电池产生电的原理是什么？_百度知道
电池产生电的原理是什么？
请大虾们从学术上、微观上专业的回答，能详细最好！像 “由于电势产生电能” 这样的回答就不需要了，谢谢！！
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1 概述 化学电源2 锌-锰干电池的工作原理3 铅蓄电池的工作原理4 其它常见的几种电池1 概述 化学电源电能是现代社会生活的必需品，电能是最重要的二次能源，大部分的煤和石油制品作为一次能源用于发电。煤或油在燃烧过程中释放能量，加热蒸汽，推动电机发电。煤（或油）燃烧过程就是它和氧气发生化学变化的过程，所以“燃煤发电”实质是化学能&机械能&电能的过程，这种过程通常要靠火力发电厂的汽轮机和发电机来完成。另外一种把化学能直接转化为电能的装置，统称化学电池或化学电源。如收音机、手电筒、照相机上用的干电池，汽车发动机用的蓄电池，钟表上用的钮扣电池等都是小巧玲珑携带方便的日常用品。那末哪些化学体系可以设计成为实用的电池呢？ 化学电池都与氧化还原反应有关。在18世纪末，人们把与氧化合的反应叫氧化反应，而把从氧化物中夺取氧的反应叫还原反应。到19世纪中叶，有了化合价的概念，人们把化合价升高的过程叫氧化，把化合价降低的过程叫还原。20世纪初建立了化合价的电子理论，人们把失电子的过程叫氧化，得电子的过程叫还原。例如： 这两个式子分别代表两个氧化还原半反应，两个半反应组合成一个氧化还原反应： 上式代表锌片和硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸锌和金属铜的离子反应方程式。反应过程中电子由Zn转移给Cu2+，Zn失去电子被氧化为Zn2+，Zn本身是还原剂，它使Cu2+还原为Cu，所以Cu2+本身则是氧化剂。有失电子的一方，就有得电子的一方，电子得与失一定同时发生，即氧化与还原一定同时发生。 凡涉及电子转移的反应都属于氧化还原反应，若这些电子能顺一定方向流动便成为电流。按图2—10所示，左边烧杯里盛硫酸锌溶液，并插入锌片，右边烧杯里盛硫酸铜溶液，并插入铜片；两个烧杯之间用“盐桥”相联。（盐桥是一个盛KCl饱和溶液胶冻的U形管，用以构成电子流的通路）。锌片和铜片之间用电线相联结，中间串联一个电压表（或电流表），电表指针的偏转证明上述装置确有电流产生，这就成为由锌电极（Zn—ZnSO4）和铜电极（Cu-CuSO4）组成的一个电池，简称锌-铜电池。在这个装置里，锌片并没有和CuSO4溶液相接触，但确实可以看到在锌极发生的是Zn片溶解生成 Zn2+，在铜极则有Cu2+还原成金属铜析出在铜片上，电子由锌极流向铜极，电流方向反之，即由铜极流向锌极，电流表指针向正方向偏转指明铜极为正极，锌极为负极。两个电极反应分别是： 正极：Cu2+ + 2e- & Cu 负极： Zn & Zn2+ + 2e- 若 Zn2+和 Cu2+的浓度都是 1.0 mol×L-1，用高阻抗伏特计测得两极电势差为1.1V，即该电池的电动势为1.1V。若用铁片和硫酸亚铁溶液代替上述锌电极，则组成铁-铜电池。当Fe2+和Cu2+浓度都是1.0 mol. L-1时，测得电动势为0.75V。若以Ag和AgNO3溶液（1.0 mol×L-1）代替铜电极，组成了锌-银电池，其电动势则为1.6V。与上述电池相关的氧化还原反应，电子流动方向和电池电动势（E）如下： 这几个反应是读者熟悉的金属置换反应，按图2-10所示原理可以装成经典的化学电池，在上个世纪它们曾是实用的化学电源。 电池的电动势决定于电极得失电子的能力和溶液的浓度。电极得失电子的能力，用“电极电势”表示，它是一类相对数据，表2-6列举了一些手册里记载的水溶液中的标准电极电势Eq。其中“标准”两字是指电极反应中的物质都处于标准状态，即溶液中离子浓度都是 lmol×L-1，气态物质的分压都是 100 kPa，温度为 298K（25℃）。以氢电极作为比较的标准，指定氢电极的标准电极电势为零： 2H+（1.0 mol×L-1）＋ 2e-& H2（100kPa）
