1、原理簡述

在化學(xué)電池中，化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，這種反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏?。正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機(jī)或無機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差（開路電壓），但沒有電流，存儲在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng)，以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時，電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過程的方向恰與放電相反；電極反應(yīng)必須是可逆的，才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過程的正常進(jìn)行。因此，電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。G為吉布斯反應(yīng)自由能增量（焦）；F為法拉第常數(shù)=96500庫=26.8安·小時；n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動勢與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式，也是計算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。實際上，當(dāng)電流流過電極時，電極電勢都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢，這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度（單位電極面積上通過的電流）越大，極化越嚴(yán)重。極化現(xiàn)象是造成電池能量損失的重要原因之一。

電池

極化的原因有三：

①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化；

②由電極－電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化；

③由電極－電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。

2、性能參數(shù)

內(nèi)容

電池主要性能包括電動勢、額定容量、額定電壓、開路電壓、內(nèi)阻、充放電速率、阻抗、壽命和自放電率。

電動勢

電動勢是兩個電極的平衡電極電位之差，以鉛酸蓄電池為例，E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In（αH2SO4/αH2O）。

其中：E—電動勢

Ф+0—正極標(biāo)準(zhǔn)電極電位，其值為1.690V

Ф-0—負(fù)極標(biāo)準(zhǔn)電極電位，其值為-0.356V

R—通用氣體常數(shù)，其值為8.314

T—溫度，與電池所處溫度有關(guān)

F—法拉第常數(shù)，其值為96485

αH2SO4—硫酸的活度，與硫酸濃度有關(guān)

αH2O—水的活度，與硫酸濃度有關(guān)

從上式中可看出，鉛酸蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢為1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄電池的標(biāo)稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢與溫度及硫酸濃度有關(guān)。

額定容量

在設(shè)計規(guī)定的條件（如溫度、放電率、終止電壓等）下，電池應(yīng)能放出的最低容量，單位為安培/每小時，以符號C表示。容量受放電率的影響較大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明放電率，如C20=50，表明在20時率下的容量為50安·小時。電池的理論容量可根據(jù)電池反應(yīng)式中電極活性物質(zhì)的用量和按法拉第定律計算的活性物質(zhì)的電化學(xué)當(dāng)量精確求出。由于電池中可能發(fā)生的副反應(yīng)以及設(shè)計時的特殊需要，電池的實際容量往往低于理論容量。

額定電壓

電池在常溫下的典型工作電壓，又稱標(biāo)稱電壓。它是選用不同種類電池時的參考。電池的實際工作電壓隨不同使用條壓等于正、負(fù)電極的平衡電極電勢之差。它只與電極活性物質(zhì)的種類有關(guān)，而與活性物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)。電池電壓本質(zhì)上是直流電壓，但在某些特殊條件下，電極反應(yīng)所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會造成電壓的微小波動，這種現(xiàn)象稱為噪聲。波動的幅度很小但頻率范圍很寬，故可與電路中自激噪聲相區(qū)別。

開路電壓

電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池在斷路時（即沒有電流通過兩極時）電池的正極電極電勢與負(fù)極的電極電勢之差。電池的開路電壓用V開表示，即V開=Ф+-Ф-，其中Ф+、Ф-分別為電池的正負(fù)極電極電位。電池的開路電壓，一般均小于它的電動勢。這是因為電池的兩極在電解液溶液中所建立的電極電位，通常并非平衡電極電位，而是穩(wěn)定電極電位。一般可近似認(rèn)為電池的開路電壓就是電池的電動勢。

內(nèi)阻

電池的內(nèi)阻是指電流通過電池內(nèi)部時受到的阻力。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。由于內(nèi)阻的存在，電池的工作電壓總是小于電池的電動勢或開路電壓。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時間不斷變化（逐漸變大），這是因為活性物質(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度增大而增加。

內(nèi)阻是決定電池性能的一個重要指標(biāo)，它直接影響電池的工作電壓，工作電流，輸出的能量和功率，對于電池來說，其內(nèi)阻越小越好。

阻抗

電池內(nèi)具有很大的電極-電解質(zhì)界面面積，故可將電池等效為一大電容與小電阻、電感的串聯(lián)回路。但實際情況復(fù)雜得多，尤其是電池的阻抗隨時間和直流電平而變化，所測得的阻抗只對具體的測量狀態(tài)有效。

充放速率

有時率和倍率兩種表示法。時率是以充放電時間表示的充放電速率，數(shù)值上等于電池的額定容量（安·小時）除以規(guī)定的充放電電流（安）所得的小時數(shù)。倍率是充放電速率的另一種表示法，其數(shù)值為時率的倒數(shù)。原電池的放電速率是以經(jīng)某一固定電阻放電到終止電壓的時間來表示。放電速率對電池性能的影響較大。

