法将其分离, 析出电势越 正的金属最先被分离出来. 分离条件: 为了使分离效果较好，后一种离子反应时，前 一种离子的活度应减少到 107 以下，这样要求两种 离子的析出电势相差一定的数值。 RT 7 ln10 zF 当 z 1 z2 z 3 0.41V 0.21V 0.14V 例如:用电沉积分离含有Cu2+ 和其它金属离子 的溶液, 假定Cu2+先析出: 析出电势为: θ Cu ，析 Cu RT 1 ln 2F aCu 2 随着Cu的析出, Cu2+浓度逐渐降低, 电极电势 逐渐向负向变化, 当Cu2+浓度降为原来的十分之一 时, 其析出电势为: RT 1 θ ， 析 Cu Cu ln 2F 0.1aCu 2 RT ，析 ln0.1 0.03V 电势下降为: Cu ， 析 Cu 2F 若Cu2+浓度降为1/100时, 电极电势降为0.06V. 若电极电势降低0.2V时, Cu2+浓度约为10-7, 可以认 为Cu2+已全部沉积出来, 达到分离的目的. 例3 25℃时用铜电极电解分别含有0.1mol·kg-1 的 CuSO4和ZnSO4溶液, 当电流密度为 0.01A·cm-2 时H2在金属Cu上的超电势为0.584V. ① 在阴极上析出物质的顺序是什么? ② 当Zn开始在阴极上析出时, 溶液中Cu2+浓 θ θ 度为多少?(已知Cu 0.7628V ). 0 . 337 V , Zn /Zn / Cu 2 2 解: ① 若不考虑 Cu 和 Zn析出超电势时: RT 1 Cu ，析 ln 0.3074V 2F aCu 2 RT 1 θ Zn，析 Zn 2 / Zn ln 0.7924V 2F aZn 2 θ Cu 2 / Cu RT 1 ln H 2 / H2 F aH 8.314 298.15 1 ln 7 0.584 0.9980V 96500 10 H ，析 Hθ 2 因此: Cu，析 Zn，析 H ，析 2 ② 当Zn开始在阴极上析出时, 阴极电势降为 – 0.7924V. RT 1 θ 阴 0.7924 Cu / Cu ln 2 RT 1 0.337 ln 2F aCu 2 2F aCu 2 则溶液中Cu2+浓度为: aCu 2 6.30 1039 例4 25℃时用铂电极电解分别含有0.1mol·kg-1 的 CuSO4、ZnSO4和溶H2SO4液 (1)电解时那种物质先析出，初始电压是多少？ (2)当第二种金属析出时，电压应为多少？此时 溶液中第一种金属的残余浓度是多少？ (3) 当电压加到多大时，H2开始析出？ 已知H2在Cu上的超电势为1V,在Zn上的超电势 为1.3V, 在 Pt上的超电势可忽略不计。 θ Cu 2 / Cu 0.337V , θ Zn 2 /Zn 0.7628V 解：电极反应： 阴极： Cu2+ + 2e- →Cu Zn2+ + 2e- →Zn 2H+ + 2e- → H2 阳极： H2O → 2H+ + ½ O2 + 2e- φ= 0.307 V φ= - 0.792 V φ= - 0.041 V φ= 1.187V 比较上述阴极反应，Cu先析出 E分解 = φ+－φ- = 1.187V – 0.307V= 0.880 V 假设H2在Cu上的超电势为1V, φ(H+/H2)= –1.041V Zn将接着析出，当Zn析出时φ- = φZn= –0.792 V Cu2+的浓度： Φ+=？ H2O → 2H+ + ½ O2 + 2e此时溶液中的H+ 的浓度为 0.4 mol.dm-3。 