其他电极与之相比，如，表示铜电极电势比氢电极高0.34V；而= -0.76V，表示锌电极电势比氢电极低 0.76 V。由此可以求得铜电极电势比锌电极高1.10 V，即锌-铜电池的电动势为 1.10 V。 利用表2-6数据，还可以判别水溶液中氧化还原反应的方向。电极反应物质有氧化态与还原态，在书写反应方程式时，氧化态物质写在左边，得电子变为还原态，还原态物质写在右边。电极反应的Eq值越大，表示氧化态物质得电子能力越大，即氧化能力越大。 如表里左下方的氧化态物质F2，Cl2。，S2O82-，MnO4-等都是很强的氧化剂。反之Eq值越小，氧化态得电子能力越小或还原态失电子能力越大，亦即右上方还原态物质如 K，Na，Zn等都是强还原剂。由此可知表中左下方的氧化态物质可以和右上方的还原在物质起反应；反之右下方的还原衣物质不能和左上方氧化态物质起反应。例如 H+和 Fe可以起反应生成H2和Fe2+，而H+不能和Ag起反应，此即铁能和酸起置换反应放出H2，而银不能和酸起反应。同理，可以判断Cl2能氧化Br-或I-，但Fe3+只能使I-变为I2，而不能使Br-变为Br2。化学手册里有许多常见物质的有关Eq值可供参考。 任何两个电极反应都可组成一个氧化还原反应，理论上都可以设计成一个电池，但真要做成一个有实际应用价值的电池并非易事。目前我们最熟悉而又经常使用的莫过于锌-锰干电池和铅蓄电池。2 锌-锰干电池的工作原理以上列举的几种电池有溶液，便于说明原理，但不便于携带。日常用的收音机，手电筒里使用的都是干电池，其电压一般为1.5V，电容量随体积大小而异（分1号，2号，3号，4号，5号等）。外壳用锌皮作为负极，中心为正极，是一根导电性能良好的石墨棒，裹上了一层由 MnO2，炭黑及NH4Cl溶液混合压紧的团块。两个电极之间的电解液是由NH4Cl，ZnCl2，淀粉和一定量水组成，将其加热调制成浆糊并趁热灌入锌筒，冷却后成半透明的胶冻不再流动，但可以导电。锌筒上口加沥青密封，防止电解液渗出。锌-锰干电池的电极反应为 锌负极：
Zn+4NH4Cl&(NH4)2ZnCl4+2NH4++2e- 锰正极：
MnO2+H2O+e-&MnO(OH)+OH- 在使用过程中，电子由锌极流向锰极（电流方向相反），锌皮逐渐消耗，MnO2也不断被还原，电压慢慢降低，最后电池失效。这种电池是一次性消费品，但锌皮不可能完全消耗掉，所以旧电池可回收锌。锌既然是消耗性的外壳，在使用过程中就会变薄以致穿孔，这就要求在锌皮外加有密封包装，有些劣质产品，在使用过程中发生“渗漏”现象，即是没有按要求做的缘故。3 铅蓄电池的工作原理电池放电到一定程度，可以利用外电源进行充电后再用，这样充电放电可以反复几百次。汽车的启动电源常用铅蓄电池，其结构如图2-12所示。 电池内有一排铅锑合金的栅格板，栅孔为细的铅粉泥所填满。栅板交替由两块导板相联，分别成为顶部的两个电极。整个电极板在使用之前先浸泡在稀硫酸溶液中进行电解处理，在阳极，Pb被氧化成为二氧化铅（PbO2），在阴极，形成海绵状金属铅。干燥后，PbO2为蓄电池的正极，海绵状铅为负极。所用电解液为 30％的硫酸（H2SO4），因此这类电池可以也叫酸性蓄电池。放电时，电极反应和电池反应如下： 正极： PbO2 + 2H2O & PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- 负极： PbSO4 + 2e- & Pb + SO42- 放电反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 & 2PbSO4 + 2H2O 放电之后，正负两极都生成了一层硫酸铅（PbSO4），到一定程度就必须充电。充电时是将一个电压略高于蓄电池的直流电源与它相接， PbO2电极上的PbSO4放出电子被氧化为PbO2，Pb极上的PbSO4接受电子被还原为Pb，于是蓄电池的电极恢复原状，又可放电。充电时的电极反应和电池反应恰好是放电时的逆反应： PbO2极：PbSO4 + 2H2O &PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e- Pb极： PbSO4 + 2e- &Pb + SO42- 充电反应：2PbSO4 + 2H2O &PbO2 + Pb + 2H2SO4 铅蓄电池放电和充电过程可以合并写为 铅蓄电池每个单元电压为2.0V左右，汽车用的电瓶一般由3个单元组成，即工作电压在6.0V左右。若电容量为几十至一百安培，放电时，单元电压降到 1.8V，就不能继续使用，必须进行充电。只要按规定及时充电，使用得当，一个电池可以充放电300多次，否则使用寿命会大大降低。这种蓄电池具有电动势高、电压稳定、使用温度范围宽、原料丰富、价格便宜等优点。主要缺点是笨重、防震性差、易溢出酸雾、维护不便、携带不便等。针对这些问题，科技工作者认真不断地从电极材料、隔板材料、电解液组成、电池槽体、整体密封等多方面进行改进。自80年代以来各种新型的铅蓄电池逐渐问世，它们在汽车工业、通讯业、飞机、船舶、矿山、军工等方面都有广泛应用。在当今各种电池中，就其总产量而言，铅蓄电池还是占90％。4 其它常见的几种电池新技术的发展，迫切要求研制体积小、质量轻容量大、保存时间长的各种新型化学电源。现在已经商品化的电池有以下几种。 碱性蓄电池