壽命

儲存壽命指從電池制成到開始使用之間允許存放的最長時間，以年為單位。包括儲存期和使用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。儲存電池的壽命有干儲存壽命和濕儲存壽命之分。循環(huán)壽命是蓄電池在滿足規(guī)定條件下所能達(dá)到的最大充放電循環(huán)次數(shù)。在規(guī)定循環(huán)壽命時必須同時規(guī)定充放電循環(huán)試驗的制度，包括充放電速率、放電深度和環(huán)境溫度范圍等。

自放電率

電池在存放過程中電容量自行損失的速率。用單位儲存時間內(nèi)自放電損失的容量占儲存前容量的百分?jǐn)?shù)表示。

有關(guān)計算

其中E為電動勢，r為電源內(nèi)阻，內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir，E=U內(nèi)+U外

適用范圍：任何電路

閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化：

E=U+Ir

EI=UI+I^2R

P釋放=EI

P輸出=UI

純電阻電路中

P輸出=I^2R

=E^2R/（R+r）^2

=E^2/（R^2+2r+r^2/R）

當(dāng)r=R時P輸出最大，P輸出=E^2/4r（均值不等式）

3、手冊常識

正常充電

不同電池各有特性，用戶必須依照廠商說明書指示的方法進(jìn)行充電。在待機(jī)備用狀態(tài)下，電話也要耗費(fèi)電池，如果要進(jìn)行快速充電，宜先將手機(jī)關(guān)閉或把電池拆下進(jìn)行充電。

快速充電

有些自動化的智能型快速充電器當(dāng)指示燈信號轉(zhuǎn)變時，只表示充滿了90%，充電器會自動改用慢速充電將電池完全充滿。用戶最好將電池完全充滿后使用，否則會縮短使用時間。

記憶效應(yīng)

如果電池屬鎳鎘電池，長期不徹底充、放電，會在電池內(nèi)留下痕跡，降低電池容量，這種現(xiàn)象被稱為電池記憶效應(yīng)。

消除記憶

方法是把電池完全放電，然后重新充滿。放電可利用放電器或具有放電功能的充電器，也可以利用手機(jī)待機(jī)備用模式，如要加速放電可把顯示屏及電話按鍵的照明燈打開。要確保電池能重新充滿，應(yīng)依照說明書的指示來控制時間，重復(fù)充、放電兩至三次。

電池儲存

鋰電池可貯存在環(huán)境溫度為-5°C—35°C，相對濕度不大于75%的清潔、干燥、通風(fēng)的室內(nèi)，應(yīng)避免與腐蝕性物質(zhì)接觸，遠(yuǎn)離火源及熱源。電池電量保持標(biāo)稱容量的30%到50%。推薦貯存的電池每6個月充電一次。

選購電池

1、選購有“國家免檢”、“中國名牌”標(biāo)志的電池產(chǎn)品和地方名牌電池產(chǎn)品，這些產(chǎn)品質(zhì)量有保障。

2、根據(jù)電器的要求，選擇適用的電池類型和規(guī)格尺寸，并根據(jù)電器耗電的大小和特點(diǎn)，購買適合電器的電池。

3、注意查看電池的生產(chǎn)日期和保質(zhì)期，購買電池（新電池），新電池性能好。

4、注意查看電池的外觀，應(yīng)選購包裝精致、外觀整潔、干凈，無漏液跡象的電池。

5、注意電池的標(biāo)志，電池商標(biāo)上應(yīng)標(biāo)明生產(chǎn)廠名、電池極性、電池型號、標(biāo)稱電壓、商標(biāo)等；銷售包裝上（如2只熱縮或4只熱縮，或吊牌掛卡）應(yīng)有中文廠址、生產(chǎn)日期和保質(zhì)期或標(biāo)明保質(zhì)期的截止期限、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的編號（一般為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T××××-××××）。不要購買無中文廠名、無生產(chǎn)日期和保質(zhì)期或無標(biāo)明保質(zhì)期的截止期限、無執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。購買堿性鋅錳電池時應(yīng)看型號有無ALKALINE或LR字樣。

6、由于電池中的汞對環(huán)境有害，為了保護(hù)環(huán)境，在購買時應(yīng)選用商標(biāo)上標(biāo)有“無汞”、“0%汞”、“不添加汞”字樣的電池。

