1. 氫氧化鋰是強鹼還是弱鹼
氫氧化鋰是強鹼還是弱鹼
氫氧化鈣是中強鹼,對皮膚、織物有腐蝕作用。但因其溶解度不大,所以危害程度不如氫氧化鈉等強鹼大。
氫氧化鈣是一種白色粉末狀固體。化學式ca(oh)2,俗稱熟石灰、消石灰,加入水後,呈上下兩層,上層水溶液稱作澄清石灰水氫氧化鋇是白色固體,密度4.50g/cm3。溶於水,有毒。在水溶液中析出的結晶為ba(oh)2·8h2o,它也是白色晶體,熔點351k,密度2.18g/cm3。
ba(oh)2的鹼性是鹼土金屬氫氧化物中最強的,為強鹼,極易與空氣中的co2作用生成碳酸鋇
2. 氫氧化鋰能不能溶於水
氫氧化鋰 化學式LiOH,白色粒狀晶體,相對密度為1.46,熔點為450℃,942℃分解。它溶於水,20℃時,100g水中能溶解12.8g;微溶於乙醇;在空氣中極易吸收水及二氧化碳,鹼性較強。氫氧化鋰有強的腐蝕性及刺激性,應密封保存。氫氧化鋰可用做光譜分析的展開劑、潤滑油。它作為鹼性蓄電池電解質的添加劑,可增加電容量12%~15%,提高使用壽命2~3倍。它用做二氧化碳的吸收劑,可凈化潛艇內的空氣。氫氧化鋰通常是靠將碳酸鋰與石灰乳調成漿狀,用100℃水蒸氣加熱,濾去碳酸鈣的方法來制備
2。 氫氧化鋰(LiOH)是強鹼,白色晶體粉末,相對密度為1.46,熔點為470℃,942℃分解.它溶於水,20℃時,100g水中能溶解12.8g.微溶於乙醇;在空氣中極易吸收水及二氧化碳.氫氧化鋰有強的腐蝕性及刺激性,應密封保存.
氫氧化鋰可用做光譜分析的展開劑、潤滑油。它作為鹼性蓄電池電解質的添加劑,可增加電容量12%~15%,提高使用壽命2~3倍。它用做二氧化碳的吸收劑,可凈化潛艇內的空氣.
而一水合氫氧化鋰(LiOH·H2O)是很弱的鹼,不具備氫氧化鋰(LiOH)的物理和化學性質
3. 二氧化硅濃度為500微克/毫升,其標准不確定度是多少
方法一:
稱取0.1000g預先經1000℃±20℃灼燒1h左右的二氧化硅,置於鉑坩堝中,加4g無水碳酸鈉,在1000℃±20℃熔融15min,用熱水浸取,冷卻後移入1000ml容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻,移入塑料瓶中保存。此溶液為密度ρ=100.0μg/ml。
方法二:
由電阻大於100兆歐的純水100ml,化學純的氫氧化鈉(NaOH≥97%)0.31克硅含量大於98%、細度為200目的硅粉14克,分二次加入,間隔30分鍾,在帶有迴流裝置的反應器內,常壓下,85℃±2℃反應4小時,減壓過濾後檢測二氧化硅標液濃度為24%,氫氧化鈉濃度為0.36%。
本方法的目的可以通過以下措施來達到:省卻「活化」過程,直接將粉磨、篩選好的硅粉經過4~6小時時間緩緩加入帶有攪拌的反應器中,反應器中的溶解介質為蒸餾水,其電阻值為100~500兆歐,使用氫氧化鈉(試劑級)或氫氧化鉀、氫氧化鋰為催化劑,加量為硅粉加量的0.5%~12%,反應溫度為60~97℃度,反應時間為4~6小時,反應完成後經過濾、脫色,產物濃度即達到25%~28%。
硅粉在鹼性溶液中的反應過程可以認為是一個催化裂化過程,反應過程按Si+OH-SiO2+H2O+H2進行,在OH-存在下。Si與溶液中的O-2結合成SiO2分子,由於反應過程中有水和氣體生成,所以在適當的溫度、壓力及攪拌等條件下,反應可以順利進行,直至反應完成到動態平衡為止。反應過程按上述過程進行,而不是按Si+OH-SiO-23+H2O+H2過程進行。因為在添加反應物時,可以提供OH-的反應物添加量遠未達到足以生成SiO-23的程度,含有SiO-23的溶液具有較高的粘度,而按Si+OH-SiO2+H2O+H2過程完成的反應液粘度幾乎沒有增加。
催化劑選擇氫氧化鈉或氫氧化鉀、氫氧化鋰要比氫氧化銨更易於控制反應過程,且添加量少,這使得產品成本低,又由於氫氧化銨屬於弱鹼,而氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰屬於強鹼,故在提供OH-方面,氨鹼遠不如鈉鉀等強鹼。所以,選擇用氨鹼時,就必須預先對硅粉進行「活化」處理才能進行下一步的催化過程。由於使用強鹼作催化劑,使得反應完成的更徹底。達到化學平衡時完成液的濃度就較高。這就是本制備過程不經濃縮,產物濃度就可達到20%以上的原因。
4. 電池裡的所有成分各起什麼做用
電池正極活性物質為氫氧化鎳,負極活性物質為氧化鎘粉,電解液為氫氧化鉀的水溶液。
正極反應(陰極) 負極反應(陽極)
充電 Ni(OH)2 +OH- →NiOOH+H2O+e Cd(OH)2+2e→Cd+2OH-
過充電 4OH- -→2H2O + O2 + 4e 2Cd+O2+2H2O+4e→2Cd(OH)2
放電 NiOOH+H2O +e→Ni(OH)2+OH- Cd+2OH- →Cd(OH)2+2e
過放電 Cd(OH)2+2e→Cd+2OH- H2+2OH- →2H2O +2e
2H2O+2e→H2+2OH
總反應式:
2Ni ( OH )2 + Cd ( OH )2 2 NiOOH + Cd + 2H2O ± Q
鎳鎘/鎳氫電池的發展
