2018-2019学年人教版选修4 第4章第1节 原电池 学案(2)
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  军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面。制成钮扣式微型的锌银电池应用于电子手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。

  2.锂电池

  锂在自然界是最轻的金属元素。以锂为负极,与适当的正极匹配,可以得到高达380W·h/kg~450W·h/kg的能量质量比。

  以锂作为负极的电池都叫锂电池。作为一次电池试用的,一种是以高氯酸锂为电解质,由聚氟化碳作正极材料的锂电池,另一种是以溴化锂为电解质由二氧化硫为正极材料的锂电池。锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下,能放出较大的电能(比能量比锌银电池大得多),放电时电压十分平稳,储存寿命长,能在很宽广温度范围内有效工作。应用和锌银电池相同。从发展趋势看,锂电池的竞争能力将超过锌银电池。

  3.太阳电池

  常用的太阳电池是由硅制成的;一般是在电子型单晶硅的小片上用扩散法渗进一薄层硼,以得到PN结,然后再加上电极。当日光直射到渗了硼的薄层面上时,两极间就产生电动势。这种电池可用作人造卫星上仪器的电源。除硅外,砷化镓也是制作太阳电池的好材料。

  4.核电池

  核电池又叫"放射性同位素电池",它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中不断地放出具有热能的射线的热能转变为电能而制造而成。核电池已成功地用作航天器的电源、心脏起搏器电源和一些特殊军事用途。

  核电池之技术早在1913年已经被亨利·莫塞莱所发视,使众科学家都期望此技术能够用于太空仪器上。但由于一直无法提高能源效率,纳米技术研发出更有效之半导体后再被关注。

  核电池大致分成两种类,分别是热转换型核电池及非热转换型核电池。 热转换型是运用会放出大量热能的同位素,(如钚238,锔244及锔242等)透过热电效应或光电效应(吸收被自行加热之同位素的红外线)来生产电力。而非热转换型核电池则使用同位素衰变时放出的β粒子,也就是直接用电子来发电, 中间不涉及使用热力来产生电力,所以称为非热转换型的核电池。

  热转换型核电池的能量效率是0.1 ~ 5%,而非热转换型核电池则有6~8%。

  据1975年的报道,当时国外正对第一个原子电池(原子电池即核电池)进行测试。这个可输出20瓦、质量为1398kg的原子电池已沉入北海海底,向邻近的海洋测量站供电。

  这种电池密封在长84cm、直径69cm、铅外壁厚10cm的圆柱体中。它的核心部分是锶90。当锶衰变时,它产生相当于300W的热能,然后通过热电发生器将热能转化为电能。最后输出的电功率是20W,电压28V。据称这种原子电池不需维护,至少可用5年,估计可用10年。

【重点难点突破】