4、化學(xué)電池

化學(xué)電池是指通過電化學(xué)反應(yīng)，把正極、負(fù)極活性物質(zhì)的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為電能的一類裝置。經(jīng)過長期地研究、發(fā)展，化學(xué)電池迎來了品種繁多，應(yīng)用廣泛的局面。大到一座建筑方能容納得下的巨大裝置，小到以毫米計的品種。無時無刻不在為我們的美好生活服務(wù)?，F(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，對化學(xué)電池提出了很高的要求。每一次化學(xué)電池技術(shù)的突破，都帶來了電子設(shè)備革命性的發(fā)展?，F(xiàn)代社會的人們，每天的日常生活中，越來越離不開化學(xué)電池了。世界上很多電化學(xué)科學(xué)家，把興趣集中在作為電動汽車動力的化學(xué)電池領(lǐng)域。

電池差別

干電池和液體電池的區(qū)分僅限于早期電池發(fā)展的那段時期。最早的電池由裝滿電解液的玻璃容器和兩個電極組成。后來推出了以糊狀電解液為基礎(chǔ)的電池，也稱做干電池。

仍然有“液體”電池。一般是體積非常龐大的品種。如那些做為不間斷電源的大型固定型鉛酸蓄電池或與太陽能電池配套使用的鉛酸蓄電池。對于移動設(shè)備，有些使用的是全密封，免維護(hù)的鉛酸蓄電池，這類電池已經(jīng)成功使用了許多年，其中的電解液硫酸是由硅凝膠固定或被玻璃纖維隔板吸付的。一次性電池和可充電電池一次性電池俗稱“用完即棄”電池，因為它們的電量耗盡后，無法再充電使用，只能丟棄。常見的一次性電池包括堿錳電池、鋅錳電池、鋰電池、鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池、水銀電池、氫氧電池和鎂錳電池?？沙潆婋姵匕粗谱鞑牧虾凸に嚿系牟煌Ｒ姷挠秀U酸電池、鎳鎘電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、鋰離子電池。其優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)壽命長，它們可全充放電200多次，有些可充電電池的負(fù)荷力要比大部分一次性電池高。普通鎳鎘、鎳氫電池使用中，特有的記憶效應(yīng)，造成使用上的不便，常常引起提前失效。

鎳鎘電池

充電時間

電池的理論充電時間：電池的電量除以充電器的輸出電流。例如：以一塊電量為800mAh的電池為例，充電器的輸出電流為500mA那么充電時間就等于800mAh/500mA=1.6小時，當(dāng)充電器顯示充電完成后，最好還要給電池大約半個小時左右的補(bǔ)電時間。

5、電池分類

燃料電池

燃料電池

燃料電池是一種將燃料的化學(xué)能透過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置燃料電池是利用氫氣在陽極進(jìn)行的是氧化反應(yīng)，將氫氣氧化成氫離子，而氧氣在陰極進(jìn)行還原反應(yīng)，與由陽極傳來的氫離子結(jié)合生成水。氧化還原反應(yīng)過程中就可以產(chǎn)生電流。燃料電池的技術(shù)包括了出現(xiàn)堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC），以及直接甲醇燃料電池（DMFC）等，而其中，利用甲醇氧化反應(yīng)作為正極反應(yīng)的燃料電池技術(shù)，更是被業(yè)界所看好而積極發(fā)展。

干電池

常用的一種是碳－鋅干電池。負(fù)極是鋅做的圓筒，內(nèi)有氯化銨作為電解質(zhì)，少量氯化鋅、惰性填料及水調(diào)成的糊狀電解質(zhì)，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質(zhì)的一根碳棒。電極反應(yīng)是：負(fù)極處鋅原子成為鋅離子（Zn++），釋出電子，正極處銨離子（NH4+）得到電子而成為氨氣與氫氣。用二氧化錳驅(qū)除氫氣以消除極化。電動勢約為1.5伏。鉛蓄電池最為常用，其極板是用鉛合金制成的格柵，電解液為稀硫酸。兩極板均覆蓋有硫酸鉛。但充電后，正極處極板上硫酸鉛轉(zhuǎn)變成二氧化鉛，負(fù)極處硫酸鉛轉(zhuǎn)變成金屬鉛。放電時，則發(fā)生反方向的化學(xué)反應(yīng)。