日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多，携带方便，使用寿命比铅蓄电池长得多，使用恰当可以反复充放电上千次，但价格比较贵。商品电池中有镍-镉（Ni—Cd）和镍-铁（Ni-Fe）两类，它们的电池反应是 反应是在碱性条件下进行的，所以叫碱性蓄电池。 银-锌电池
电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的，它们所用的电池体积很小，有“钮扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O2和Zn，所以叫银-锌电池。电极反应和电池反应是： 负极：2Zn + 4OH- & 2Zn(OH)2 + 4e- 正极：Ag2O2 + 2H2O + 4e- & 2Ag + 4OH- 电池反应：2Zn + Ag2O2 + 2H2O & 2Zn(OH)2 + 2Ag 利用上述化学反应也可以制作大电流的电池，它具有质量轻、体积小等优点。这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。 燃料电池
氢气（H2），甲烷气（CH4），乙醇（C2H5OH）等物质在氧气（O2）中燃烧时，能将化学能直接转化为电能，这种装置叫燃料电池。这些气体分子 首先在电极催化剂的作用下离子化，再与 O2起反应生成 CO2和 H2O。这种电池能量利用率可高达80％（一般柴油发电机只有40％左右），反应产物的污染也少。一种 10~20 kW的碱性 H2—O2燃料电池已成功地用于航天飞机，在美国、日本还有若干示范性的CH4-O2燃料电池发电站，但目前这类电极成本很高，气体净化要求也高，短期内难于普及。 此外，银-锰电池、锂-碘电池、钠-硫电池、太阳能电池等多种高效、安全、价廉的电池都在研究之中。化学电源的研究和开发是化学科学的重要研究领域之一，也是能源工作者研究领域之一。 PS：百度知道上不能贴图，所以我把出处标出来LZ去看
提问者评价
参考资料：
唐有祺等《化学与社会》
电池使用过程是电池放电过程，电池放电时在负极上进行氧化反应，向外提供电子，在正极上进行还原反应，从外电路接受电子，电流经外电路而从正极流向负极，电解质是离子导体，离子在电池内部的正负极之间的定向移动而导电，正离子（阳离子）流向正极，负离子（阴离子）流向负极。电池放电的负极为阳极，放电的正极为阴极，在阳极两类导体界面发生氧化反应，...
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化学反应,其中伴随着电荷的移动,如果电路闭和,就会有电流产生.
当然是化学反映了,和石墨有关的
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出门在外也不愁“山寨故宫”内也存放字画和“文物”。
堪称美丽与智慧并重。
　　锂是自然界最轻的金属，1817年由瑞典人阿尔费德松发现，1923年德国开始投入工业生产。金属锂和锂化合物可被用作军事工业（氢弹）、汽车工业（锂电池）、医药行业（碳酸锂）、陶瓷工业（锂辉石）、核能发电(核燃料)、电子产品（锂电池）等。目前全球仅有8个国家可供应锂矿，为阿根廷、澳大利亚、美国（未开采）、中国、津巴布韦、智利、葡萄牙和玻利维亚。
　　锂在自然界中主要以固体矿物资源和液体矿床资源存在，其中具有经济开发价值的锂辉石、锂云母集中分布在澳大利亚、加拿大、津巴布韦和美国；而液态锂主要附存在盐湖卤水中，占到全部锂资源储量的70%以上，资源集中在智利、美国、玻利维亚、阿根廷、俄罗斯和中国。
　　锂矿种类，选矿与提炼
