什麽是電池？電池是壹種能量轉換和儲存裝置，主要通過化學反應將化學能或物理能轉化為電能。電池是壹種化學電源，由兩種成分不同的電化學活性電極組成。兩個電極浸在可以提供介質傳導的電解液中。當連接到外部載體時，它們可以通過轉換內部的化學能來提供電能。壹次電池和二次電池壹次電池，也稱為不可充電電池或壹次電池，通過電池的單向化學反應產生電能。壹次電池的放電導致電池化學成分發生永久且不可逆的變化。但是可充電電池，也稱為二次電池，可以在應用中放電或由充電器充電。因此，二次電池儲存能量而不是產生能量。電池由哪些部分組成？任何壹種電池都是由四個基本部件組成的，而這四個主要部件就是兩個電極、電解液、隔膜和由不同材料制成的外殼。電池有多少種？化學電池可分為:原電池(原電池)；二次電池(充電電池)鉛酸電池。其中，壹次電池可分為膏狀鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池和壹次鋰錳電池。二次電池可分為:鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開放式鉛酸蓄電池和全封閉式鉛酸蓄電池。什麽是鋅錳幹電池？鋅錳電池，又稱勒克朗什電池，是法國科學家勒克朗什在1868年發明的。鋅(Zn)用作負電極，二氧化錳(MnO2)用作正電極，中性氯化銨(NH4C1)和氧化鋅(ZnC12)用作電解質溶液。根據隔離層的用途可分為膏狀電池和板式電池，板式電池根據電解液的不同可分為銨型電池和鋅型電池。什麽是堿性鋅錳電池？它是20世紀中期在鋅錳電池的基礎上發展起來的，是鋅錳電池的改進型。該電池使用氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)的水溶液作為電解質溶液，采用與鋅錳電池相反的負極結構。負極為糊狀膠體，銅釘作為集流體，正極在外，活性物質和導電物質壓成環狀與電池外殼連接，正負極之間用特殊隔膜隔開。什麽是鉛酸電池？1859在普朗泰發現，由五個基本部分組成:正極板、負極板、電解液、隔板和容器(電池槽)。由二氧化鉛作為正極活性材料、鉛作為負極活性材料、硫酸作為電解液、微孔橡膠、燒結PVC、玻璃纖維和聚丙烯作為隔膜制成的電池。鎳鎘電池和金屬氫化物電池是什麽？兩者都是以氧化鎳或氫氧化鎳為正極，氫氧化鉀或氫氧化鈉為電解質溶液，金屬鎘或金屬氫化物為負極。金屬氫化物電池是80年代後期利用吸氫合金的電化學可逆性和放氫反應發明的，是小型二次電池的主導產品。什麽是鋰電池？指以金屬鋰或鋰化合物為活性物質的電池，稱為鋰電池，可分為壹次鋰電池和二次鋰電池。什麽是鋰離子電池？它是指用能夠嵌入和脫嵌鋰離子的碳材料代替純鋰作為負極，鋰化合物作為正極，混合電解液作為電解液制成的電池。什麽是燃料電池？指利用燃料(如氫氣或含氫燃料)和氧化劑(如純氧或空氣中的氧氣)直接連接發電的裝置。它具有效率高，電化學反應轉化效率達40%以上，無汙染氣體排放的特點。酸性鋅錳幹電池鋅錳電池，又叫Leclanche電池，是法國科學家Leclanche於1868年發明的，以鋅(Zn)為負極，二氧化錳(MnO2)為正極，以中性氯化銨(NH4C1)和氧化鋅(ZnC65438)為電解液。以澱粉或紙漿紙為隔離層的電池稱為鋅錳電池。由於其電解質溶液通常制成凝膠或吸附在其他載體上，故又稱為鋅錳幹電池。根據隔離層的用途可分為膏狀電池和板式電池，板式電池根據電解液的不同可分為銨型電池和鋅型電池。酸性鋅錳幹電池采用鋅管作為負極，經過汞齊化處理後，表面性質更加均勻，以減少鋅的腐蝕，提高電池的儲存性能。正極材料是由二氧化錳粉末、氯化銨和炭黑組成的混合漿料。碳棒插入陰極材料的中間，作為提取電流的導體。正極和負極之間有壹層增強的隔離紙，用含有氯化銨和氯化鋅的電解質溶液浸透，金屬鋅的上部是密封的。這種電池是萊克蘭在65438+60年代發明的，所以也叫萊克蘭謝電池或碳鋅幹電池，可以表示為:(-) Zn | NH4Cl (20%) ZnCl2 | MnO2，C (+)？