1899年,Waldmar Jungner在開口型鎳鎘電池中,首先使用了鎳極板,幾乎與此同時,Thomas Edison 發明了用於電動車的鎳鐵電池。遺憾的是,由於當時這些鹼性蓄電池的極板材料比其它蓄電池的村料貴得多,因此實際應用受到了極大的限制。
後來,Jungner的鎳鎘電池經過幾次重要改進,性能明顯改善。其中最重要的改進是在1932年,科學家在鎳電池中開始使用了活性物質。他們將活性物質放入多孔的鎳極板中,然後再將鎳極板裝入金屬殼內。鎳鎘電池發展史上另一個重要的里程碑是1947年密封型鎳鎘電池研製成功。在這種電池中,化學反應產生的各種氣體不用排出,可以在電池內部化合。密封鎳鎘電池的研製成功,使鎳鎘電池的應用范圍大大增加。
密封鎳鎘電池效率高、循環壽命長、能量密度大、體積小、重量輕、結構緊湊,並且不需要維護,因此在工業和消費產品中得到了廣泛應用。
蓄電池參數
蓄電池的五個主要參數為:電池的容量、標稱電壓、內阻、放電終止電壓和充電終止電壓。電池的容量通常用Ah(安時)表示,1Ah就是能在1A的電流下放電1小時。單元電池內活性物質的數量決定單元電池含有的電荷量,而活性物質的含量則由電池使用的材料和體積決定,因此,通常電池體積越大,容量越高。與電池容量相關的一個參數是蓄電池的充電電流。蓄電池的充電電流通常用充電速率C表示,C為蓄電池的額定容量。例如,用2A電流對1Ah電池充電,充電速率就是2C;同樣地,用2A電流對500mAh電池充電,充電速率就是4C。
電池剛出廠時,正負極之間的電勢差稱為電池的標稱電壓。標稱電壓由極板材料的電極電位和內部電解液的濃度決定。當環境溫度、使用時間和工作狀態變化時,單元電池的輸出電壓略有變化,此外,電池的輸出電壓與電池的剩餘電量也有一定關系。單元鎳鎘電池的標稱電壓約為1.3V(但一般認為是1.25V),單元鎳氫電池的標稱電壓為1.25V。
電池的內阻決定於極板的電阻和離子流的阻抗。在充放電過程中,極板的電阻是不變的,但是,離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電離子的增減而變化。
蓄電池充足電時,極板上的活性物質已達到飽和狀態,再繼續充電,蓄電池的電壓也不會上升,此時的電壓稱為充電終止電壓。鎳鎘電池的充電終止電壓為1.75~1.8V,鎳氫電池的充電終止電壓為1.5V。
表1-1 鎳鎘電池不同放電率時的放電終止電壓
放電率 放電終止電壓
8小時率 1.10V
5小時率 1.00V
3小時率 0.8V
1小時率 0.5V
放電終止電壓是指蓄電池放電時允許的最低電壓。如果電壓低於放電終止電壓後蓄電池繼續放電,電池兩端電壓會迅速下降,形成深度放電,這樣,極板上形成的生成物在正常充電時就不易再恢復,從而影響電池的壽命。放電終止電壓和放電率有關。鎳鎘電池的放電終止電壓和放電速率的關系如表1-1所列,鎳氫電池的放電終止電壓一般規定為1V。
鎳鎘蓄電池的工作原理
鎳鎘蓄電池的正極材料為氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物,負極材料為海綿狀鎘粉和氧化鎘粉,電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。當環境溫度較高時,使用密度為1.17~1.19(15℃時)的氫氧化鈉溶液。當環境溫度較低時,使用密度為1.19~1.21(15℃時)的氫氧化鉀溶液。在-15℃以下時,使用密度為1.25~1.27(15℃時)的氫氧化鉀溶液。為兼顧低溫性能和荷電保持能力,密封鎳鎘蓄電池採用密度為1.40(15℃時)的氫氧化鉀溶液。為了增加蓄電池的容量和循環壽命,通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰(大約每升電解液加15~20g)。
鎳鎘蓄電池充電後,正極板上的活性物質變為氫氧化鎳〔NiOOH〕,負極板上的活性物質變為金屬鎘;鎳鎘電
池放電後,正極板上的活性物質變為氫氧化亞鎳,負極板上的活性物質變為氫氧化鎘。
1.放電過程中的電化學反應
(1)負極反應
負極上的鎘失去兩個電子後變成二價鎘離子Cd2+,然後立即與溶液中的兩個氫氧根離子OH-結合生成氫氧化鎘Cd(OH)2,沉積到負極板上。
(2)正極反應
正極板上的活性物質是氫氧化鎳(NiOOH)晶體。鎳為正三價離子(Ni3+),晶格中每兩個鎳離子可從外電路獲得負極轉移出的兩個電子,生成兩個二價離子2Ni2+。與此同時,溶液中每兩個水分子電離出的兩個氫離子進入正極板,與晶格上的兩個氧負離子結合,生成兩個氫氧根離子,然後與晶格上原有的兩個氫氧根離子一起,與兩個二價鎳離子生成兩個氫氧化亞鎳晶體。
2.充電過程中的化學反應
充電時,將蓄電池的正、負極分別與充電機的正極和負極相連,電池內部發生與放電時完全相反的電化學反應,即負極發生還原反應,正極發生氧化反應。
(1)負極反應
充電時負極板上的氫氧化鎘,先電離成鎘離子和氫氧根離子,然後鎘離子從外電路獲得電子,生成鎘原子附著在極板上,而氫氧根離子進入溶液參與正極反應。
(2) 正極反應
在外電源的作用下,正極板上的氫氧化亞鎳晶格中,兩個二價鎳離子各失去一個電子生成三價鎳離子,同時,晶格中兩個氫氧根離子各釋放出一個氫離子,將氧負離子留在晶格上,釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結合,生成水分子。然後,兩個三價鎳離子與兩個氧負離子和剩下的二個氫氧根離子結合,生成兩個氫氧化鎳晶體。