　　碳酸锂的提取分为矿石提取和盐湖卤水提取，锂资源75%以上存在于盐湖卤水（井水）中，但是我国目前约80%的碳酸锂都来自于矿石提取。这主要因为盐湖提锂国内技术不成熟，尚处于边研究、边生产的阶段，同时配套设备不齐全，产能提升受工艺和自然条件等的制约，提升速度缓慢。
　　典型的锂矿石分为锂辉石、透锂长石、锂云母、铁锂云母、锂霞石和磷锂铝石6种，比较常见的为锂辉石和锂云母。
　　矿石提锂成本在1.5-2万/吨左右，盐湖卤水提锂成本在1-1.5万/吨左右，国外领先技术SQM的盐湖提锂能把成本控制在1万/吨左右。
　　矿石采选工艺
　　浮选法（常用）：通过油酸、皂类浮选，pH值区分
　　手选法：通过有经验的专家亲自分辨矿石种类
　　热碎法：用加热和冷却，选择性破坏矿物来分选
　　磁选法：利用锂云母和锂辉石的弱磁性分选
　　重悬浮液选矿：利用锂矿石和脉石矿物的密度差进行选矿
　　化学处理法：运用于盐湖和卤水中采选锂矿
　　联合选矿法：综合上述工艺选矿
　　矿石提锂工艺
　　石灰烧结法：能耗较高，对锂的回收率低（中信国安）
　　氯化焙烧法：流程简单，回收率较高，但炉气腐蚀性强，对设备要求较高，主要应用于锂云母的生成工艺
　　硫酸法：对原料的适应性强。作业简单而回收率高（常用）
　　纯碱压煮法：工艺流程简单，产品纯度高，设备腐蚀和环境污染小
　　盐湖卤水法:
　　世界锂矿版图
　　部分国家储量详细
　　我国的锂矿分布
　　锂行业上下游分析
　　上游：锂矿石、盐湖卤水锂矿采选
　　中游：碳酸锂提炼
　　下游：锂电池（40%）、锂基润滑脂、陶瓷、钴酸锂、玻璃、锂合金、锂化物、硬脂酸锂
　　供给端
　　由于厄尔尼诺现象的到来，智利北部的阿塔卡马受洪水灾害影响（SQM+Albermarle+Rockwood），部分锂厂已停产，预计碳酸锂供给缺口将达到吨
　　扩产计划
　　预计2015年碳酸锂供给量在22.2万吨左右，2016年在25.5万吨，2017年在30.6万吨。
　　需求端
　　电动车的爆发性增长为碳酸锂消耗的主要来源，而一部电动车的碳酸锂消耗量约为60-80kg，2015年预计全球电动车产量在60万辆左右，预计消耗碳酸锂吨，考虑到碳酸锂在行业内的占比，行业碳酸锂消耗量在20-26万吨之间，最乐观情况2015年会出现略微的需求大于供给状况。
　　“2009年，矿石提锂成本中，工业级碳酸锂为25589.87元/吨，电池级的价格为27076.63元/吨；盐湖提锂成本中，工业级碳酸锂为15415.6元/吨，电池级为27250元/吨。”
　　根据生意社日数据，工业级碳酸锂平均售价44000元/吨，电池级碳酸锂平均售价48700元/吨，同比上涨15%-20%。去年一季度国内进口锂精矿价格约为364 美元/吨，今年同期价格约为450 美元/吨，上涨23.6%。
　　上游、中游：ST路翔、天齐锂业、众和股份、中信国安、西藏矿业、西藏城投、赣锋锂业
　　回收：赣锋锂业
　　西藏矿业
　　西藏矿业的主要优势在于扎布耶盐湖锂，扎布盐湖锂含量品级高，碳酸锂含量初步探明130万吨，且西藏矿业与下游比亚迪成立有合资公司。扎布耶盐湖的缺陷在于自然环境的先天恶劣，海拔高，缺氧，基础设施极差，开采难度很大。
　　西藏矿业控股的西藏日喀则扎布耶锂业负责经营锂业务板块，由于盐湖卤水提锂相比矿石提锂需要大量的初始资本金投入，但公司自有资金不足，且从银行获得长期贷款能力偏弱（负债中公司均为短期借款，长期借款为0），资金瓶颈的制约严重影响了产品的开发生产，主导产品产能受限，资源优势无法充分发挥。锂精矿生产不足又导致白银扎布耶的碳酸锂业务亏损，其提纯生产线因原材料不足而产生停工损失。
　　目前公司碳酸锂产量为8000吨/年，碳酸锂吨成本在4万元左右。公司近日完成了管理层重组，原总经理戴扬扶正为公司董事长，并提拔了矿业专家徐金水、金国林为常务副总经理及副总经理。此外公司积极与上游锂业搭成技术合作，并与下游比亚迪建立合资公司。若公司突破技术壁垒实现产能突破至26000吨/年（一期8000吨/年+二期16000吨/年），公司的碳酸锂吨成本有望降至2万元左右，提升行业竞争力。另外受益于“一带一路”，西藏能源和交通设施建设将利于公司项目建设和矿石外运，将会帮助公司节约大量运输成本。故此看好西藏矿业的发展未来，催化剂为技术突破和量产井喷。
　　天齐锂业
