
【化】 reversible cell
【电】 reversible
battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【医】 battery; battery cells; electric battery
可逆电池(Reversible Battery)是电化学系统中能够通过逆向电流实现能量存储与释放的装置。其核心特征在于电极反应在热力学平衡条件下可双向进行,且充放电过程不伴随不可逆的副反应。根据国家标准《GB/T 2900.41-2008 电工术语 原电池和蓄电池》定义,这类电池需满足以下条件:
典型实例包括丹尼尔电池(Zn|ZnSO₄||CuSO₄|Cu),其电极反应为: $$ text{阳极:} quad text{Zn} rightarrow text{Zn}^{2+} + 2e^- text{阴极:} quad text{Cu}^{2+} + 2e^- rightarrow text{Cu} $$
工程应用中,可逆电池需满足三个验证标准(中国知网《化学电源原理与技术》):
该概念与不可逆电池的关键区别体现在熵产率指标,根据《物理化学学报》研究数据,可逆电池的熵产率 $S_{gen} ≤ 0.1 text{W·m}^{-1}text{K}^{-1}$,而不可逆电池通常超过 $1.2 text{W·m}^{-1}text{K}^{-1}$。当前研究热点聚焦于固态电解质体系的可逆性优化(参考:万方数据《先进储能材料》2024年综述)。
可逆电池是电化学领域的重要概念,指在充放电过程中满足热力学可逆性、化学可逆性和实际可逆性的电池系统。以下是详细解释:
可逆电池需同时满足以下条件():
可逆电池原理是研究电极电势、测定热力学参数(如ΔG)的理论基础()。例如,丹尼尔电池(Zn-CuSO₄体系)在准静态条件下工作时可视为可逆电池,其反应式: $$ text{Zn + Cu}^{2+} rightleftharpoons text{Zn}^{2+} + text{Cu} $$
特征 | 可逆电池 | 非可逆电池 |
---|---|---|
工作电流 | 趋近于零 | 实际工作电流 |
液接电势 | 通过盐桥消除 | 存在不可逆扩散 |
能量效率 | 100%(理论值) | 存在能量损耗 |
应用场景 | 理论研究、标准测量 | 实际储能设备 |
注:部分概念细节(搜狗百科)和(上学吧普法考试)的权威定义。
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