蓄電池充電終了時,充電電流將使電池內發生分解水的反應,在正、負極板上將分別有大量氧氣和氫氣析出。從上述電極反應可以看出,氫摒化鈉或氫氧化鉀並不直接參與反應,只起導電作用。從電池反應來看,充電過程中生成水分子,放電過程中消耗水分子,因此充、放電過程中電解液濃度變化很小,不能用密度計檢測充放電程度。
3. 端電壓
充足電後,立即斷開充電電路,鎳鎘蓄電池的電動勢可達1.5V左右,但很快就下降到1.31-1.36V。 鎳鎘蓄電池的端電壓隨充放電過程而變化,可用下式表示:
U充=E充+I充R內
U放=E放-I放R內
從上式可以看出,充電時,電池的端電壓比放電時高,而且充電電流越大,端電壓越高;放電電流越大,端電壓越低。
當鎳鎘蓄電池以標准放電電流放電時,平均工作電壓為1.2V。採用8h率放電時,蓄電池的端電壓下降到1.1V後,電池即放完電。
4. 容量和影響容量的主要因素
蓄電池充足電後,在一定放電條件下,放至規定的終止電壓時,電池放出的總容量稱為電池的額定容量,容量Q用放電電流與放電時間的乘積來表示,表示式如下:
Q=I•t(Ah)
鎳鎘蓄電池容量與下列因素有關:
① 活性物質的數量;
② 放電率
③ 電解液。
放電電流直接影響放電終止電壓。在規定的放電終止電壓下,放電電流越大,蓄電池的容量越小。
使用不同成分的電解液,對蓄電池的容量和壽命有一定的影響。通常,在高溫環境下,為了提高電池容量,常在電解液中添加少量氫氧化鋰,組成混合溶液。實驗證明:每升電解液中加入15~20g含水氫氧化鋰,在常溫下,容量可提高4%~5%,在40℃時,容量可提高20%。然而,電解液中鋰離子的含量過多,不僅使電解液的電阻增大,還會使殘留在正極板上的鋰離子(Li+)慢慢滲入晶格內部,對正極的化學變化產生有害影響。
電解液的溫度對蓄電池的容量影響較大。這是因為隨著電解液溫度升高,極板活性物質的化學反應也逐步改善。 電解液中的有害雜質越多,蓄電池的容量越小。主要的有害雜質是碳酸鹽和硫酸鹽。它們能使電解液的電阻增大,並且低溫時容易結晶,堵塞極板微孔,使蓄電池容量顯著下降。此外,碳酸根離子還能與負極板作用,生成碳酸鎘附著在負極板表面上,從而引起導電不良,使蓄電池內阻增大,容量下降。
5. 內阻
鎳鎘蓄電池的內阻與電解液的導電率、極板結構及其面積有關,而電解液的導電率又與密度和溫度有關。電池的內阻主要由電解液的電阻決定。氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的電阻系數隨密度而變。18℃時氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液的電阻系數最小。
6. 效率與壽命
在正常使用的條件下,鎳鎘電池的容量效率ηAh為67%-75%,電能效率ηWh為55%~65%,循環壽命約為2000次。
容量效率ηAh和電能效率ηWh計算公式如下:
I放•t放
ηAh= ---------- X 100%
I充•t充
U放•I放•t放
ηAh= --------------- X 100%
U充•I充•t
(U充和U放應取平均電壓)
7. 記憶效應
鎳鎘電池使用過程中,如果電量沒有全部放完就開始充電,下次再放電時,就不能放出全部電量。比如,鎳鎘電池只放出80%的電量後就開始充電,充足電後,該電池也只能放出80%的電量,這種現象稱為記憶效應。
電池全部放完電後,極板上的結晶體很小。電池部分放電後,氫氧化亞鎳沒有完全變為氫氧化鎳,剩餘的氫氧化亞鎳將結合在一起,形成較大的結晶體。結晶體變大是鎳鎘電池產生記憶效應的主要原因。
鎳氫電池的工作原理
鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比,容量增加一倍,充放電循環壽命也較長,並且無記憶效應。鎳氫電池正極的活性物質為NiOOH(放電時)和Ni(OH)2(充電時),負極板的活性物質為H2(放電時)和H2O(充電時),電解液採用30%的氫氧化鉀溶液,充電時,負極析出氫氣,貯存在容器中,正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳(NiOOH)和H2O;放電時氫氣在負極上被消耗掉,正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。蓄電池過量充電時,正極板析出氧氣,負極板析出氫氣。由於有催化劑的氫電極面積大,而且氫氣能夠隨時擴散到氫電極表面,因此,氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內部再化合生成水,使容器內的氣體壓力保持不變,這種再化合的速率很快,可以使蓄電池內部氧氣的濃度,不超過千分之幾。
從以上各反應式可以看出,鎳氫電池的反應與鎳鎘電池相似,只是負極充放電過程中生成物不同,從後兩個反應式可以看出,鎳氫電池也可以做成密封型結構。鎳氫電池的電解液多採用KOH水溶液,並加入少量的LiOH。隔膜採用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。為了防止充電過程後期電池內壓過高,電池中裝有防爆裝置。