H pO2 12 RT 2 ln aH ( ) =1.205V 2F p / O2 U 1.997V 当H2在Zn上析出时，η= 1.3V , Φ(H2)= – 1.341V Zn H Zn 2 RT ln aZn2 1.341V 2F cZn2 aZn2 2.791020 moldm-3 阳极H+的浓度为0.6 mol.dm-3，φ+ = 1.216V E分解 = 2.557V 3. 金属离子的共沉积 共沉积条件为: 或 1θ 1,析 2,析 RT 1 RT 1 ln 1 2θ ln 2 zF a1 zF a2 下几种情况金属离子可共同析出: θ θ 、 1 2 ① 相差不大,η都很小; θ θ 、 ② 1 2 不同,η1与η2相差较大, 而使 1,析 2,析 ③ 调节两种离子活度 a1与 a2进行补偿, 如Cd 与Cu, Zn与Cu,φθ相差很大,η也不同, 但当加入 KCN时, 由于都生成络合物,使得析出电势十分接 近而同时析出,这就是电镀合金的基本原理. 4. 阳极反应 阳极发生的是氧化反应, 一般析出电势愈低的 离子愈易在阳极放电而氧化. 阳极过程有下几种情况: ① 若阳极材料为Pt等惰性金属, 电解时只能是 负离子放电, 即Cl-、Br-、 I-、OH-被氧化为Cl2、Br2 、I2 和O2 . 2 3 一般含氧酸根离子 SO4 、PO4 、NO3 , 因析出电 势较高, 在水溶液中不可能在阳极上放电 . ② 若阳极材料为Zn、Cu等活泼金属. 则电解时 既可能是阳极溶解, 又可能是OH-等负离子放电; 当 然那一个反应放电电势低, 那一个优先放电. 例5 用Cu电极电解1mol·kg-1的CuSO4水溶液. 解: 金属Cu的溶解电势: θ 0.337V Cu(s) Cu2 (a 1) 2e Cu ,溶解 Cu O2析出电势为: 1 2O H (a 10 ) O 2 ( p θ ) H 2O e 2 RT θ O 2 ,析 O 2 l n aOH O 2 F -7 0.401 0.05915lg107 O2 0.815V O2 因此在阳极上, 即使不考虑O2析出超电势, 也首 先发生的是Cu的溶解; 而不是O2析出. 电解的应用 阴极产品：电镀、金属提纯、保护、产品的美化 （包括金属、塑料）和制备 H 2 及有机物的还原产物等 阳极产品：铝合金的氧化和着色、制备氧气、双 氧水、氯气以及有机物的氧化产物等。 常见的电解制备有氯碱工业、由丙烯腈制乙二腈、 用硝基苯制苯胺等。 电化学方法的主要优点 1、通过调节电极电势方便并显着地 改变反应速度 . 2、较易控制电极反应方向 . 3、电极反应一般在常温常压下进行 . 4、反应所用氧化剂或还原剂为电子，环境污染少. §10.4 金属的电化学腐蚀、防腐与金属的钝化 金属腐蚀分两类： （1）化学腐蚀 金属表面与介质如气体或非电 解质液体等因发生化学作用而引起的腐蚀，称为化 学腐蚀。化学腐蚀作用进行时无电流产生。 （2）电化学腐蚀 金属表面与介质如潮湿空气或 电解质溶液等，因形成微电池，金属作为阳极发生 氧化而使金属发生腐蚀。这种由于电化学作用引起 的腐蚀称为电化学腐蚀。 将含有杂质的粗锌放入稀硫酸中，腐蚀速度 比纯锌快 既有化学腐蚀,又有电化学腐蚀 H2 (气泡） 杂质 Zn H 2SO4 金属的电化学腐蚀 铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？ 暴露在空气中，表面 被潮湿空气或雨水浸润， 空气中的 CO2 ,SO2 和海边 空气中的NaCl溶解其中， 形成电解质溶液，这样组 成了原电池 铜作阴极，铁作阳极 所以铁很快腐蚀形成铁锈。 