（一）一次電池

一次電池的活性物質(zhì)（發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)）消耗到一定程度，就不能使用了。一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)，也叫干電池。常用的有普通的鋅錳干電池、堿性鋅錳電池、鋅汞電池、鎂錳干電池等。

1、伏打電池：（負(fù)極—Zn、正極—Cu、電解液—H₂SO₄）

負(fù)極：Zn–2e^-==Zn²⁺  (氧化反應(yīng))    

正極：2H⁺+2e^-==H₂↑  (還原反應(yīng))

總反應(yīng)：Zn + 2H⁺ == H₂↑+Zn²⁺       

2、鐵碳電池：（負(fù)極—Fe、正極—C、電解液H₂CO₃  弱酸性)

負(fù)極：Fe–2e^-==Fe²⁺  (氧化反應(yīng))     

正極：2H⁺+2e^-==H₂↑  (還原反應(yīng))

總反應(yīng)：Fe+2H⁺==H₂↑+Fe²⁺ (析氫腐蝕)

3、鐵碳電池：（負(fù)極—Fe、正極—C、電解液 中性或堿性)

4.鋁鎳電池：（負(fù)極—Al、正極—Ni  電解液NaCl溶液、O₂)

5、普通鋅錳干電池：(負(fù)極—Zn、正極—C 、電解液NH₄Cl、MnO₂的糊狀物)

6、堿性鋅錳干電池：（負(fù)極—Zn、正極—C、 電解液KOH、MnO₂的糊狀物）

7、鋁–空氣–海水（負(fù)極--鋁、正極--石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料、電解液--海水）

8、鎂---鋁電池  （負(fù)極--Al、正極--Mg  電解液KOH）

9、鋰電池一型：（負(fù)極--金屬鋰、正極--石墨、電解液LiAlCl₄-SOCl₂）

10、銀一鋅電池

　電子手表、液晶顯示的計(jì)算器或一個(gè)小型的助聽器等所需電流是微安或毫安級(jí)的，它們所用的電池體積很小，有“紐扣”電池之稱。它們的電極材料是Ag₂O和Zn，所以叫銀一鋅電池。電極反應(yīng)和電池反應(yīng)是：

利用上述化學(xué)反應(yīng)也可以制作大電流的電池，它具有質(zhì)量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)。這類電池已用于宇航、火箭、潛艇等方面。

11、鋰－二氧化錳非水電解質(zhì)電池

以鋰為負(fù)極的非水電解質(zhì)電池有幾十種，其中性能最好、最有發(fā)展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質(zhì)電池，這種電池以片狀金屬及為負(fù)極，電解活性MnO2作正極，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)溶液，以聚丙烯為隔膜，電極反應(yīng)為：

　　該種電池的電動(dòng)勢為2.69V，重量輕、體積小、電壓高、比能量大，充電1000次后仍能維持其能力的90％，貯存性能好，已廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、手機(jī)、無線電設(shè)備等

（二）、二次電池（又叫蓄電池或充電電池）

    燃料電池（英語：Fuel cell）是一種主要透過氧或其他氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，把燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的電池。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來，它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”，而是一個(gè)“發(fā)電廠”。燃料電池有別于原電池，因?yàn)樾枰g定的氧和燃料來源，以確保其運(yùn)作供電。此電池的優(yōu)點(diǎn)是可以提供不間斷的穩(wěn)定電力，直至燃料耗盡。

  燃料電池電極反應(yīng)式的書寫是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)，也是高考化學(xué)的?？伎键c(diǎn)之一，在書寫時(shí)學(xué)生往往易錯(cuò)。

一、首先分清原電池的正、負(fù)極均為惰性電極，電極均不參與反應(yīng)。

二、正極發(fā)生還原反應(yīng)，通入的氣體一般是氧氣，氧氣得到電子首先變?yōu)檠蹼x子，根據(jù)電解質(zhì)的不同，其正極電極反應(yīng)式書寫就視實(shí)際情況而定，要寫出生成物在指定條件下的穩(wěn)定狀態(tài)，分以下五種情況：

⑴電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液（如稀硫酸）

在酸性環(huán)境中，O^2-離子不能單獨(dú)存在，可供O^2-離子結(jié)合的微粒有H⁺離子和H₂O，O^2-離子優(yōu)先結(jié)合H⁺離子生成H₂O。這樣，在酸性電解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為O₂＋4H⁺+4e^-=2H₂O。

⑵電解質(zhì)為中性或堿性電解質(zhì)溶液（如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液）

在中性或堿性環(huán)境中，O^2-離子也不能單獨(dú)存在，O^2-離子只能結(jié)合H₂O生成OH^-離子，故在中性或堿性電解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為O₂＋2H₂O +4e^-=4OH^-。

⑶電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽（如LiCO₃和Na₂CO₃熔融鹽混和物）

在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，O^2-離子也不能單獨(dú)存在， O^2-離子可結(jié)合CO₂生成CO₃^2-離子，則其正極反應(yīng)式為O₂＋2CO₂ +4e^-=2CO₃^2-。

⑷電解質(zhì)為固體氧化物電解質(zhì)（如固體氧化鋯—氧化釔）

該固體電解質(zhì)在高溫下可允許O^2-離子在其間通過，故其正極反應(yīng)式應(yīng)為O₂＋4e^-=2O^2-。

三、負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極生成的離子一般與正極產(chǎn)場結(jié)合，有以下幾種情況：