電池充電特性
當恆定電流剛充入放完電的電池時,由於電池內阻產生壓降,所以電池電壓很快上升(A點)。此後,電池開始接受電荷,電池電壓以較低的速率持續上升。在這個范圍內(AB之間),電化學反應以一定的速率產生氧氣,同時氧氣也以同樣的速率與氫氣化合,因此,電池內部的溫度和氣體壓力都很低。電池充電過程中,產生的氧氣高於復合的氧氣時,電池內壓力升高。電池內的正常壓力*大約為1磅力/英寸2。
過充電時,根據充電速率,電池內部壓力將很快上升到100磅力/英寸2或者更高。研究蓄電池的各種充電方法時,鎳鎘電池內產生的氣體是一個重要問題。氣泡聚集在極板表面,將減小極板表面參與化學反應的面積並且增加電池的內阻。過充電時,電池內產生的大量氣體,如果不能很快復合,電池內部的壓力就會顯著增加,這樣將損傷電池。此外,壓力過大時,密封電池將打開放氣孔,從而使電解液逸散。若電解液反復通過放氣孔逸散,電解液的粘稠性增大,極板間離子的傳輸變得困難,因此電池的內阻增加,容量下降。
經過一定時間後(C點),電解液中開始產生氣泡,這些氣泡聚集在極板表面,使極板的有效面積減小,所以電池的內阻抗增加,電池電壓開始較快上升。這是接近充足電的信號。
充足電後,充入電池的電流不是轉換為電池的貯能,而是在正極板上產生氧氣超電位。氧氣是由於電解液電解而產生的,不是由於氫氧化鎘還原為鎘而產生的。在氫氧化鉀和水組成的電解液中,氫氧離子變成氧、水和自由電子,反應式為
4OH―→O2↑+2H2O+4e―
雖然電解液產生的氧氣能很快在負極板表面的電解液中復合,但是電池的溫度仍顯著升高。此外由於充電電流用來產生氧氣,所以電池內的壓力也升高。
由於從大量的氫氧離子中比從很少的氫氧化鎘中更容易分解出氧氣,所以電池內的溫度急劇上升,這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓曲線出現峰值(D點)。
電解液中,氧氣的產生和復合是放熱反應,電池過充電時(E點),不停地產生氧氣,從而使電池內的溫度和壓力升高。如果強制排出氣體,將引起電解液減少、電池容量下降並損傷電池。若氣體不能很快排出,電池將會爆炸。
採用低速率恆流涓流充電時,電池內將產生枝晶。這些枝晶能夠通過隔板在極板之間擴散。在擴散較嚴重的情況下,這些枝晶會造成電池部分或全部短路。
充電過程與充電方法
電池的充電過程通常可分為預充電、快速充電、補足充電、涓流充電四個階段。
對長期不用的或新電池充電時,一開始就採用快速充電,會影響電池的壽命。因此,這種電池應先用小電流充電,使其滿足一定的充電條件,這個階段稱為預充電。
快速充電就是用大電流充電,迅速恢復電池電能。快速充電速率一般在1C以上,快速充時間由電池容量和充電速率決定。
為了避免過充電,一些充電器採用小電流充電。鎳鎘電池正常充電時,可以接受C/10或更低的充電速率,這樣充電時間要10h以上。採用小電流充電,電池內不會產生過多的氣體,電池溫度也不會過高。只要電池接到充電器上,低速率恆流充電器就能對電池提供很小的涓流充電電流。電池採用小電流充電時,電池內產生的熱量可以自然散去。
涓流充電器的主要問題是充電速度太慢,例如,容量為1Ah的電池,採用C/10充電速率時,充電時間要10h以上。此外,電池採用低充電速率反復充電時,還會產生枝晶。大部分涓流充電器中,都沒有任何電壓或溫度反饋控制,因而不能保證電池充足電後,立即關斷充電器。
快速充電分恆流充電和脈沖充電兩種,恆流充電就是以恆定電流對電流充電,脈沖充電則是首先用脈沖電流對電池充電。然後讓電池放電,如此循環。電池脈沖的幅值很大、寬度很窄。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的3倍左右。雖然放電脈沖的幅值與電池容量有關,但是,與充電電流幅值的比值保持不變,充電過程中,鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳,氫氧化鎘還原為鎘。在這個過程中產生的氣泡,聚集在極板兩邊,這樣就會減小極板的有效面積,使極板的內阻增大。由於極板的有效面積變小,充入全部電量所需的時間增加。
加入放電脈沖後,氣泡離開極板並與負極板上的氧復合。這個去極化過程減小了電池的內部壓力、溫度和內阻。同時,充入電池的大部分電荷都轉換為化學能,而不會轉變為氣體和熱量。
充放電脈沖寬度的選擇應能保證極板恢復原來的晶體結構,從而消除記憶效應。採用放電去極化措施後,可以提高充電效率並且允許大電流快速充電。
採用某些快速充電止法時,快速充電終止後,電池並未充足電。為了保證充入100%的電量,還應加入補足充電過程。補足充電速率一般不超過0.3C。在補足充電過程中,溫度會繼續上升,當溫度超過規定的極限時,充電器轉入涓流充電狀態。
存放時,鎳鎘電池的電量將按C/30到C/50的放電速率減小,為了補償電池因自放電而損失的電量,補足充電結束後,充電器應自動轉入涓流電過程。涓流充電也稱為維護充電。根據電池的自放電特性,涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上並且充電器接通電源,在維護充電狀態下,充電器將以某一充電速率給電池補充電荷,這樣可使電池總處於充足電狀態。
