鋰電池基本知識之電池原理講解（什么是電池，電池的分類，化學(xué)原理，主要結(jié)構(gòu)）
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-05 19:07
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1、什么是電池？
電池即一種化學(xué)電源，一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中，當(dāng)連接在某一外部載體上時，通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來提供電能。
2、電池的分類
A．按工作性質(zhì)分類：
（1）原電池：又稱一次電池，指電池放電后不能再次充電而繼續(xù)使用的電池。如果原電池中電解質(zhì)不流動，則稱為干電池。
如：鋅-錳干電池、鋅-汞電池、 鋰電池。
（2）蓄電池：又稱二次電池，指電池放電后可再次充電而繼續(xù)使用的電池。
如：鉛酸電池、鎘-鎳電池、氫-鎳電池、鋰離子電池
（3）貯備電池：又稱“激活電池”，此類電池在不工作時處于惰性狀態(tài)，能長期貯存，當(dāng)需要工作時，經(jīng)過激活使之進(jìn)入放電狀態(tài)的電池。（使用前臨時注入電解液或用其它方法使電池激活。
如：鎂-銀電池 鉛-高氯酸電池
（4）燃料電池：該類電池又稱“連續(xù)電池”，即將活性物質(zhì)連續(xù)注入電池，使其連續(xù)放電的電池。
如：氫-氧燃料電池； 肼-空氣燃料電池
B．按電解質(zhì)性質(zhì)分類：
按電解質(zhì)性質(zhì)可分為酸性電池（鉛酸電池）、堿性電池（氫鎳電池）、中性電池、有機(jī)電解質(zhì)電池（鋰離子電池，如Li-MnO2)、非水無機(jī)電解質(zhì)電池(Li-SOCL2鋰-亞硫酰氯)和固體電解質(zhì)電池。
C．按活性物質(zhì)的保存方式分類：
按活性物質(zhì)的保存方式可以分為：活性物質(zhì)保存在電極上面，其中有一次電池和二次電池兩種；活性物質(zhì)保存在電池之外，使用時通入電極，這類有非再生型燃料電池和再生型電池。
此外也有人根據(jù)電池的特性把電池分成高容量電池、密封電池、免維護(hù)電池、防爆電池等。
3、一次電池與二次電池的有哪些異同點？
一次電池只能放電一次，二次電池可反復(fù)充放電循環(huán)使用，可充電電池在放電時電極體積和結(jié)構(gòu)之間發(fā)生可逆變化，因此設(shè)計時必須調(diào)節(jié)這些變化，而一次電池內(nèi)部則簡單得多，因為它不需要調(diào)節(jié)這些可逆性變化，一次電池的質(zhì)量比容量和體積比容量均大于一般充電電池，但內(nèi)阻（0.2-0.5Ω）遠(yuǎn)比二次電池大，因此負(fù)載能力較低，另外，一次電池的自放電遠(yuǎn)小于二次電池。
4、鎳鎘電池的電化學(xué)原理是什么？
鎳鎘電池采用Ni(OH)2作為正極，CdO作為負(fù)極，堿液（主要為KOH）作為電解液。
鎳鎘電池充電時，正極發(fā)生如下反應(yīng) Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)： Cd(OH)2 + 2e → Cd + 2OH- 總反應(yīng)為：2Ni(OH)2 + Cd(OH)2→ 2NiOOH+ Cd+ 2H2O
放電時，反應(yīng)逆向進(jìn)行NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OH- Cd + 2OH- + 2e→ Cd(OH)2 充電時，隨著NiOOH濃度的增大，Ni(OH)2濃度的減小，正極的電勢逐漸上升，而隨著Cd的增多，Cd(OH)2的減小，負(fù)極的電勢逐漸降低，當(dāng)電池充滿電時，正極、負(fù)極電位均達(dá)到一個平衡值，二者電勢之差即為電池之充電電壓。
5、鎳氫電池的電化學(xué)原理是什么？
鎳氫電池采用與鎳鎘電池相同的Ni氧化物作為正極，儲氫金屬作為負(fù)極，堿液（主要為KOH）作為電解液，鎳氫電池充電時，正極發(fā)生反應(yīng)如下： Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 負(fù)極反應(yīng)：MHn + ne → M + n/2H2 放電時，正極：NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH- 負(fù)極：M + n/2H2 → MHn + ne
6、電池的主要結(jié)構(gòu)組成是什么？
電池的主要組成部分為：正極片、負(fù)極片、隔膜紙、蓋帽、外殼、絕緣層。
因為環(huán)保、省油等優(yōu)點，電動車已然成為汽車發(fā)展的潮流，相應(yīng)的電池?zé)o疑成為影響電動汽車科技進(jìn)一步提高的一個重要因素，池能最近將在文章里面介紹當(dāng)下主要的兩種汽車電池做對比研究，分析其中性能上的優(yōu)缺點，絕對的干貨，希望大家持續(xù)關(guān)注。
磷酸鐵理電池是用來做鋰離子二次電池的，現(xiàn)在主要方向是動力電池.相對NI-MH、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢。
磷酸鐵鋰電池的性能怎么樣呢？
鋰離子動力電池的性能主要取決于正負(fù)極材料.磷酸鐵鋰作為鋰電池材料是近幾年才出現(xiàn)的事，國內(nèi)開發(fā)出大容量磷酸鐵理電池是2005年7月.其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的.這些也正是動力電池最終要的技術(shù)指標(biāo).1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒.穿刺不爆炸。磷酸鐵理正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用.以滿足電動車頻繁充放電的需要.具有無毒。無污染。安全性能好。原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點.是新一代鋰離子電池的理想正極材料。磷酸鐵鋰電池的突出特點有哪些？
本項目屬于高新技術(shù)項目中功能性能源材料的開發(fā).是國家“863”計劃、“973”計劃和“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點支持的領(lǐng)域。
鋰離子電池的正極材料磷酸鐵鋰電池。這種新材料不是以往的鋰離子電池正極材料LiCo02, LiMn204， LiNiM02,其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標(biāo).1C充放循環(huán)壽命達(dá)2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒.不爆炸.穿刺不爆炸。磷酸鐵理正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用.