　　天齐锂业是业内最成熟、业绩最好的锂矿加工企业，早期从澳大利亚塔力森公司采购锂辉石来加工电池级碳酸锂、工业级碳酸锂、氢氧化锂及无水氯化锂，近期和Rockwood通过对全球最大的锂辉石资源企业塔力森的共同控制，达成了战略合作，进而协同控制了全球50%的锂资源供给。公司的优势在于甲基卡措拉矿, 这个矿区面积23.54平方公里锂辉石矿石量1905.43万吨，氧化锂储量为22.34万吨，折合SC6.0锂精矿约372万吨，按照静态计算，锂储量能确保40年的开采能力
　　公司最近7170万美元收购银河锂业，2季度可能并表，不过银河锂业目前处于亏损状态。同时公司以3.11 亿元拿下西藏自治区矿业总公司持有的西藏日喀则扎布耶锂业高科技有限公司20%股权（扎布耶盐湖）。收购整合后，天齐锂业俨然成为国内拥有已探明可开采锂矿最多的公司（矿石锂+盐湖锂），加之天齐锂业成熟的销售端，天齐锂业将巩固自己在中上游的龙头地位。
　　赣锋锂业
　　公司早早在国内外都布局了锂矿资源，国外有爱尔兰的Blackstairs项目（勘探阶段）和阿根廷的Mariana锂钾盐湖（评估阶段）；国内有河源锂辉石矿，氧化锂金属锂约60000吨；广昌县头陂里坑锂辉石矿锂辉石储量16.31万吨（1.3亿收购西部资源锂业旗下的江西西部资源锂业），平均品味1%。目前公司从澳洲泰林森进口锂辉石矿，生产氢氧化锂和氯化锂，2014年产能为3000吨，2015年预计能达到5000吨以上，值得一提的是公司开展的万吨锂盐项目已经完成，2015年将成为该项目元年，业绩有望迎来大幅度增长。
　　公司为国内首家建立“卤水/含锂回收料--氯化锂/碳酸锂-金属锂-丁基锂/电池级金属锂-锂系合金”的全产品链生产企业，为行业内产品加工链最长，工艺技术最全面的专业生产商，也是国内唯一的规模化利用含锂回收料生产锂产品的企业，是国内深加工锂行业的龙头企业。2014年公司4亿收购深圳美拜电子，进入下游聚合物锂离子电池的研发、生产和销售，美拜电子承诺年净利润不低于4680万元和6084万元，2015年有望并入赣锋锂业报表。
　　路翔股份
　　公司收购的甘孜州融达锂业拥有“亚洲第一锂矿”呷基卡锂矿134号矿脉511.4万吨锂矿石的开采权，也控制了地下将近3000万吨锂辉石矿，矿石锂储量居全国之首，并居亚洲第一、世界第二。2013年融达锂业生产实际采矿量19.22万吨，目前公司正在就一期工程进行技术改革改，有望将生产规模提高到45万吨/年，同时公司在设计二期工程的建设，达产后，规模将进一步提高到105万吨/年。
　　路翔的优势在于锂产业链的完整性（融达锂业:矿山，筹建的2.2万吨/年锂盐项目，东莞瑞德：锂电池设备业务制造）与最大需求方，下游的比亚迪紧密的联系（吕向阳为比亚迪王传福的表哥，同时为比亚迪副董事长）。路翔的缺陷主要来自于矿区附近少数民族的干扰导致征地问题一直没有明确的解决时间（政府协调），引起生产进度严重受阻，会大幅度影响公司利润。
　　西藏城投
　　公司拥有的龙母错盐湖、结则茶卡盐湖，碳酸锂总储量 390万吨，坐拥国内最大碳酸锂资源。西藏城投的优势在于其拥有高纯度的盐湖锂资源（沉淀法），使其碳酸锂成本在业界具有很大竞争力（天齐锂业矿石成本在2万/吨左右，加工成本在1.5 万-2 万/吨，产品成本在3.5-4 万/吨。而西藏城投的甘肃加工厂成本在1-1.2万之间，若技术革新，成本甚至能控制在1万以内，如果公司的锂精矿成本能控制在2万左右，平均每吨碳酸锂可以比天齐锂业便宜）；此外公司的高纯度锂项目有望享受国家关于西部开发和关于高科技、新能源、新材料领域的相关优惠政策。西藏城投的缺陷非常明显，主营业务为重资产房地产，锂矿业务并未并入上市公司报表，且锂矿并没有量产，公司暂时也没有明显转型的动作；另外公司和西藏矿业一样，面临着然环境的先天恶劣和盐湖卤水提锂国内技术的不足。
　　中信国安
　　青海国安拥有3000吨碳酸锂产能，规划建设为3.5万吨；其控股子公司盟固利（90%）拥有1500吨钴酸锂和500吨锰酸锂产能；公司开发的青海盐资源综合项目，其总计氯化锂资源储量763.85 万吨，氯化锂品味在2.2~3.89 克/升之间；中信国安目前共计投资建设了2 万吨碳酸锂项目。中信国安是较早进入锂产业链的公司之一，但是公司管理层不是矿产专业出身，加之对锂矿产业并不重视（，公司并没有进入行业领先地位；另外公司受限于国企制度，对新业务锂矿方面的投资也有限度，不利于公司在锂产业链的发展；资源方面，公司拥有的东西台吉乃尔盐湖锂含量较低，加工成本约在15000/吨左右，矿石成本在25000/吨左右，在业内并没有价格优势；技术方面，公司坚持使用提煅烧法，优点是能分段收集盐湖里各类资源，缺点是能耗比较大，产生的HCL对设备的腐蚀比较大，而事实证明煅烧法的效率属于提锂方法中效率较低的方法之一。