鉛蓄電池的電動勢約為2伏，常用串聯(lián)方式組成6伏或12伏的蓄電池組。電池放電時硫酸濃度減小，可用測電解液比重的方法來判斷蓄電池是否需要充電或者充電過程是否可以結(jié)束。鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是放電時電動勢較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是比能量（單位重量所蓄電能）小，對環(huán)境腐蝕性強(qiáng)。由正極板群、負(fù)極板群、電解液和容器等組成。充電后的正極板是棕褐色的二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板是灰色的絨狀鉛（Pb），當(dāng)兩極板放置在濃度為27%～37%的硫酸（H2SO4）水溶液中時，極板的鉛和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，二價的鉛正離子（Pb2+）轉(zhuǎn)移到電解液中，在負(fù)極板上留下兩個電子（2e-）。由于正負(fù)電荷的引力，鉛正離子聚集在負(fù)極板的周圍，而正極板在電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛（PbO2）滲入電解液，其中兩價的氧離子和水化合，使二氧化鉛分子變成可離解的一種不穩(wěn)定的物質(zhì)——?dú)溲趸U〔Pb（OH4〕）。氫氧化鉛由4價的鉛正離子（Pb4+）和4個氫氧根〔4（OH）-〕組成。4價的鉛正離子（Pb4+）留在正極板上，使正極板帶正電。由于負(fù)極板帶負(fù)電，因而兩極板間就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動勢。當(dāng)接通外電路，電流即由正極流向負(fù)極。在放電過程中，負(fù)極板上的電子不斷經(jīng)外電路流向正極板，這時在電解液內(nèi)部因硫酸分子電離成氫正離子（H+）和硫酸根負(fù)離子（SO42-），在離子電場力作用下，兩種離子分別向正負(fù)極移動，硫酸根負(fù)離子到達(dá)負(fù)極板后與鉛正離子結(jié)合成硫酸鉛（PbSO4）。在正極板上，由于電子自外電路流入，而與4價的鉛正離子（Pb4+）化合成2價的鉛正離子（Pb2+），并立即與正極板附近的硫酸根負(fù)離子結(jié)合成硫酸鉛附著在正極上。隨著蓄電池的放電，正負(fù)極板都受到硫化，同時電解液中的硫酸逐漸減少，而水分增多，從而導(dǎo)致電解液的比重下降在實際使用中，可以通過測定電解液的比重來確定蓄電池的放電程度。在正常使用情況下，鉛蓄電池不宜放電過度，否則將使和活性物質(zhì)混在一起的細(xì)小硫酸鉛晶體結(jié)成較大的體，這不僅增加了極板的電阻，而且在充電時很難使它再還原，直接影響蓄池的容量和壽命。鉛蓄電池充電是放電的逆過程。

蓄電池

鉛蓄電池的工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數(shù)百個循環(huán)、貯存性能好（尤其適于干式荷電貯存）、造價較低，因而應(yīng)用廣泛。采用新型鉛合金和電解液添加納米碳溶膠，可改進(jìn)鉛蓄電池的性能。如用鉛鈣合金作板柵，能保證鉛蓄電池最小的浮充電流、減少添水量和延長其使用壽命；采用鉛鋰合金鑄造正板柵，則可減少自放電和滿足密封的需要。此外，開口式鉛蓄電池要逐步改為密封式，并發(fā)展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。

鉛晶蓄電池

鉛晶蓄電池

鉛晶蓄電池應(yīng)用的是專有技術(shù)，所采用的高導(dǎo)硅酸鹽電解質(zhì)是傳統(tǒng)鉛酸電池電解質(zhì)的復(fù)雜性改型，無酸霧內(nèi)化成工藝是定型工藝的革新。這些技術(shù)工藝均屬國內(nèi)外首創(chuàng)，該產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用及廢棄物中都不存在污染問題，更符合環(huán)保要求，由于鉛晶蓄電池用硅酸鹽取代硫酸液作電解質(zhì)，從而克服了鉛酸電池使用壽命短，不能大電流充放電的一系列缺點(diǎn)，更加符合動力電池的必備條件，鉛晶電池也必將對動力電池領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的推動作用。

鐵鎳蓄電池

也叫愛迪生電池。鉛蓄電池是一種酸性蓄電池，與之不同，鐵鎳蓄電池的電解液是堿性的氫氧化鉀溶液，是一種堿性蓄電池。其正極為氧化鎳，負(fù)極為鐵。電動勢約為1.3～1.4伏。其優(yōu)點(diǎn)是輕便、壽命長、易保養(yǎng)，缺點(diǎn)是效率不高。

鎳鎘蓄電池

正極為氫氧化鎳，負(fù)極為鎘，電解液是氫氧化鉀溶液。

其優(yōu)點(diǎn)是輕便、抗震、壽命長，常用于小型電子設(shè)備。

銀鋅蓄電池

正極為氧化銀，負(fù)極為鋅，電解液為氫氧化鉀溶液。

銀鋅蓄電池的比能量大，能大電流放電，耐震，用作宇宙航行、人造衛(wèi)星、火箭等的電源。充、放電次數(shù)可達(dá)約100～150次循環(huán)。其缺點(diǎn)是價格昂貴，使用壽命較短。