快速充電終止控制方法
採用快速充電法時,充電電流為常規充電電流的幾十倍。充足電後,如果不及時停止快速充電,電池的溫度和內部壓力將迅速上升。內部壓力過大時,密封電池將打開放氣孔,從而使電解液逸散,造成電解液的粘稠性增大,電池的內阻增大,容量下降。
從鎳鎘電池快速充電特性可以看出,充足電後,電池電壓開始下降,電池的溫度和內部壓力迅速上升,為了保證電池充足電又不過充電,可以採用定時控制、電壓控制和溫度控制待多種方法。
(1)定時控制
採用1.25C充電速率時,電池1h可充足;採用2.5C充電速率時,30min可充足。因此,根據電池的容量和充電電流,很容易確定所需的充電時間。這種控制方法最簡單,但是由於電池的起始充電狀態不完全相同,有的電池充不足,有的電池過充電,因此,只有充電速率小於0.3C時,才允許採用這種方法。
(2)電壓控制
在電壓控製法中,最容易檢測的是電池的最高電壓。常用的電壓控製法有:
最高電壓(Vmax) 從充電特性曲線可以看出,電池電壓達到最大值時,電池即充足電。充電過程中,當電池電壓達到規定值後,應立即停止快速充電。這種控制方法的缺點是:電池充足電的最高電壓隨環境溫度、充電速率而變,而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別,因此採用這種方法不可能非常准確地判斷電池已足充電。
電壓負增量(-ΔV) 由於電池電壓的負增量與電池組的絕對電壓無關,而且不受環境溫度和充電速率等因素影響,因此可以比較准確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點是:電池電壓出現負增量後,電池已經過充電,因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電後,電池電壓要經過較長時間,才出現負增量,過充電較嚴重。因此,這種控制方法主要適用於鎳鎘電池。
電壓零增量(0ΔV) 鎳氫電池充電器中,為了避免等待出現電壓負增量的時間過久而損壞電池,通常採用0ΔV控製法。這種方法的缺點是:充足電以前,電池電壓在某一段時間內可能變化很小,從而造成過早地停止快速充電。為此,目前大多數鎳氫電池快速充電器都採用高靈敏-0ΔV檢測,當電池電壓略有降低時,立即停止快速充電。
(3)溫度控制
為了避免損壞電池,電池溫度過低時不能開始快速充電,電池溫度上升到規定數值後,必須立即停止快速充電。常用的溫度控制方法有:
最高溫度(Tmax) 充電過程中,通常當電池溫度達到45℃時,應立即停止快速充電。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種方法的缺點是熱敏電阻的響應時間較長,溫度檢測有一定滯後,同時,電池的最高工作溫度與環境溫度有關。當環境溫度過低時,充足電後,電池的溫度也達不到45℃。
溫升(ΔT) 為了消除環境影響,可採用溫升控製法。當電池的溫升達到規定值後,立即停止快速充電。為了實現溫升控制,必須用兩只熱敏電阻,分別檢測電池溫度和環境溫度。
溫度變化率(ΔT/Δt) 鎳氫和鎳鎘電池充足電後,電池溫度迅速上升,而且上升速率ΔT/Δt基本相同,當電池溫度每分鍾上升1℃時,應當立即終止快速充電,這種充電控制方法,近年來被普遍採用。應當說明,由於熱敏電阻的阻值與溫度關系是非線性的,因此,為了提高檢測精度應設法減小熱敏電阻非線性的影響。
最低溫度(Tmin) 當電池溫度低於10℃時,採用大電流快速充電,會影響電池的壽命。在這種情況下,充電器應自動轉入涓流充電,待電池的溫度上升到10℃後,再轉入快速充電。
(4)綜合控制
上述各種控制方法各有優缺點。為了保證在任何情況下,均能准確可靠地控制電池的充電狀態,目前快速充電器中通常採用包括定時控制、電壓控制和溫度控制的綜合控製法。
鎳鎘充電電池應用
基本電學公式
首先來介紹幾個很簡單的基本電學公式,希望讓沒有電子方面背景的讀者們能對幾個物理現象有點概念.
電壓(V) = 電流(I) x 電阻(R)
電荷量(Q) = 電流(I) x 時間(T)
功率(P) = V x I =
能量(W) = P x T = Q x V
任何物體都有阻抗,在阻抗兩端加上一電位差則會產生電荷流過該阻抗,阻抗越大則單位時間內(一秒)流過的電荷量越小,阻抗越小則單位時間內流過的電荷量越多.若將電位差增大則單位時間內流過的電荷量越多,將電位差減小則單位時間內流過的電荷量越少.此電位差稱之為電壓(V),單位為伏特(V),單位時間內流過的電荷量多寡稱之為電流(I),單位為安培(A),阻抗稱為電阻(R),單位為歐姆().電流(I)強度越大表示單位時間內流過的電荷數目越多,那麼在在T秒內流過電阻的電荷數目總共有I x T,用以描述此電荷量多寡的名詞為電荷量(Q),俗稱稱電量,單位為庫侖(Q).電阻消耗的功率(P)為I x V,單位為瓦特(W),消耗功率越大代表越耗電.,消耗的能量
(W)為 P x T,單位為焦耳(J),時間越久消耗能量越大,同樣時間消耗功率越大的消耗能量也越大.