　　众和股份
　　众和股份原为服装染织企业，2012年开始转型进入锂电材料和锂盐业务。公司持有的马尔康金鑫矿业勘探发现大量新锂矿资源（金属氧化锂储量从29.56 万吨增加到48.59 万吨），有望成为世界第二大锂矿石商(仅次于塔力森)，目前已经投产，精矿产能可达14.64万吨/年，氢氧化锂产能9000吨/年，且电力、道路配套已完工。
　　公司通过不断并购完成了资源端（锂辉石）→锂盐（氢氧化锂）→正极材料（三元材料）的布局。13年参股了神通电动车，间接展新能源汽车电池租赁、充电服务等业务，有助于公司衔接上游产品和终端需求。
　　公司的优势在于其全产业链，特别是高毛利（40%+）锂材料的布局；缺陷在于虽然积极进军副业锂产业链，但是其主业很难剥离（染织毛利水平有所下跌，但还是能保持在20%左右），锂产业业务占比总营业收入比较有限，对行业的专注度和天齐锂业等巨头不在一个档次。
　　随着新能源汽车、智能手机销量的崛起，未来对碳酸锂的需求将不断攀升，恰逢厄尔尼诺现象造成的南美遭遇洪水、气候变化带来的供给紧缩，碳酸锂的价格将再度飙升，从而带来锂产业链的全面景气。
　　公司方面，天齐锂业依然是行业龙头，通过联合Rockwood并购塔力森掌握世界最大锂辉石矿的供给，牢牢控制了上游的成本，且公司锂提炼加工技术属于国内一流水平，所以天齐锂业应该是中上游公司中最稳健的。赣锋锂业通过不断国内外收购锂矿资源，并且参与锂回收、下游锂电池业务，会使公司在成本控制上处于行业领先地位，是最有希望超越天齐锂业成为行业龙头的公司之一，2015年有望迎来的美拜科技并表和万吨锂盐项目的开始会使公司的增长方面更上一层楼。路翔股份和西藏城投都属于弹性较大的上游公司，一个拥有国内最好的锂矿石资源，一个拥有国内最好的盐湖锂资源；不过两者的缺陷也相当明显，路翔股份受迫于征地问题迟迟未投产，而西藏城投并未将锂业务作为首要发展方向，产量非常低，两者都处于讲故事阶段，相比之下，路翔股份的问题更容易解决。西藏矿业同样拥有良好的上游资源，不过受限于资金问题和不可避免的环境因素，不过公司管理层积极的态度和技术革新会成为公司发展的催化剂，同样弹性巨大。众和股份靠主业染织来养副业锂全产业链，布局良好，产能稳定，但是受限于主业占总营业收入的比重，弹性可能不会很大。中信国安为行业中反面教材，公司是最早进入行业的公司之一，却在技术上和成本控制上处于落后地位，且受限于国企制度，预计公司会缩减锂矿业务或者变卖锂矿资源。综合来看，最看好赣峰锂业的发展，其次是稳健的天齐锂业，弹性方面路翔股份最佳，西藏矿业、众和股份其次，西藏城投的发展需要一定时间。
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这两个式子分别代表两个氧化还原半反应，两个半反应组合成一个氧化还原反应：
上式代表锌片和硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸锌和金属铜的离子反应方程式。反应过程中电子由Zn转移给Cu2+，Zn失去电子被氧化为Zn2+，Zn本身是还原剂，它使Cu2+还原为Cu，所以Cu2+本身则是氧化剂。有失电子的一方，就有得电子的一方，电子得与失一定同时发生，即氧化与还原一定同时发生。
凡涉及电子转移的反应都属于氧化还原反应，若这些电子能顺一定方向流动便成为电流。按图2—10所示，左边烧杯里盛硫酸锌溶液，并插入锌片，右边烧杯里盛硫酸铜溶液，并插入铜片；两个烧杯之间用“盐桥”相联。（盐桥是一个盛KCl饱和溶液胶冻的U形管，用以构成电子流的通路）。锌片和铜片之间用电线相联结，中间串联一个电压表（或电流表），电表指针的偏转证明上述装置确有电流产生，这就成为由锌电极（Zn—ZnSO4）和铜电极（Cu-CuSO4）组成的一个电池，简称锌-铜电池。在这个装置里，锌片并没有和CuSO4溶液相接触，但确实可以看到在锌极发生的是Zn片溶解生成 Zn2+，在铜极则有Cu2+还原成金属铜析出在铜片上，电子由锌极流向铜极，电流方向反之，即由铜极流向锌极，电流表指针向正方向偏转指明铜极为正极，锌极为负极。两个电极反应分别是：
正极：Cu2+ + 2e-
Zn2+ + 2e-