燃料電池

一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外部分別向兩個電極區(qū)域連續(xù)地補(bǔ)充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料（例如氫、甲烷等）、氧化劑（例如氧和空氣等）、電極和電解液等四部分構(gòu)成。其電極具有催化性能，且是多孔結(jié)構(gòu)的，以保證較大的活性面積。工作時將燃料通入負(fù)極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)以獲得電能。

燃料電池把燃燒反應(yīng)所放出的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽运哪芰坷寐矢?，約等于熱機(jī)效率的2倍以上。此外它還有下述優(yōu)點(diǎn)：①設(shè)備輕巧；②不發(fā)噪音，很少污染；③可連續(xù)運(yùn)行；④單位重量輸出電能高等。因此，它已在宇宙航行中得到應(yīng)用，在特種與民用的各個領(lǐng)域中已展現(xiàn)廣泛應(yīng)用的前景。

太陽電池

把太陽光的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。當(dāng)日光照射時，產(chǎn)生端電壓，得到電流，用于人造衛(wèi)星、宇宙飛船中的太陽電池是半導(dǎo)體制成的（常用硅光電池）。日光照射太陽電池表面時，半導(dǎo)體PN結(jié)的兩側(cè)形成電位差。其效率在百分之十以上，典型的輸出功率是5～10毫瓦每平方厘米。

溫差電池

兩種金屬接成閉合電路，并在兩接頭處保持不同溫度時，產(chǎn)生電動勢，即溫差電動勢，這叫做塞貝克效應(yīng)（見溫差電現(xiàn)象），這種裝置叫做溫差電偶或熱電偶。金屬溫差電偶產(chǎn)生的溫差電動勢較小，常用來測量溫度差。但將溫差電偶串聯(lián)成溫差電堆時，也可作為小功率的電源，這叫做溫差電池。用半導(dǎo)體材料制成的溫差電池，溫差電效應(yīng)較強(qiáng)。

核電池

把核能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置（核發(fā)電裝置是利用核裂變能量使蒸汽受熱以推動發(fā)電機(jī)發(fā)電，還不能將核裂變過程中釋放的核能直接轉(zhuǎn)換成電能）。通常的核電池包括輻射β射線（高速電子流）的放射性源（例如鍶-90），收集這些電子的集電器，以及電子由放射性源到集電器所通過的絕緣體三部分。放射性源一端因失去負(fù)電成為正極，集電器一端得到負(fù)電成為負(fù)極。在放射性源與集電器兩端的電極之間形成電位差。這種核電池可產(chǎn)生高電壓，但電流很小。它用于人造衛(wèi)星及探測飛船中，可長期使用。

原電池

經(jīng)一次放電（連續(xù)或間歇）到電池容量耗盡后，不能再有效地用充電方法使其恢復(fù)到放電前狀態(tài)的電池。特點(diǎn)是攜帶方便、不需維護(hù)、可長期（幾個月甚至幾年）儲存或使用。原電池主要有鋅錳電池、鋅汞電池、鋅空氣電池、固體電解質(zhì)電池和鋰電池等。鋅錳電池又分為干電池和堿性

制造最早而至今仍大量生產(chǎn)的原電池。有圓柱型和疊層型兩種結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是使用方便、價格低廉、原材料來源豐富、適合大量自動化生產(chǎn)。但放電電壓不夠平穩(wěn)，容量受放電率影響較大。適于中小放電率和間歇放電使用。新型鋅錳干電池采用高濃度氯化鋅電解液、優(yōu)良的二氧化錳粉和紙板漿層結(jié)構(gòu)，使容量和壽命均提高一倍，并改善了密封性能。

堿性鋅錳電池

以堿性電解質(zhì)代替中性電解質(zhì)的鋅錳電池。有圓柱型和鈕扣型兩種。這種電池的優(yōu)點(diǎn)是容量大，電壓平穩(wěn)，能大電流連續(xù)放電，可在低溫（-40℃）下工作。這種電池可在規(guī)定條件下充放電數(shù)十次。

鋅汞電池

由美國S.羅賓發(fā)明，故又名羅賓電池。是最早發(fā)明的小型電池。有鈕扣型和圓柱型兩種。放電電壓平穩(wěn)，可用作要求不太嚴(yán)格的電壓標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是低溫性能差（只能在0℃以上使用），并且汞有毒。鋅汞電池已逐漸被其他系列的電池代替。

