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电池科普

 ●电池:化学电源俗称为电池,是一种利用物质的化学反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置(下文均讨论该范围的内容)。顾名思义,电池是装电的池子,尤如水池,电池的电压及容量类似于水池的水位高低和蓄水量。电池电压的高低说明电池可能对外释放电能的多少,电池容量则说明电池所贮存电量的多少。

●电池的组成:任何电池都由四个部分组成,即由电极、电解质、隔离物及外壳组成。

●电极:电极是电池的核心部分,一般由活性物质和导电骨架组成,活性物质是能够通过化学变化释放出电能的物质,导电骨架主要起传导电子和支撑活性物质的作用。电池内的电极又分为正(电)极和负(电)极。在电池标识标出"+"的一端为正极,标出"-"的一端为负极。
 
种类:根据电池所含重金属和性能的不同,大致可进行如下分类:

种类
名称
性能
电池材料
用途
一次电池
锌锰电池
放电性能、低温性能较差,容量较低
锌、二氧化锰、氯化铵、氯化锌、乙炔黑、碳棒、铜帽
适用于小电流间歇放电的用电器具
碱性锌 锰电池
碱锰电池
大电流放电性能和连续放电性能优越,容量高,低温性能好。
锌粉、电解二氧化锰、石墨、氢氧化钾、钢壳、隔膜
放录机、BP机、照相机,电动玩具等。
扣式电池
电池容量较小
适用于小电流放电的微型电器,如电子手表、计算器等。
锌银扣式电池
体积较小,与钮扣形状相近,容量也较小。
锌粉、氧化银、氧化锌、氢氧化钾或氢氧化钠、隔膜
石英电子手表、照相机、计算器、助听器等小型电子
二次电池
镉镍电池
能以较大的电流放电。可反复充、放电500次以上,且安全性高,循环寿命和贮存寿命长。
羰基镍粉、氢氧化镍、硝酸镍、硫酸镍、镉、氢氧化钾、穿孔镀镍钢带、钢壳
根据电池的大小不同,可用于军事、航空、玩具、助听器等,使用范围较广。
镍氢电池
能量高;有良好的耐过充;无污染;制造工艺简单;可与镉镍电池互换。
镍粉、氢氧化镍、硝酸镍、硫酸镍、吸氢合金、钢壳、氢氧化钾、氢氧化钠
移动电话、笔记本电脑、便携式CD、VCD、电话、摄录机等
锂电池
锂离子电池
工作电压高;循环使用寿命可以达到1200次;体积小;宽工作温度范围,能快速充电,无记忆效应。
LiCoO2、LiPF6、碳酸乙酯、碳酸甲乙酯、碳电极、外壳等
根据体积大小不同,可用于移动电话、小型摄录机、笔记本电脑、电动车、航天和储能领域,用途广泛
聚合物锂离子电池
超轻、超薄、柔性;能量密度比液态锂离子电池高30%
锂的氧化物、石墨、固态聚合物电解质、金属集流体等
铅酸蓄 电池
高倍率放电性能和高低温性能;廉价;无记忆效应。
铅、锑和硫酸,氢化锑
铁路客车、内燃机车、船舶、航空、鱼雷、坦克、矿灯等。
锌银二次电池
电池在体积小、重量轻、比能量高、高倍率放电性能好。
锌粉、氧化银、氧化、氢氧化钾、聚乙烯接枝丙烯酸膜、尼龙布、耐碱绵纸
用于轻便型电子仪器,鱼雷发射无人驾驶飞机、潜艇和其他军用设备等。

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
注:上述分类只针对目前最常用的电池,同时,上述分类不是绝对的,如某些电池体系可设计成不同类型的电池。如锌银电池,可以设计成一次电池、二次电池或储备电池。此外,化学电源还包括超级电容器。近年提出的一些新概念电池,如:生物燃料电池(细菌电池),植物电池等也应属于化学电源范畴。
 


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