Question

一次电池、二次电池、燃料电池工作的原理及区别是什么？

Answer 1

区别如下：1、原理不同蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能储存起来，在合适的地方使用。它的工作原理就是把化学能转化为电能。锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。2、价格不同蓄电池的价格的价格比较便宜，锂电池和蓄电池相比，锂电池的价格就比较高了。3、安全性能不同锂电池和蓄电池相比两者的安全性能不一样，蓄电池安全性要比较高一点。4、使用时间不同锂电池和蓄电池相比，锂电池使用时间相对较长一些。5、化学性质不同锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常…

Answer 2

一次
一次电池——主要包括锌锰电池、锌银电池、锌空(气)电池、锂一次电池等
锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见
的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离
子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新
和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。
二次
二次电池——又称蓄电池，主要包括铅酸蓄电池、镉镍电池、氢(MH)镍电池、钠硫电池等。
二次电池最主要的两种类型是铅酸蓄电池和镉镍电池，虽然它们的理论质量比能量是目前生产的电池中比较低的，但是它具有能反复充放电的特点而深受人们的欢迎。资料表明，当今世界多种多样，不同用途的电池中，就其总产量而言，其中90%是铅酸蓄电池，足见其重要性。
燃料电池
蓄电池是借助于在电池内发生所谓燃烧反应，将化学能直接转换为电能的装置。它不同于一次电池和二次电池；一次电池的活性物质利用完毕就不能再放电，二次电池在充电时也不能输出电能。而燃料电池只要不断地供给燃料，就象往炉膛里添加煤和油一样，它便能连续地输出电能。一次或二次电池与环境只有能量交换而没有物质的交换，是一个封闭的电化学系统；而燃料电池却是一个敞开的电化学系统，与环境既有能量的交换，又有物质的交换。

Answer 3

燃料电池工作原理
　　燃料电池的一般结构为燃料（负极）|电解质（液态或固态）|氧化剂（正极）。在燃料电池中，负极常称为燃料电极或氢电极，正极常称为氧化剂电极、空气电极或氧电极。燃料有气态如氢气、一氧化碳、二氧化碳和碳氢化合物，液态如液氢、甲醇、高价碳氢化合物和液态金属，还有固态如碳等。按电化学强弱，燃料的活性排列次序为：肼>氢>醇>一氧化碳>烃>煤。燃料的化学结构越简单，建造燃料电池时可能出现的问题越少。氧化剂为纯氧、空气和卤素。电解质是离子导电而非电子导电的材料，液态电解质分为碱性和酸性电解液，固态电解质有质子交换膜和氧化锆隔膜等。在液体电解质中应用微孔膜，0.2mm～0.5mm厚。固体电解质为无孔膜，薄膜厚度约为20
m。
燃料电池的反应为氧化还原反应，电极的作用一方面是传递电子、形成电流；另一方面是在电极表面发生多相催化反应，反应不涉及电极材料本身，这一点与一般化学电池中电极材料参与化学反应很不相同，电极表面起催化剂表面的作用。
对于燃料电池发电系统，核心部件是燃料电池组，它由燃料电池单体堆集而成，单体电池的串联和并联选择，依据满足负载的输出电压和电流，并使总电阻最低，尽量减小电路短路的可能性。其余部件是燃料预处理装置、热量管理装置、电压变换调整装置和自动控制装置。通过燃料预处理，实现燃料的生成和提纯。燃料电池的运行或起动，有的需要加热，工作时放出相当的热量，由热量管理装置合理地加热或除热。燃料电池工作时，在碱性电解液负极或酸性电解液正极处生成水。为了保证电解液浓度稳定，生成的水要及时排除。高温燃料电池生成水会汽化，容易排除，水量管理装置将实现合理的排水。燃料电池与化学电池一样，输出直流电压，通过电压变换成为交流电送到用户或电网。燃料电池发电系统通过自控装置使各个部件协调工作，进行统一控制和管理。
在氢氧燃料电池中，氢和氧在各自的电极反应。氧电极进行氧化反应，放出电子，氢电极进行还原反应，吸收电子，总反应为＆#118bscript:
o2＋2h2
2h2o
反应结果是氢和氧发生电化学燃烧，生成水和产生电能。由热力学变量可得到以下理论电动势和理论热效率公式：
eo=－(
g/2f)=1.23v
=
g/
h=83.0％
式中，
g和
h分别为自由能变化和热焓变化，f是法第常数。
燃料电池工作的中心问题是燃料和氧化剂在电极过程中的反应活性问题。对于气体电极过程，必需采用多孔气体扩散电极和高效电催化剂，提高比表面，增加反应活性，提高电池比功率。
氢在负极氧化是氢原子离解为氢离子和电子的过程，若用有机化合物燃料，首先需要催化裂化或重整，生成富氢气体，必要时还要除去毒化催化剂的有害杂质。这些反应可在电池内部或外部进行，需附加辅助系统。正极中的氧化反应缓慢，燃料电池的活性主要依赖正极。随着温度升高，氧的还原反应有相当的改善。高温反应有利于提高燃料电池反应活性。