電池有哪些分類？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-30 21:05
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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)點是放電時電動勢較穩(wěn)定，缺點是比能量(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)——氫氧化鉛〔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，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)點是輕便、壽命長、易保養(yǎng)，缺點是效率不高。
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)點是放電時電動勢較穩(wěn)定，缺點是比能量(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)——氫氧化鉛〔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，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)點是輕便、壽命長、易保養(yǎng)，缺點是效率不高。