例如: 一顆1.5V的乾電池接上0.5的燈泡時,消耗電流為3A,消耗功率為4.5W,10秒鍾內共流過了30庫侖的電荷,消耗了45焦耳的能量.
鎳鎘電池 的材料電池的分類有很多種,在化學電池中不可充電用完就扔掉的電池稱為一次電池,可以多次充電再使用的電池稱為二次電池,而鎳鎘電池是屬於二次電池中鹼性蓄電池的一種.鎳鎘電池在材料方面陽極是使用過氧氫氧化鎳,陰極使用鎘化合物之活性物質,電解液則是使用氫氧化鉀等鹼性水溶液.當對 鎳鎘電池 充電時,會在陽極上面產生氫氧化鎳,在陰極上面產生金屬鎘,因而在兩極間形成了電位差.將 鎳鎘電池 的陽極和陰極兩端外接負載放電時,陰極端產生帶負電的電子經由外接負載流向陽極,因此提供能量供外部負載消耗.
過度充電
在充電過程中電池的電壓會隨著儲存電量的增加而逐漸上升,當電池儲存的電量達到飽和電極材料無法繼續充電時,若繼續充電則電解液會起電解,並且在陽極產生氧氣,在陰極產生氫氣,如此會在密封的電池內部造成內部壓力上升,會對電池內部結構造成破壞.像這種現象稱之為過度充電.
為了避免過度充電電池遭毀損,通常將陰極之容量製作得比陽極容量大,如此當過度充電時陽極會先達到飽和並產生氧氣,而陰極卻未飽和而不會產生氫氣,陽極產生的氧氣擴散到陰極之後會與充電產生的金屬鎘起化學反應吸收掉氧氣,且此反應的速度與金屬鎘產生的速度平衡,因此可以有效地避免電池的壓力上升.但是若充電電流過大(使用快充時)就會失去平衡,電池的內壓過大會將電池的安全閥推開,氫氣和氧氣會泄漏到電池外部,直到壓力降低安全閥關閉電池才又再密封起來.但是氣體的泄漏已使得內部化學材料減少,造成電池壽命的縮短.
充電電壓的變化
電池過度充電時,因為陽極產生的氧氣與陰極起化學反應會產生熱,使得電池溫度會上升外殼發燙.由於溫度越高電池的充電電壓會變得比較低,因此充電時電池電壓會持續上升直到過度充電時,電池溫度會突然地快速上升,電壓不再上升轉而由峰值開始下降.
5. 氫氧化鋰檢測其中碳酸鋰含量
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6. 丁基鋰的檢測原理是是什麼運輸與包裝怎麼樣
一、丁基鋰的檢測原理(1)總鹼正丁基鋰水解生成氫氧化鋰,其它鹼性雜質如丁氧基鋰等也會水解生成氫氧化鋰。用鹽酸標准溶液滴定,得出以丁基鋰質量百分數表示的總鋰濃度(亦稱總鹼濃度)。
(2)雜鹼正丁基鋰與苯甲基氯(苄基氯)反應生成中性的氯化鋰,而不與苯甲基氯反應的鹼性雜質水解後生成氫氧化鋰,用鹽酸標准溶液滴定,得出以丁基鋰質量百分數表示的雜鹼濃度。兩者之差為活性丁基鋰濃度,活性丁基鋰濃度除以總鋰濃度為丁基鋰活性。
(3)共價氯
正丁基鋰溶液水解後,氯丁烷殘留在有機相中,利用有機相中各物質沸點不同,可通過氣相色譜儀測定,通過測定氯丁烷的含量折算成共價氯。
二、丁基鋰的運輸與包裝
(1)安全事項
丁基鋰遇水遇氧易發生放熱反應,高濃度(大於1.0M)丁基鋰溶液遇潮濕空氣易迅速燃燒,包裝容器內的溶劑普遍為低沸點易燃易爆液體,一旦受熱膨脹容易導致爆炸。
(2)包裝運輸運輸車輛必須具[2-3]備危險化學品運輸許可證件,運輸及押運人員必須接受本產品相關知識的培訓,並經考核合格後方可參與運輸。運輸車輛必須預備乾粉滅火器、乾燥的石棉布、若乾乾砂等,蓋好車棚或雨布,防止其遇水。
船隻必須顯示說明內容物為Lithium Alkyls, UN2445,所有的船隻屬於危險等級4.2(4.3)和必須標明Spontaneously Combustible(自發性易燃物)與Dangerous When Wet(不可弄濕)。
不可使用郵寄,包裹,
空運
。海運等級4.2(IMDG),陸運鐵路等級4.2.3la(RID/ADR),在歐洲運輸必須標明:F高燃性物、C腐蝕N有害環境、R&S Phase
吸入、口服或經皮膚吸收對身體有害。對眼睛、皮膚、粘膜和上呼吸道有強烈刺激作用。可引起化學灼傷。吸入後,可因喉、支氣管的炎症、痙攣、水腫,化學性肺炎、肺水腫而致死。中毒表現有燒灼感、咳嗽、喘息、氣短、喉炎、頭痛、惡心和嘔吐,可引起神經系統的紊亂。
7. 苛性鹼的化合物
簡介