鋅空氣電池

以空氣中的氧為正極活性物質(zhì)，因此比容量大。有堿性和中性兩種系列，結(jié)構(gòu)上又有濕式和干式兩種。濕式電池只有堿性一種，用NaOH為電解液，價格低廉，多制成大容量（100安·小時以上）固定型電池供鐵路信號用。干式電池則有堿性和中性兩種。中性空氣干電池原料豐富、價格低廉，但只能在小電流下工作。堿性空氣干電池可大電流放電，比能量大，連續(xù)放電比間歇放電性能好。所有的空氣干電池都受環(huán)境濕度影響，使用期短，可靠性差，不能在密封狀態(tài)下使用。

固體電解質(zhì)電池

以固體離子導(dǎo)體為電解質(zhì)，分高溫、常溫兩類。高溫的有鈉硫電池，可大電流工作。常溫的有銀碘電池，電壓0.6伏，價格昂貴，尚未獲得應(yīng)用。已使用的是鋰碘電池，電壓2.7伏。這種電池可靠性很高，可用于心臟起搏器。但這種電池放電電流只能達(dá)到微安級。

堿性電池

堿性電池是最成功的高容量干電池，也是目前最具性能價格比的電池之一。堿性電池是以二氧化錳為正極，鋅為負(fù)極，氫氧化鉀為電解液。其特性上較碳性電池來的優(yōu)異，電容量大。

化學(xué)方程式為：Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn（OH）2結(jié)構(gòu)

鋰電池

以鋰為負(fù)極的電池。它是60年代以后發(fā)展起來的新型高能量電池。按所用電解質(zhì)不同分為：①高溫熔融鹽鋰電池；②有機(jī)電解質(zhì)鋰電池；③無機(jī)非水電解質(zhì)鋰電池；④固體電解質(zhì)鋰電池；⑤鋰水電池。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是單體電池電壓高，比能量大，儲存壽命長（可達(dá)10年），高低溫性能好，可在-40～150℃使用。缺點(diǎn)是價格昂貴，安全性不高。另外電壓滯后和安全問題尚待改善。大力發(fā)展動力電池和新的正極材料的出現(xiàn)，特別是磷酸亞鐵鋰材料的發(fā)展，對鋰電發(fā)展有很大幫助。

儲備電池

有兩種激活方式，一種是將電解液和電極分開存放，使用前將電解液注入電池組而激活，如鎂海水電池、儲備式鉻酸電池和鋅銀電池等。另一種是用熔融鹽電解質(zhì)，常溫時電解質(zhì)不導(dǎo)電，使用前點(diǎn)燃加熱劑將電解質(zhì)迅速熔化而激活，稱為熱電池。這種電池可用鈣、鎂或鋰合金為負(fù)極，KCl和LiCl的低共熔體為電解質(zhì)，CaCrO4.PbSO4或V2O5等為正極，以鋯粉或鐵粉為加熱劑。采用全密封結(jié)構(gòu)可長期儲存（10年以上）。

標(biāo)準(zhǔn)電池

最著名的是惠斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池，分飽和型和非飽和型兩種。其標(biāo)準(zhǔn)電動勢為1.01864伏（20℃）。非飽和型的電壓溫度系數(shù)約為飽和型的1/4。

6、干電池

一節(jié)干電池是最常用的類型，一節(jié)干電池從濕細(xì)胞是不同的，因為它們的電解質(zhì)中都包含在低水分膏，而濕細(xì)胞具有在液體中所含的電解質(zhì)，因此有名稱的差異。電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生帶電的電荷，從內(nèi)側(cè)流動到外電路，該電路被連接到一個電氣設(shè)備。

糊式鋅

由鋅筒、電糊層、二氧化錳正極、炭棒、銅帽等組成。最外面的一層是鋅筒，它既是電池的負(fù)極又兼作容器，在放電過程中它要被逐漸溶解；中央是一根起集流作用的碳棒；緊緊環(huán)繞著這根碳棒的是一種由深褐色的或黑色的二氧化錳粉與一種導(dǎo)電材料（石墨或乙炔黑）所構(gòu)成的混合物，它與碳棒一起構(gòu)成了電池的正極體，也叫炭包。為避免水分的蒸發(fā)，干電池的上部用石蠟或瀝青密封。鋅-錳干電池工作時的電極反應(yīng)為鋅極：Zn→Zn2++2e

紙板式鋅

在糊式鋅-錳干電池的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。它以厚度為70～100微米的不含金屬雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)牛皮紙為基，用調(diào)好的糊狀物涂敷其表面，再經(jīng)過烘干制成紙板，以代替糊式鋅-錳干電池中的糊狀電解質(zhì)層。紙板式鋅-錳干電池的實際放電容量比普通的糊式鋅-錳干電池要高出2～3倍。標(biāo)有“高性能”字樣的干電池絕大部分為紙板式。

