電池的定義

 

甲電池，這實際上是一個單電池，是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的裝置。嚴(yán)格地說，電池由兩個或多個串聯(lián)或并聯(lián)連接的電池組成，但該術(shù)語通常用于單個電池。電池由負(fù)電極組成; 電解質(zhì)，傳導(dǎo)離子; 隔板，也是離子導(dǎo)體; 和正極。所述電解質(zhì)可以是水性或非水性（未由水）（由水組成），在液體，糊劑或固體形式。當(dāng)電池連接到外部負(fù)載或要供電的設(shè)備時，負(fù)電極提供流過負(fù)載的電子電流并被正電極接收。當(dāng)移除外部負(fù)載時，反應(yīng)停止。原電池只能將其化學(xué)品轉(zhuǎn)換成電能一次，然后必須丟棄。二次電池具有可以通過將電流通過它而重建的電極; 也稱為存儲或可充電電池，它可以多次重復(fù)使用。

 

 

 

什么是鎳鎘電池？

 

第一塊NiCd電池由瑞典的Waldemar Jungner于1899年創(chuàng)建。該電池在其正極（陰極）中使用氧化鎳，在其負(fù)極（陽極）中使用鎘化合物，并且使用氫氧化鉀溶液作為其電解質(zhì)。鎳鎘電池是可充電的，因此可以反復(fù)循環(huán)。鎳鎘電池在放電時將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，并在再充電時將電能轉(zhuǎn)換回化學(xué)能。在完全放電的NiCd電池中，陰極在陽極中含有氫氧化鎳[Ni（OH）2]和氫氧化鎘[Cd（OH）2]。當(dāng)電池充電時，陰極的化學(xué)組成發(fā)生轉(zhuǎn)變，氫氧化鎳變?yōu)榱u基氧化鎳[NiOOH]。在陽極中，氫氧化鎘轉(zhuǎn)化為鎘。當(dāng)電池放電時，過程相反，如下面的公式所示。Cd + 2H2O + 2NiOOH - > 2Ni（OH）2 + Cd（OH）2

 

 

 

什么是鎳氫電池？

 

鎳氫電池可以被認(rèn)為是鎳鎘電池和燃料電池之間的混合體。用氫氣電極代替鎘電極。該電池在視覺上與鎳鎘電池大不相同，因為電池是壓力容器，其必須包含超過1000磅/平方英寸（psi）的氫氣。它明顯比鎳鎘輕，但更難包裝，就像一箱雞蛋一樣。鎳氫電池有時與鎳氫電池相混淆，鎳氫電池是手機(jī)和筆記本電腦中常見的電池。鎳氫以及鎳鎘電池使用相同的電解質(zhì)，氫氧化鉀溶液，通常稱為堿液。開發(fā)鎳/金屬氫化物（Ni-MH）電池的激勵措施來自迫切的健康和環(huán)境問題，以尋找鎳/鎘可充電電池的替代品。由于工人的安全要求，美國電池處理鎘的工作已經(jīng)逐步淘汰。此外，1990年代和21世紀(jì)的環(huán)境立法很可能必須減少電池中鎘的使用，以供消費者使用。盡管存在這些壓力，但在鉛酸電池旁邊，鎳鎘電池仍然占據(jù)了可充電電池市場的最大份額。研究氫基電池的進(jìn)一步激勵來自于普遍認(rèn)為氫和電將取代并最終取代化石燃料資源的大部分能量貢獻(xiàn)，成為基于可再生能源的可持續(xù)能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)。最后，對用于電動車輛和混合動力車輛的Ni-MH電池的開發(fā)存在相當(dāng)大的興趣。

 

 

 

什么是鋰電池？

 

這些系統(tǒng)與所有前面提到的電池不同，因為在電解質(zhì)中不使用水。它們使用非水電解質(zhì)代替，其由有機(jī)液體和鋰鹽組成，以提供離子導(dǎo)電性。該系統(tǒng)具有比含水電解質(zhì)系統(tǒng)高得多的電池電壓。如果沒有水，氫氣和氧氣的釋放就會消失，細(xì)胞可以在更寬的電位下運行。它們還需要更復(fù)雜的裝配，因為它必須在幾乎完全干燥的環(huán)境中完成。首先開發(fā)了許多不可充電電池，其中鋰金屬作為陽極。用于今天手表電池的商用紐扣電池大多是鋰化學(xué)品。這些系統(tǒng)使用各種安全，足以供消費者使用的陰極系統(tǒng)。陰極由各種材料制成，例如單氟化碳，氧化銅或五氧化二釩。所有固體陰極系統(tǒng)都受限于它們將支持的放電速率。

 

 

為了獲得更高的放電速率，開發(fā)了液體陰極系統(tǒng)。電解質(zhì)在這些設(shè)計中是反應(yīng)性的并且在多孔陰極處反應(yīng)，其提供催化位點和電流收集。這些系統(tǒng)的幾個實例包括鋰 - 亞硫酰氯和鋰 - 二氧化硫。這些電池用于太空和軍事應(yīng)用，以及地面上的緊急信標(biāo)。它們通常不向公眾開放，因為它們不如固體陰極系統(tǒng)安全。鋰離子電池技術(shù)的下一步被認(rèn)為是鋰聚合物電池。該電池用凝膠電解質(zhì)或真正的固體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)。這些電池應(yīng)該比鋰離子電池更輕，但目前還沒有計劃在太空中使用這種技術(shù)。它在商業(yè)市場上也不常見，盡管它可能即將到來。回想起來，自太空飛行誕生以來，六十年代漏電的手電筒電池已經(jīng)走過了漫長的道路。有多種解決方案可以滿足太空飛行的許多需求，零下80度到太陽能飛行的高溫。它可以處理大量輻射，數(shù)十年的服務(wù)，以及達(dá)到數(shù)十千瓦的負(fù)載。這項技術(shù)將不斷發(fā)展，并不斷努力改進(jìn)電池。