化學式是NaOH,俗稱燒鹼、火鹼、苛性鈉,因另一名稱caustic soda而在香港稱為哥士的。常溫下是一種白色晶體,具有強腐蝕性。易溶於水,其水溶液呈強鹼性,能使酚酞變紅,使石蕊溶液變藍,實驗中除二氧化碳(CO2)。2004年全球產量約為6000萬公噸,而需求量是51萬公噸。 純氫氧化鈉是白色固體可用顆粒並具有吸濕性,因此它應存放在一個密封的容器中。氫氧化鈉溶於乙醇和甲醇。熔融氫氧化鈉需要很高的溫度。氫氧化鈉溶液會在布料和紙張留下黃色污漬。
氫氧化鈉是一種極常用的鹼,是化學實驗室的必備葯品之一。它的溶液可以用作洗滌液。
性質
溶液為無色透明的鈉鹼液體,是強鹼之一,易在水中溶解,能與許多有機、無機化合物起化學反應,腐蝕性很強,能灼傷人體皮膚等。氫氧化鈉屬於危險化學品,在中華人民共和國《危險貨物品名表》(GB 12268-90)中,屬第八類危險貨物腐蝕品中的鹼性腐蝕品,編號82001。其生產、經營、儲存、運輸、使用和廢棄品的處置須遵照《危險化學品安全管理條例》。
氫氧化鈉在水中完全電離出鈉離子和氫氧根離子,可與任何質子酸進行中和反應。以氫氯酸為例:
NaOH + HCl → NaCl + H2O氫氧化鈉還是許多有機反應的良好催化劑。其中最典型的是酯的水解反應:
RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH反應進行的既完全又迅速。這就是氫氧化鈉能灼傷皮膚的原因。
氫氧化鈉是製造肥皂的重要原料之一。氫氧化鈉溶液加油,比例合適會反應混合,成為固體肥皂。這一反應也是利用了水解的原理,而這一類在NaOH催化下的酯水解稱為皂化反應。
氫氧化鈉在潮濕的空氣中會潮解。
氫氧化鈉在空氣中易變質,其原因是遇到空氣中的CO2。
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O如果繼續通入過量的CO2甚至可以生成(碳酸氫納)NaHCO3,反應方程式如下:
Na2CO3 + 2CO2 + H2O → 2NaHCO3,NaOH能夠與玻璃發生緩慢的反應,生成硅酸鈉(sodium silicate),因而會使裝有氫氧化鈉的玻璃瓶與瓶塞「粘合」起來。如果長時間盛放熱NaOH溶液會令玻璃容器損壞,甚至破裂。
用途
氫氧化鈉被廣泛用於各種生產過程。
工業上,氫氧化鈉的主要應用領域為造紙、紡織印染、氧化鋁、日用化工、制葯、水處理、鋼鐵等行業。
在化工生產中,氫氧化鈉提供鹼性環境或作催化劑。NaOH的稀溶液家用時可以做洗滌液。
在食品生產中,氫氧化鈉有時被用來加工食品。氫氧化鈉甚至是一道名菜的必要調料。注意,此時氫氧化鈉的使用是嚴格控制的;而一些不法商販會過量使用氫氧化鈉從而使食品更「好看」,但這樣的食品能致病。
工業製法
氫氧化鈉在工業中是制氯氣過程的副產物。電解飽和食鹽水直至氯元素全部變成氯氣逸出,此時留在溶液里的只有氫氧化鈉一種溶質。反應方程式為:
2NaCl+2H2O===通電====2NaOH+H2↑+Cl2↑
Na2CO3+Ca(OH)2 ====CaCO3↓+2NaOH一個生產NaOH的舊方法為勒布朗法,通過高溫煅燒使Na2CO3分解為Na2O和CO2,然後Na2O與水反應形成NaOH。這種方法仍然會偶然使用。 ⑴化學式
中文名稱:氫氧化鋰
英文名稱:Lithium hydroxide
別名:Lithium hydroxide monohydrate
CAS:1310-66-3
化學式:LiOH
分子量:41.96
⑵性狀
氫氧化鋰(LiOH)是一種苛性鹼,固體為白色晶體粉末或小顆粒,屬四方晶系晶體。相對密度為1.46g/cm3,熔點為471℃,沸點925℃,於沸點開始分解,在1626℃完全分解。它微溶於乙醇,可溶於甲醇,不溶於醚;因溶解放熱和溶解後溶液密度變大的緣故,在288K飽和水溶液濃度可達5.3mol/L。可認為是強鹼:Kb=0.675,pK=0.17。一水合物屬單斜晶系晶體,溶解度:22.3g/100g水(10℃),密度為1.51g/cm3。呈強鹼性,因而其飽和溶液可使酚酞改變結構,能使酚酞由深紅色轉變為無色。在空氣中極易吸收二氧化碳.氫氧化鋰有強的腐蝕性及刺激性。應密封保存.