若Zn2+和 Cu2+的浓度都是 1.0 mol×L-1，用高阻抗伏特计测得两极电势差为1.1V，即该电池的电动势为1.1V。若用铁片和硫酸亚铁溶液代替上述锌电极，则组成铁-铜电池。当Fe2+和Cu2+浓度都是1.0 mol. L-1时，测得电动势为0.75V。若以Ag和AgNO3溶液（1.0 mol×L-1）代替铜电极，组成了锌-银电池，其电动势则为1.6V。与上述电池相关的氧化还原反应，电子流动方向和电池电动势（E）如下：
这几个反应是读者熟悉的金属置换反应，按图2-10所示原理可以装成经典的化学电池，在上个世纪它们曾是实用的化学电源。
电池的电动势决定于电极得失电子的能力和溶液的浓度。电极得失电子的能力，用“电极电势”表示，它是一类相对数据，表2-6列举了一些手册里记载的水溶液中的标准电极电势Eq。其中“标准”两字是指电极反应中的物质都处于标准状态，即溶液中离子浓度都是 lmol×L-1，气态物质的分压都是 100 kPa，温度为 298K（25℃）。以氢电极作为比较的标准，指定氢电极的标准电极电势为零：
2H+（1.0 mol×L-1）＋ 2e- H2（100kPa）
其他电极与之相比，如，表示铜电极电势比氢电极高0.34V；而= -0.76V，表示锌电极电势比氢电极低 0.76 V。由此可以求得铜电极电势比锌电极高1.10 V，即锌-铜电池的电动势为 1.10 V。
利用表2-6数据，还可以判别水溶液中氧化还原反应的方向。电极反应物质有氧化态与还原态，在书写反应方程式时，氧化态物质写在左边，得电子变为还原态，还原态物质写在右边。电极反应的Eq值越大，表示氧化态物质得电子能力越大，即氧化能力越大。
如表里左下方的氧化态物质F2，Cl2。，S2O82-，MnO4-等都是很强的氧化剂。反之Eq值越小，氧化态得电子能力越小或还原态失电子能力越大，亦即右上方还原态物质如 K，Na，Zn等都是强还原剂。由此可知表中左下方的氧化态物质可以和右上方的还原在物质起反应；反之右下方的还原衣物质不能和左上方氧化态物质起反应。例如 H+和 Fe可以起反应生成H2和Fe2+，而H+不能和Ag起反应，此即铁能和酸起置换反应放出H2，而银不能和酸起反应。同理，可以判断Cl2能氧化Br-或I-，但Fe3+只能使I-变为I2，而不能使Br-变为Br2。化学手册里有许多常见物质的有关Eq值可供参考。
任何两个电极反应都可组成一个氧化还原反应，理论上都可以设计成一个电池，但真要做成一个有实际应用价值的电池并非易事。目前我们最熟悉而又经常使用的莫过于锌-锰干电池和铅蓄电池。 2锌-锰干电池的工作原理 以上列举的几种电池有溶液，便于说明原理，但不便于携带。日常用的收音机，手电筒里使用的都是干电池，其电压一般为1.5V，电容量随体积大小而异（分1号，2号，3号，4号，5号等）。外壳用锌皮作为负极，中心为正极，是一根导电性能良好的石墨棒，裹上了一层由 MnO2，炭黑及NH4Cl溶液混合压紧的团块。两个电极之间的电解液是由NH4Cl，ZnCl2，淀粉和一定量水组成，将其加热调制成浆糊并趁热灌入锌筒，冷却后成半透明的胶冻不再流动，但可以导电。锌筒上口加沥青密封，防止电解液渗出。锌-锰干电池的电极反应为
锌负极： Zn+4NH4Cl(NH4)2ZnCl4+2NH4++2e-
锰正极： MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-
在使用过程中，电子由锌极流向锰极（电流方向相反），锌皮逐渐消耗，MnO2也不断被还原，电压慢慢降低，最后电池失效。这种电池是一次性消费品，但锌皮不可能完全消耗掉，所以旧电池可回收锌。锌既然是消耗性的外壳，在使用过程中就会变薄以致穿孔，这就要求在锌皮外加有密封包装，有些劣质产品，在使用过程中发生“渗漏”现象，即是没有按要求做的缘故。 3 铅蓄电池的工作原理 电池放电到一定程度，可以利用外电源进行充电后再用，这样充电放电可以反复几百次。汽车的启动电源常用铅蓄电池，其结构如图2-12所示。
电池内有一排铅锑合金的栅格板，栅孔为细的铅粉泥所填满。栅板交替由两块导板相联，分别成为顶部的两个电极。整个电极板在使用之前先浸泡在稀硫酸溶液中进行电解处理，在阳极，Pb被氧化成为二氧化铅（PbO2），在阴极，形成海绵状金属铅。干燥后，PbO2为蓄电池的正极，海绵状铅为负极。所用电解液为 30％的硫酸（H2SO4），因此这类电池可以也叫酸性蓄电池。放电时，电极反应和电池反应如下：