雖然這種電池歷史悠久，但其電化學過程尚未完全了解。壹般認為電池中的反應如下:正極為陰極，錳由四價還原為三價2 MnO 2+2H2O+2E-→2 MnO(OH)+2OH-負極為陽極，鋅氧化為二價鋅離子:Zn+2 NH 4 cl-→Zn(NH3)2c L2+2h+2e-電池總反應為2 MnO 2+Zn+2 NH 4 cl-→2 MnO(OH)+Zn(NH3)2c L2。實際經驗表明，電池的伏安特性與二氧化錳的來源有關，直接取決於錳的氧化價態。目前NH4Cl已經完全被ZnCl2電解質取代，充分說明Zn2+和Cl-在沒有NH4+的情況下配位[ZnCl 2]2-。放電前pH=5，放電後上升到pH = 7時pH為中性。電池的特點是:(1)開路電壓為1.55V ~ 1.70V；(2)原料豐富，價格低廉；(3)各種型號1號~ 5號；(4)攜帶方便，適合間歇排放。缺點是:使用過程中電壓不斷下降，不能提供穩定的電壓，放電功率低，比能量小，低溫性能差，不能在-20℃工作。寒冷地區只能使用堿性鋅錳幹電池。堿性鋅錳幹電池堿性鋅錳幹電池是20世紀中期在鋅錳電池的基礎上發展起來的改進型鋅錳電池。電池使用氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)的水溶液作為電解質溶液，采用不同於鋅錳電池的負極結構。負極由鋅片換成鋅粉，外殼換成鋼皮，正極依然是石墨和二氧化錳。1882年研制成功，1912年研制成功，1949年投產。研究發現，用KOH電解質溶液代替NH4Cl作為電解液時，電解液和結構都發生了很大的變化，電池的比能量和放電電流都有顯著提高。負極:Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e-正極:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-總反應為:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)堿性鋅錳幹電池的優點，電解液由中性變為堿性，離子導電性更好，負極也。據測試，這種電池的容量和放電時間比普通鋅錳幹電池高出數倍。優越的性能使得這種電池發展迅速。目前我國主要生產酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池。前者是大公、牡丹、中華、天鵝和555，後者是扶南、雙鹿和白象。據1995統計，全球幹電池總產量為250億只，其中堿錳電池70億只。近五年來，美國、歐洲和日本堿錳電池年增長率超過12%，美國、歐洲和日本堿錳電池國內市場份額分別為72%、52%和29%。我國堿錳電池總產量近3億只，僅占幹電池總產量的3%，預計五年後將增長到10% ~ 15%。從目前的發展情況來看，扶南、雙鹿、白象等品牌已經達到國際標準，最高生產速度達到200 /min，美、日達到300/min以上。鎳鎘電池鎳鎘電池以Ni(OH)2為正極，CdO為負極，堿性溶液(主要是KOH)為電解液。鎳鎘電池充電時，陽極發生以下反應:Ni(OH)2–E+OH-→Niooh+H2O；在陰極:Cd(OH)2+2e→Cd+2OH-總反應為:2Ni(OH)2+Cd(OH)2→2 nio OH+Cd+2H2O；放電時，反應是反向的。隨著NiOOH濃度的增加，Ni(OH)2的濃度降低，正極電位逐漸升高，而隨著Cd的增加，負極電位逐漸降低。當電池充滿電時，正極和負極的電位都達到壹個平衡值，兩個電位之差就是電池的充電電壓。鎳氫電池鎳氫電池是90年代發展起來的壹種新型綠色電池。它具有高能量、長壽命、無汙染的特點，因此成為世界各國發展的高科技產品之壹。鎳氫電池的誕生應歸功於儲氫合金的發現。早在20世紀60年代末，人們就發現了壹種新型功能材料儲氫合金，它在壹定的溫度和壓力條件下，可以吸收和釋放大量的氫氣，因此被形象地稱為“吸氫海綿”。