⑶用途
氫氧化鋰可用做光譜分析的展開劑、潤滑油。它作為鹼性蓄電池電解質的添加劑,可增加電容量12%~15%,提高使用壽命2~3倍。它用做二氧化碳的吸收劑,可凈化潛艇內的空氣。化學方程式為:2LiOH(固)+CO2(氣)=Li2CO3(固)+H2O(液)。可用於鋰鹽製造、有機酸的滴定、照相顯影劑等許多用途。
⑷製取
氫氧化鋰通常是靠將碳酸鋰與石灰乳調成漿狀,用100℃水蒸氣加熱,濾去碳酸鈣的方法來制備。
⑸存放
氫氧化鋰有強的腐蝕性和刺激性,應密封於乾燥處保存。
附:參考純度
分析純:90%,化學純:90%,工業純:一般為85%左右
8. gb/t11064.2 碳酸鋰、單水氫氧化鋰、氯化鋰化學分析方法第2部分:氫氧化鋰量的測定酸鹼滴定法 是不是有誤
《電池級碳酸鋰》行業標准編制說明
一、任務來源及要求
《電池級碳酸鋰》行業標準是根據工業和信息化部《關於印發2011年第一批行業標准制修訂計劃的通知》(工信廳科[2011] 75號)精神,由四川天齊鋰業股份有限公司負責制(修)定,項目計劃編號:2011-3500T-YS,項目完成時間為2012年。
二、產品的概況
1、產品的性質、用途 碳酸鋰化學式是Li2CO3,相對分子質量為73.89。性狀為白色單斜晶體或粉末,微溶於水;溶於稀酸,不溶於醇。比重2.11,熔點723℃, 沸點1230℃。 碳酸鋰用途廣泛,在電池、鋁電解、鋼連鑄保護渣、特種玻璃、陶瓷、醫葯、核工業、高檔Al-Li合金、特種玻璃和背投彩電工業等重要工業都是不可或缺的原料。隨著近期全球新能源開發的熱潮,碳酸鋰在鋰電池中的應用越來越被大家所關注。 電池級碳酸鋰是生產鋰電池正極材料(主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等)以及電解液的關鍵核心原料。由於電動汽車對鋰電池需求巨大,「十二五」期間,可以預期電動汽車將迎來廣闊的發展前景,電池級碳酸鋰也進入發展的快車道。 國內主要的生產廠家有四川天齊鋰業股份有限公司、江西贛鋒鋰業股份有限公司、新疆昊鑫鋰業開發有限公司、海門容匯通用鋰業有限公司等,國外廠家有SQM、FMC、Chemetal等。
2、生產工藝 生產電池級碳酸鋰的方法按原料分可分為礦石法和鹽湖法。其中礦石法主要包括石灰石焙燒法、硫酸法、硫酸鹽法等;鹽湖提鋰包括沉澱法、煅燒法和濃縮法等方法。
三、編制原則 1、本標準的編制原則 原標准YS/T 582-2006《電池級碳酸鋰》(以下稱原標准),無論是規范格式,還是具體技術要求等方面,均有不適宜現狀之處,為指導合理利用資源、調整產品結構、滿足市場需要和使供需雙方公平受益,標准格式按照GB/T 1.1-2009《標准化工作導則第1部分:標準的結構和編寫》的要求進行修訂。修訂的標准有利於規范市場,切實可行,具有可操作性,同時充分考慮生產企業、使用單位及相關各方面的意見和建議。
2、修訂內容 根據目前生產水平狀況、市場需求及國內外客戶使用的需要,對原標準的技術要求等內容進行了調整。 本標准與原標准相比主要做了如下修改: 1)按照GB/T 1.1-2009的要求,對標準的結構和編寫格式進行了修訂。 2)產品增加對磁性物質的限定。 3)產品增加對有害物質的限定。 4)調整了產品中Mg、Si、Fe、Cu、Pb、Ni、Mn、Zn、Al、Cl-、粒度、水分十二個指標的含量。 5)刪除了「附錄B 分光光度法測定硫酸根量」,硫酸根的測定方法採用GB/T 11064 《碳酸鋰、單水氫氧化鋰、氯化鋰化學分析方法》。 6)刪除「附錄A 水分的測定」,水分的測定方法採用GB/T 6284 《化工產品中水分測定的通用方法 乾燥減量法》。
9. 氫氧化鋰是強鹼嗎它溶於水嗎
氫氧化鋰(LiOH)是強鹼,白色晶體粉末
氫氧化鋰為白色單斜細小結晶。具強鹼性。在空氣中能吸收二氧化碳和水分。溶於水,20攝氏度時溶解度為12.8g/100gH2O ,微溶於乙醇,不溶於乙醚。1mol/L溶液的pH約為14。相對密度1.51。熔點471℃(無水)。沸點925℃(分解),有腐蝕性。
氫氧化鋰是二氧化碳凈氣裝置中組分之一,用於吸收二氧化碳及凈化空氣或其他氣體。它也可用作傳熱介質、蓄電池中的電解液及聚合反應的催化劑。此外,也可用在陶瓷工業,以及生產其他的鋰化合物。
(9)氫氧化鋰檢測方法擴展閱讀:
1、氫氧化鋰儲存注意事項
儲存於乾燥清潔的倉間內。遠離火種、熱源。防止陽光直射。包裝密封。應與氧化劑、酸類、二氧化碳、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
2、氫氧化鋰運輸注意事項
鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。起運時包裝要完整,裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化劑、酸類、食用化學品等混裝混運。運輸時運輸車輛應配備泄漏應急處理設備。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高溫。公路運輸時要按規定路線行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。
10. 電池級氫氧化鋰的標准及其中雜質的檢測方法
電池級氫氧化鋰是單水氫氧化鋰,化學式(Formula): LiOH.H2O 。標准編號GB/T 26008-2010 標准名稱電池級單水氫氧化鋰 英文名稱Battery grade lithium hydorxide monohydrate 批准日期2011-01-10 發布日期2011-01-10 實施日期2011-10-01