堿性鋅

其電解質(zhì)由汞齊化的鋅粉、35%的氫氧化鉀溶液再加上一些鈉羧甲基纖維素經(jīng)糊化而成。由于氫氧化鉀溶液的凝固點(diǎn)較低、內(nèi)阻小，因此堿性鋅-錳干電池能在－20℃溫度下工作，并能大電流放電。堿性鋅-錳干電池可充放電循環(huán)40多次，但充電前不能進(jìn)行深度放電（保留60%～70%的容量），并需嚴(yán)格控制充電電流和充電期終的電壓。

疊層式鋅

由幾個結(jié)構(gòu)緊湊的扁平形單體電池疊在一起構(gòu)成。每一個單體電池均由塑料外殼、鋅皮、導(dǎo)電膜以及隔膜紙、炭餅（正極）組成。隔膜紙是一種吸有電解液的表面有淀粉層的漿層紙，它貼在鋅皮的上面；隔膜紙上面是炭餅。隔膜紙如同糊式干電池的電糊層，起隔離鋅皮負(fù)極和炭餅正極的作用。疊層式鋅-錳干電池減去了圓筒形糊式干電池串聯(lián)組合的麻煩，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、體積比容量大，但貯存壽命短且內(nèi)阻較大，因而放電電流不宜過大。

堿性蓄電池

與同容量的鉛蓄電池相比，其體積小，壽命長，能大電流放電，但成本較高。堿性蓄電池按極板活性材料分為鐵鎳、鎘鎳、鋅銀蓄電池等系列。以鎘鎳蓄電池為例，堿性蓄電池的工作原理是：蓄電池極板的活性物質(zhì)在充電后，正極板為氫氧化鎳〔Ni（OH）3〕，負(fù)極板為金屬鎘（Cd）；而放電終止時，正極板轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸瘉嗘嚒睳i（OH）2〕，負(fù)極板轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸k〔Cd（OH）2〕，電解液多選用氫氧化鉀（KOH）溶液。

空氣電池

以空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)，金屬作為負(fù)極活性物質(zhì)的一種高能電池。使用的金屬一般是鎂、鋁、鋅、鎘、鐵等；電解質(zhì)為水溶液。其中鋅-空氣電池已成為成熟的產(chǎn)品。

金屬-空氣電池具有較高的比能量，這是因為空氣不計算在電池的重量之內(nèi)。鋅-空氣電池的比能量是現(xiàn)生產(chǎn)的電池中最高的，已達(dá)400瓦·小時/千克（Wh/kg），是一種高性能中功率電池，并正向高功率電池的方向發(fā)展。生產(chǎn)的金屬-空氣電池主要是一次電池；研制中的二次金屬-空氣電池為采用更換金屬電極的機(jī)械再充電電池。由于金屬-空氣電池工作時要不斷地供應(yīng)空氣，因此它不能在密封狀態(tài)或缺少空氣的環(huán)境中工作。此外，電池中的電解質(zhì)溶液易受空氣濕度的影響而使電池性能下降；空氣中的氧會透過空氣電極并擴(kuò)散到金屬電極上，形成腐蝕電池引起自放電。

鋰錳電池

*大功率型：

oCR14250SL；CR14335SL；CR14505SL；CR2SL；CR123ASL；

oCR17285SL；CR17335SL；CR17450SL；CR17505SL；CR17505SL；

oCR18505SL；CR20505SL；CR26500SL；CR26600SL；CR34615SL；

o2C

*標(biāo)稱電壓：3.0V

*容量

*結(jié)構(gòu)：螺旋結(jié)構(gòu)，激光密封。最適用于高電流放電持續(xù)以及脈沖電流

*大容量類型：

oCR14250BL；CR14335BL；CR14505BL；CR17335BL；CR17450BL

*線軸結(jié)構(gòu)，激光密封

*適合低電流長期使用

納米電池

納米即10^（-9）米，納米電池即用納米材料（如納米MnO2，LiMn2O4，Ni（OH）2等）制作的電池，納米材料具有特殊的微觀結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能（如量子尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)和隧道量子效應(yīng)等。目前國內(nèi)技術(shù)成熟的納米電池是納米活性碳纖維電池。主要用于電動汽車，電動摩托，電動助力車上。該種電池可充電循環(huán)1000次，連續(xù)使用達(dá)10年左右一次充電只需20分鐘左右，平路行程達(dá)400km，重量在128kg，已經(jīng)超越美日等國的電池汽車水平。它們生產(chǎn)的鎳氫電行程300km。

