電池的應用範圍極其廣泛。作為電力來源，它們被用作 兒童玩具電池既可用於電動工具，也可用作電動汽車的動力源。要勝任使用電池，有必要了解它們的特性、優缺點。
什麼是電池，它是如何構造的？
電池 - 是可再生的 電能的來源.與原電池相比，它可以在放電後充電。原則上，所有蓄電池都以相同的方式構造，由放置在電解質中的陰極和陽極組成。
電極的材料和電解質的成分各不相同，這決定了電池的消費特性及其應用範圍。可以將多孔介電隔板、電解質浸漬隔板放置在陰極和陽極之間。但它主要決定組件的機械性能，原則上不影響電池的運行。
一般來說，電池運行基於兩種能量轉換：
- 電到化學充電；
- 放電時化學變為電。
兩種類型的轉換都基於可逆化學反應的流動，其過程由電池中使用的物質決定。例如，在鉛酸電池中，陽極的活性部分由二氧化鉛製成，陰極由金屬鉛製成。電極在硫酸電解液中。在陽極放電期間，二氧化鉛隨著硫酸鉛和水的形成而被還原，而在陰極的鉛被氧化為硫酸鉛。充電過程中會發生逆反應。在其他電池設計中，組件的反應不同，但原理相似。
電池的種類和種類
電池的消費性能主要由其生產技術決定。在家庭和工業中，幾種類型的電池是最常見的。
鉛酸 。
這種類型的電池發明於十九世紀中葉，至今仍有其應用領域。它的優點包括：
- 簡單、便宜且經過數十年的生產技術驗證；
- 大電流輸出；
- 使用壽命長（從 300 到 1000 次充放電循環）；
- 最低自放電電流；
- 沒有記憶效應。
也有缺點。首先，它是低比功率容量，導致尺寸和重量的增加。還注意到在負溫度下性能不佳，尤其是在負 20 °C 以下。處置也存在問題——鉛化合物毒性很大。但是這個問題 對於其他類型的電池也必須解決。.
儘管酸鉛電池的設備已達到最佳狀態，但即使在這裡也有改進的選擇。例如，有 AGM 技術，根據該技術，將浸漬有電解質的多孔材料放置在電極之間。電化學充電和放電過程不受影響。它主要改善了電池的機械特性（抗振動、幾乎可以在任何位置工作等），並在一定程度上增加了操作的安全性。
另一個顯著的優勢是在溫度低至 - 30°C 的情況下改進了操作，而不會損失容量和電流輸出。AGM 電池製造商聲稱增加了啟動電流和使用壽命。
酸鉛電池的另一種改進是凝膠電池。電解液增稠成膠狀。這可以防止運行過程中的電解液洩漏並消除氣體形成的可能性。但是，電流輸出有所降低，這限制了凝膠電池作為啟動電池的使用。這種電池在增加容量和使用壽命方面所宣稱的神奇特性是營銷人員的良心。
鉛蓄電池通常以穩壓方式充電。這會增加電池電壓並降低充電電流。充電過程結束的標準是電流下降到設定的限制。
鎳鎘
它們的年齡已接近尾聲，其應用範圍正在逐漸縮小。它們的主要缺點是顯著的記憶效應。如果您開始為未完全放電的鎳鎘電池充電，則電池會“記住”這個水平，容量進一步由這個值決定。另一個問題是環境友好性低。有毒的鎘化合物會在處理此類電池時產生問題。其他缺點包括：
- 自放電傾向高；
- 相對較低的功率容量。
但也有優點：
- 低成本;
- 使用壽命長（高達 1000 次充放電循環）；
- 提供大電流的能力。
這些電池的優點還包括在低負溫度下運行的能力。
Ni-Cd 電池以恆流模式充電。可以通過平滑或逐步減小充電電流進行充電來充分利用容量。該過程的結束通過電池電壓的降低來監控。
鎳氫
它們旨在替代鎳鎘電池。它們具有鎳鎘電池的許多特性和性能特點。我們設法部分消除了記憶效應，將電源容量提高了大約一倍半，並減少了自放電的趨勢。同時，當前產量保持高位，成本基本保持在同一水平。環境問題已得到緩解——電池的生產不使用有毒化合物。但這必須以更短的壽命（最多 5 倍）和在負溫度下工作的能力來支付 - 僅低至 -20°C，而鎳鎘電池則為 -40°C。
這種電池以恆流模式充電。通過將每個電池上的電壓增加到 1.37 伏來監控過程的結束。最有利的是具有負發射的脈衝電流模式。這消除了記憶效應的影響。
鋰離子
鋰離子電池正在佔領世界。他們正在從位置似乎不可動搖的區域取代其他類型的電池。鋰離子電池幾乎沒有記憶效應（存在，但在理論水平上），最多可承受600次充放電循環，能量容量比鎳的容重比高2-3倍金屬氫化物電池。
存儲過程中自放電的趨勢也很小，但您必須為字面意義上的這一切付出代價——這種電池比傳統電池貴得多。我們可以預期價格會隨著生產的發展而下降，就像它們通常所做的那樣，但這種電池的其他固有缺點——電流輸出減少、無法在負溫度下運行——不太可能被現有技術克服。
隨著火災危險的增加，這在一定程度上限制了使用 鋰離子電池.還應該考慮到這樣的電池會退化。即使它們不充電和放電，它們的壽命本身也會在 1.5 ... 2 年的存儲中歸零。
最有利的充電模式是分兩步。首先是穩定的電流（平滑增加的電壓），然後是穩定的電壓（平滑減少的電流）。在實踐中，第二階段以逐步減小充電電流的形式實現。更常見的是，這個階段由一個步驟組成 - 只是降低穩定電流。
電池的基本特性
選擇電池時要注意的第一個參數是 標稱電壓.一個電池單元的電壓由電池內部發生的物理和化學過程決定，並取決於電池的類型。一個充滿電的罐子可以提供：
- 鉛酸電池 - 2.1 伏；
- 鎳鎘 - 1.25 伏；
- 鎳氫，1.37 伏；
- 鋰離子電池：3.7 伏。
為了獲得更高的電壓，將電池組裝成電池。因此，對於汽車電池，您必須串聯 6 個鉛酸電池才能獲得 12 伏（更準確地說，是 12.6 伏），而對於 18 伏螺絲刀 - 5 個 3.7 伏的鋰離子電池。
第二個重要參數是 容量.這決定了電池在負載下的工作時間。它以安培小時為單位（電流對時間的乘積）。例如，容量為 3 A·h 的電池以 1 安培的電流放電將在 3 小時內放電，以 3 安培的電流放電將在 1 小時內放電。
重要的！ 嚴格來說， 電池的容量 取決於當前 因此，同一電池在不同負載值下的電流和放電時間的乘積不會相同。
第三個重要參數 載流能力.這是電池可以提供的最大電流。這很重要，例如，對於 汽車電池 - 確定在寒冷天氣下轉動發動機軸的能力。此外，提供高電流、產生高扭矩的能力也很重要，例如，對於電動工具。但對於移動設備來說，這個特性並不是那麼重要。
電池的電氣特性和消費質量取決於其設計和生產技術。正確使用電池意味著利用可再生化學能源的優勢並消除劣勢。
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