H 2或 H 2O Fe2+ CO2 SO2 H + O2 2e- H2 O H2 O Cu O2 H+ Cu Fe 电化学腐蚀示意图 铁锈的组成 铁在酸性介质中只能氧化成二价铁： Fe(s) Fe 2+ 2e 二价铁被空气中的氧气氧化成三价铁，三价铁在水 溶液中生成 Fe(OH)3 沉淀， Fe(OH)3 又可能部分失水 生成 Fe2O3 所以铁锈是一个由 Fe2+ , Fe3+ , Fe(OH)3 , Fe2O3 化合物组成的疏松的混杂物质。 等 腐蚀时阴极上的反应 (1)析氢腐蚀 + H 酸性介质中 在阴极上还原成氢气析出。 H e 12 H 2 (g) + 7 a 1, a 10 设 H2 H+ RT aH2 (H |H 2 ) ln F aH+ + (H+ |H2 ) 0.413 V 铁阳极氧化，当 a(Fe2+ ) 106 时认为已经发生腐蚀， RT 1 (Fe |Fe) (Fe |Fe) ln 6 0.617V zF 10 2+ 2+ 这时组成原电池的电动势为 0.204V，是自发电池。 （2）耗氧腐蚀 如果既有酸性介质，又有氧气存在，在阴极上发 生消耗氧的还原反应： O2 (g)+4H+ 4e 2H2O (O2 |H2O,H+ ) RT 1 ln 4F aO2 aH4 + 1.229 V 设 aO2 1, aH+ 107 , 则 (O2 |H2O,H+ ) 0.816V 这时与 E(Fe2+ |Fe) (-0.617V)阳极组成原电池的电动 势为 1.433 V 显然耗氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。 金属的防腐 金属的腐蚀是一个严重的问题, 每年都有大量的金属遭 到不同程度的腐蚀, 使得机器、设备、轮船、车辆等金属制 品的使用寿命大大缩短。常用的金属防腐方法有: （1）非金属防腐 在金属表面涂上油漆、搪瓷、 塑料、沥青以及高分子材料等，构成一个保护层， 将金属与腐蚀介质隔开，起保护作用。 （2）金属保护层 在被保护的金属上镀另一种金属 或合金。例如在黑色金属上可镀锌、锡、铜、铬、镍 等。在铜制品上可镀镍、银、金等。 在金属的保护层分为两种, 即阳极保护层和阴极保护 层. 属于前一种的是镀上去的金属比被保护的金属具有较 负的电极势. 例如将锌镀于铁上(锌为阳极、铁为阴极), 后 者是镀上去的金属有较正的电极势, 如把锡镀在铁上(此时 锡为阴极、铁为阳极). 当保护层完整时, 上述两类保护层没有原则性区别. 但 当保护层受到损坏而变得不完整时, 情况就不同了. 阴极保护层失去了保护作用, 它和被保护的金属形成了 原电池, 由于被保护的金属是阳极, 因为阳极要氧化, 所以保 护层的存在反而加速了腐蚀. 但阳极保护层则不然, 即使保 护层被破坏, 由于被保护的金属是阴极, 所以受腐蚀的是保 护层本身, 而被保护的金属则不受腐蚀. 金属的防腐 （3）电化学保护 1．保护器保护 将被保护的金属如铁作阴极，较 活泼的金属如Zn作牺牲性阳极。阳极腐蚀后定期更换。 又称牺性阳极保护法。例如在海上航行的轮船船体常 镶上锌块, 在海水中形成原电池, 以保护船体。 2．阴极电保护 外加电源组成一个电解池，将被 保护金属作阴极，废金属作阳极。 3．阳极电保护 用外电源，将被保护金属接阳极， 在一定的介质和外电压作用下，使阳极钝化。 （4）加缓蚀剂 在可能组成原电池的系统中加缓蚀剂， 改变介质的性质。如许多有机化合物, 如胺类、吡啶、喹啉、 硫脲等能被金属表面所吸附, 可以使阳极或阴极更加极化, 大 大降低阳极或阴极的反应速率,缓解金属的腐蚀, 这些物质叫 做缓蚀剂。 （5）制成耐蚀合金 在炼制金属时加入其它组分，提高耐 蚀能力。如在炼钢时加入Mn，Cr等元素制成不锈钢。 （6）金属的钝化 铁易溶于稀硝酸, 但不溶于浓硝酸. 把铁预先放在浓硝 酸中浸过后, 即使再把它放在稀硝酸中, 其腐蚀速率也比原 来未处理前有显著的下降甚至不溶解.这种现象叫做化学钝 化. §10.5 化学电源 化学电源分类 一次电池 电池中的反应物质进行一次电化学反应放电之 后，就不能再次利用，如干电池、纽扣电池。 这种电池造成严重的材料浪费和环境污染。 一次电池结构示意图 金属封顶盖 (+)碳电极 封口纸 颈圈纸 电芯 MnO2 ， C， 金属外壳 NH4Cl ，水 电解液 绝缘纸筒 NH4Cl ，水 电芯纸托 ZnCl2 ，淀粉 锌筒 底纸 金属底板（－） 燃料电池 又称为连续电池 一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、 天然气、煤气等作为负极的反应物质 以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。 氢氧燃料电池 H2 ( pH2) | H+ 或 OH- (aq) | O2 ( pO2) 氢电极：2H2( pH2) → 4H+ + 4e 氧电极：O2+4H++4e - →2H2O 净反应：2H2( pH2) + O2 = 2H2O 在pH 1—14范围内，标准电动势 1.229 V 氢氧燃料电池示意图 e + 离子交换膜 H2 O2 多孔电极 H 2O 4H+ 4e +O2 2H2O H2 2H+ 2e 燃料电池的优点： 1、高效 化学能 热能 机械能 <30% 化学能 电能 机械能 > 80% 2、环境友好 不排放有毒的酸性氧化物，CO2比热电厂少40%， 产物水可利用，无噪音； 3、重量轻，比能量高； 4、稳定性好，可连续工作，可积木式组装，可移动 用于航天事业，汽车工业，应急电源等。是21 世纪首选的清洁能源。 氢氧燃料电池的难点： 氢气的储存 液氢要求高压、低温，有危险性 钢瓶储氢，可使用氢气只占钢瓶质量 的1%，同样有危险性 研制储氢金属和其他储氢材料 研制用太阳能制备氢气 储氢材料： 要求：储氢量高 储氢合金要有阳极抗氧化能力 在碱性溶液中化学性质稳定 具有良好的导电和热传导性 材料易得，成本低廉 两大类：ZrV2 , Ti2Ni(ZrNi2) 系列 LaNi5, 混合稀土MmNi5系列 蓄电池 又称为二次电池，可充电电池 。 这种电池放电后可以充电，使活性物质基本复原， 可以重复、多次利用。 如常见的铅蓄电池和锂离子电池等。 Li 离子电池的工作原理 正极： LiCoO2 , LiNiO2 , LiMn 2O2 负极： 石墨，焦炭 正极反应 LiCoO2 负极反应 总反应 充 放 + Li1-x CoO2 +xLi +xe 6C+xLi xe + LiCoO 2 6C 充 放 充 放 Li x C6 Li1-x CoO 2 +Li x C6 Li 离子电池的工作原理 正 极 e e 负 极 锂原子 Li 充电 Li LiCoO2 放电 石墨 Li 离子电池又称为摇椅电池 Li离子电池的优点： 1. 重量轻（从金属壳到塑料壳），能量密度大； 2. 优良、安全，有防暴阀，环境污染较小； 3. 比能量高，循环寿命长； 4. 电压较高（3.6V）,成本相对较低。 Li离子电池的用途： 1. 通讯，如手机； 2. 电子器件，电脑等； 3. 人造器官用电，如心脏起博器等。