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料，而其它正極材料由于多種原因，在市場上還沒有大量生產(chǎn)。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。磷酸鐵鋰電池具有超長壽命、使用安全、可大電流快速放電、耐高溫、大容量、無記憶效應(yīng)、體積小、重量輕、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)；因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發(fā)展計劃，成為國家重點(diǎn)支持和鼓勵發(fā)展的項目。

水果電池

兩種金屬片的電化學(xué)活性是不一樣的，其中更活潑的那邊的金屬片能置換出水果中的酸性物質(zhì)的氫離子，由于產(chǎn)生了正電荷，整個系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定，所以在組成原電池的情況下，由電子從回路中保持系統(tǒng)的穩(wěn)定，這樣的話理論上來說電流大小直接和果酸濃度相關(guān)，在此情況下，如果回路的長度改變，勢必造成回路的改變，所以也會造成電壓的改變。

7、各種型號

一般分為：1.2.3.5.7號，其中5號和7號尤為常用，所謂的AA電池就是5號電池，而AAA電池就是7號電池。

其他型號

說說常見的“AAAA，AAA，AA，A，SC，C，D，N，F(xiàn)”這些型號

AAAA型號少見，一次性的AAAA勁量堿性電池偶爾還能見到，一般是電腦筆里面用的。標(biāo)準(zhǔn)的AAAA（平頭）電池高度41.5±0.5mm，直徑8.1±0.2mm。

AAA型號電池就比較常見，以前的MP3用的多是AAA電池，標(biāo)準(zhǔn)的AAA（平頭）電池高度43.6±0.5mm，直徑10.1±0.2mm。

AA型號電池就更是盡人皆知，數(shù)碼相機(jī)，電動玩具都少不了AA電池，標(biāo)準(zhǔn)的AA（平頭）電池高度48.0±0.5mm，直徑14.1±0.2mm。

只用一個A表示型號的電池不常見，這一系列通常作電池組里面的電池芯，老攝像機(jī)的鎳鎘，鎳氫電池，幾乎都是4/5A，或者4/5SC的電池芯。標(biāo)準(zhǔn)的A（平頭）電池高度49.0±0.5mm，直徑16.8±0.2mm。

SC型號也不常見，一般是電池組里面的電池芯，多在電動工具和攝像機(jī)以及進(jìn)口設(shè)備上能見到，標(biāo)準(zhǔn)的SC（平頭）電池高度42.0±0.5mm，直徑22.1±0.2mm。

C型號也就是二號電池，標(biāo)準(zhǔn)的C（平頭）電池高度49.5±0.5mm，直徑25.3±0.2mm。

D型號就是一號電池，用途廣泛，民用，特種，特異型直流電源都能找到D型電池，標(biāo)準(zhǔn)的D（平頭）電池高度59.0±0.5mm，直徑32.3±0.2mm。

N型號不常見，標(biāo)準(zhǔn)的N（平頭）電池高度28.5±0.5mm，直徑11.7±0.2mm。

F型號電池，電動助力車，動力電池的新一代產(chǎn)品，大有取代鉛酸免維護(hù)蓄電池的趨勢，一般都是作電池芯（個人見解：其實個太大，不好單獨(dú)使用，呵呵）。標(biāo)準(zhǔn)的F（平頭）電池高度89.0±0.5mm，直徑32.3±0.2mm。

大家注意到，（平頭）字樣，指的是電池正極是平的，沒有突起，使用做電池組點(diǎn)焊使用的電池芯，一般同等型號尖頭的（可以用作單體電池供電的），在高度上就多了0.5mm。以此類推。還有，電池很多的時候并不是規(guī)規(guī)矩矩的“AAA，AA，A，SC，C，D，N，F(xiàn)”這些主型號，前面還時常有分?jǐn)?shù)“1/3，2/3，1/2，2/3，4/5，5/4，7/5”，這些分?jǐn)?shù)表示的是池體相應(yīng)的高度，例如“2/3AA”就是表示高是一般AA電池的2/3的充電電池；再如“4/5A”就是表示高是一般A電池的4/5的充電電池。

還有兩種型號表示方法，是五位數(shù)字，例如，14500，17490，26500，前兩位數(shù)字是指池體直徑，后三位數(shù)字是指池體高，例如14500就是指AA電池，即大約14mm直徑，50mm高。

例如，505060AR，305060A，其中前面兩位數(shù)字是指厚，中間兩位數(shù)是指寬，最后面兩位數(shù)是指長。例如505060AR就是鋰電池的5.0MM是厚，寬是50MM，60MM是長。后綴AR是表示鋁殼鋰電池。