正极： PbO2 + 2H2O
PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e-
负极： PbSO4 + 2e-
Pb + SO42-
放电反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4
2PbSO4 + 2H2O
放电之后，正负两极都生成了一层硫酸铅（PbSO4），到一定程度就必须充电。充电时是将一个电压略高于蓄电池的直流电源与它相接， PbO2电极上的PbSO4放出电子被氧化为PbO2，Pb极上的PbSO4接受电子被还原为Pb，于是蓄电池的电极恢复原状，又可放电。充电时的电极反应和电池反应恰好是放电时的逆反应：
PbO2极：PbSO4 + 2H2O PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e-
Pb极： PbSO4 + 2e- Pb + SO42-
充电反应：2PbSO4 + 2H2O PbO2 + Pb + 2H2SO4
铅蓄电池放电和充电过程可以合并写为
铅蓄电池每个单元电压为2.0V左右，汽车用的电瓶一般由3个单元组成，即工作电压在6.0V左右。若电容量为几十至一百安培，放电时，单元电压降到 1.8V，就不能继续使用，必须进行充电。只要按规定及时充电，使用得当，一个电池可以充放电300多次，否则使用寿命会大大降低。这种蓄电池具有电动势高、电压稳定、使用温度范围宽、原料丰富、价格便宜等优点。主要缺点是笨重、防震性差、易溢出酸雾、维护不便、携带不便等。针对这些问题，科技工作者认真不断地从电极材料、隔板材料、电解液组成、电池槽体、整体密封等多方面进行改进。自80年代以来各种新型的铅蓄电池逐渐问世，它们在汽车工业、通讯业、飞机、船舶、矿山、军工等方面都有广泛应用。在当今各种电池中，就其总产量而言，铅蓄电池还是占90％。 4 其它常见的几种电池 新技术的发展，迫切要求研制体积小、质量轻容量大、保存时间长的各种新型化学电源。现在已经商品化的电池有以下几种。
碱性蓄电池 日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多，携带方便，使用寿命比铅蓄电池长得多，使用恰当可以反复充放电上千次，但价格比较贵。商品电池中有镍-镉（Ni—Cd）和镍-铁（Ni-Fe）两类，它们的电池反应是
反应是在碱性条件下进行的，所以叫碱性蓄电池。
银-锌电池 电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的，它们所用的电池体积很小，有“钮扣”电池之称。它们的电极材料是Ag2O2和Zn，所以叫银-锌电池。电极反应和电池反应是：
负极：2Zn + 4OH-
2Zn(OH)2 + 4e-
正极：Ag2O2 + 2H2O + 4e-
2Ag + 4OH-
电池反应：2Zn + Ag2O2 + 2H2O
2Zn(OH)2 + 2Ag
利用上述化学反应也可以制作大电流的电池，它具有质量轻、体积小等优点。这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。
燃料电池 氢气（H2），甲烷气（CH4），乙醇（C2H5OH）等物质在氧气（O2）中燃烧时，能将化学能直接转化为电能，这种装置叫燃料电池。这些气体分子
首先在电极催化剂的作用下离子化，再与 O2起反应生成 CO2和 H2O。这种电池能量利用率可高达80％（一般柴油发电机只有40％左右），反应产物的污染也少。一种 10~20 kW的碱性 H2—O2燃料电池已成功地用于航天飞机，在美国、日本还有若干示范性的CH4-O2燃料电池发电站，但目前这类电极成本很高，气体净化要求也高，短期内难于普及。
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当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。
同样道理，当对电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
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