(1)若負(fù)極通入的氣體是氫氣,則

(2) 若負(fù)極通入的氣體為含碳的化合物CO、CH₄、CH₃OH等,碳元素均轉(zhuǎn)化為正四價(jià)碳的化合物、在酸性溶液中生成二氧化物氣體、在堿性溶液中生成碳酸根離子,熔融碳酸鹽中生成二氧化碳，熔融氧化物中生成碳酸根離子。含有氫元素的化合物最終都有水生成。如CH₃OH燃料電池：

酸性溶液中負(fù)極反應(yīng)式為:：CH₃OH - 6e^- + H₂O== CO₂↑ + 6H⁺

堿性溶浚中負(fù)極反應(yīng)式為：CH₃OH - 8e^- +10OH^- == CO₃^2-+ 7H₂O

常見的燃料電池

一、氫氧燃料電池

氫氧燃料電池一般是以惰性金屬鉑（Pt）或石墨做電極材料，負(fù)極通入H₂，正極通入 O_2，    總反應(yīng)為：2H₂ + O₂ === 2H₂O

電極反應(yīng)特別要注意電解質(zhì)，有下列三種情況：

1．電解質(zhì)是KOH溶液（堿性電解質(zhì)）

 2．電解質(zhì)是H₂SO₄溶液（酸性電解質(zhì)）

負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H₂–2e^-=== 2H⁺

正極是O₂得到電子，即：O₂ + 4e- === 2O^2- ，O^2-在酸性條件下不能單獨(dú)存在，只能結(jié)合H⁺生成H₂O即：O^2- + 2 H⁺=== H₂O，因此正極的電極反應(yīng)式為：O₂ +4H⁺ + 4e^- === 2H₂O(O₂ + 4e^-=== 2O^2- ，2O^2- + 4H⁺=== 2H₂O)

3. 電解質(zhì)是NaCl溶液（中性電解質(zhì)）

^二、甲醇燃料電池

甲醇燃料電池以鉑為兩極,用堿或酸作為電解質(zhì)：

1． 堿性電解質(zhì)（KOH溶液為例）

2. 酸性電解質(zhì)（H₂SO₄溶液為例）

三、甲烷燃料電池

說明：掌握了甲烷燃料電池的電極反應(yīng)式，就掌握了其它氣態(tài)烴燃料電池的電極反應(yīng)式

四、CO燃料電池  （總反應(yīng)方程式均為：2CO ＋ O₂ ＝ 2CO₂）

1、熔融鹽（鉑為兩極、Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融鹽作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓?/span>

2、酸性電解質(zhì)（鉑為兩極、電解液H₂SO₄溶液）

五、肼燃料電池（鉑為兩極、電解液KOH溶液）

六、鋁–空氣–海水電池

我國首創(chuàng)以鋁–空氣–海水電池作為能源的新型海水標(biāo)志燈，以海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的白光。

電源負(fù)極材料為：鋁；電源正極材料為：石墨、鉑網(wǎng)等能導(dǎo)電的惰性材料。

負(fù)極的電極反應(yīng)式為：4Al－12e^－===4Al³⁺；

正極的電極反應(yīng)式為：3O₂+6H₂O+12e^－===12OH^－

總反應(yīng)式為：4Al+3O₂+6H₂O===4Al(OH)₃

說明:鋁板要及時(shí)更換, 鉑做成網(wǎng)狀是為了增大與氧氣的接觸面積.

燃料電池的負(fù)極反應(yīng)，一般較難寫出，而正極反應(yīng)和電池總反應(yīng)卻較易寫出。

方法一：直接書寫負(fù)極反應(yīng)步驟：

①2 CH₃OH+_____-12e^-=2CO₃^2-+______（抓住總反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)） ②根據(jù)電極反應(yīng)式左右同電性等電量原則確定OH^-數(shù)：將左端“-12e^- ”移到右端看成“2CO₃^2- + 12e^-”即共16個(gè)負(fù)電荷，故左端應(yīng)有“16 OH^-”

③由“H”確定“H₂O”的系數(shù)應(yīng)為12。因此負(fù)極的電極反應(yīng)為

   “2CH₃OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O”

方法二：先根據(jù)總反應(yīng)寫出正極反應(yīng)：“3O₂ +6H₂O +12e^- = 12OH^-”，然后用總反應(yīng)式：“2CH₃OH+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+6H₂O”減去正極反應(yīng)即可得負(fù)極反應(yīng)。

燃料電池的優(yōu)點(diǎn)

作為二十一世紀(jì)改善人類生活的“綠色電源”——燃料電池，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴燃料電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不經(jīng)過熱能這一種中間形式，所以它的電效率比其它任何形式的發(fā)電技術(shù)的電效率都高。

⑵燃料電池的廢物（如SO₂、CO、NO_x）排放量很低，大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。

⑶燃料電池中無運(yùn)動(dòng)部件，工作時(shí)很安靜且無機(jī)械磨損。

總之，燃料電池是一種新型無污染、無噪音、高效率的汽車動(dòng)力和發(fā)電設(shè)備，其投入使用可有效的解決能源危機(jī)、污染問題，是繼水力、火力、核能發(fā)電后的第四類發(fā)電——化學(xué)能發(fā)電，被稱為二十一世紀(jì)的“綠色電源”。