有些儲氫合金可以在強堿性電解質溶液中反復充放電並長期穩定存在，從而為我們提供了壹種新的負極材料，並在此基礎上發明了鎳氫電池。鎳氫電池中的儲氫合金實際上是金屬間化合物。金屬間化合物在鎳氫電池的制造中已有多種應用，主要分為兩大類。最常見的是AB5，其中A是稀土元素(or)加鈦(Ti)的混合物；b是鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)和(或)鋁(Al)。壹些高容量電池的電極主要由AB2組成，其中A是鈦(Ti)或釩(V)，B是鋯(Zr)或鎳(Ni)，加上壹些鉻(Cr)、鈷(Co)、鐵(Fe)和/或錳(Mn)。所有這些化合物都起著同樣的作用:可逆地形成金屬氫化物。當電池充電時，氫氧化鉀(KOH)電解液中的氫離子(H+)會被釋放出來，被這些化合物吸收，避免氫氣(H2)的形成，從而維持電池內部的壓力和體積。當電池放電後，這些氫離子會通過相反的過程回到原處。鎳氫電池的正極活性物質是氫氧化鎳(稱為氧化鎳電極)，負極活性物質是金屬氧化物，也叫儲氫合金(稱為儲氫電極)，電解液是6N氫氧化鉀。電池充放電過程中的電池反應為:其中m代表儲氫合金材料。電池的開路電壓為:1.2V ~ 1.3V，因儲氫材料和制備工藝不同而不同。三洋公司生產的普通鎳氫電池是普朗泰在1859年發明的，由正極片、負極片、電解液、隔膜和容器(電池槽)五個基本部分組成。由二氧化鉛作為正極活性材料、鉛作為負極活性材料、硫酸作為電解液、微孔橡膠、燒結PVC、玻璃纖維和聚丙烯作為隔膜制成的電池。我們使用的鉛蓄電池是由硬橡膠或透明塑料制成的長方形外殼，板柵由含5% ~ 8%銻的鉛銻合金制成。正極網格上附著壹層PbO2，負極網格上附著海綿狀金屬鉛。兩極都浸在壹定濃度的硫酸溶液中(密度為1.25-1.28 g/cm3)，兩極之間用微孔橡膠或微孔塑料。鉛酸電池的電壓在正常情況下保持在2.0V。當電壓下降到1.85V時，即硫酸濃度下降，溶液密度達到1.18g/cm3時，電池需要充電。當密度增加到1.28g/cm3時，應停止充電。由於鉛酸電池性能好，價格低，所以汽車上用的很多電池都是鉛酸電池。因其電壓穩定、使用方便、安全可靠、可回收利用等優點，廣泛應用於國防、科研、交通運輸、生產和生活中。這種電池的缺點是比較重。負極:Pb正極:PbO2電解質溶液:30%H2SO4總反應:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O負極反應:Pb+SO42 - +2e-=PbSO4正極反應:PbO2+4h+SO4 2-+2e-= PbSO4+2H2O應急。鋰電池主要由陰極、陽極、能夠傳導鋰離子的電解質和分隔陰極和陽極的隔膜組成。鋰電池的本質是濃差電池。它的正負極材料由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成，正極是壹種非常不同類型的含鋰化合物，負極是由石墨制成的層狀結構，Li+可以填充其中。如圖3所示，在充電過程中，陰極部分的鋰離子脫嵌，留下含鋰化合物，通過隔膜向陽極移動，嵌入陽極的層狀結構中；相反，在放電過程中，鋰離子在負極脫嵌，移動到正極並與正極的化合物結合。與傳統鋰電池不同的是，氧化還原物質不再是Li和Li+，而是Li+隨著雙極材料本身放電引起的氧化態的變化而反復脫嵌在兩極之間，所以鋰電池也叫Rockingchairbattery。這種電池壹個典型的放電原理是:正極:CoO2+Li++e-=LiCoO2負極:lico 6-E-= 6c+Li+總反應:首席運營官2+LiCo6 = LiCoO2+6c根據鋰離子電池所用電解質材料的不同，鋰離子電池可分為液態鋰離子電池(簡稱LIB)和聚合鋰離子電池(簡稱LIB)。聚合物鋰離子電池使用的正負極材料與液態鋰離子相同，電池的工作原理也基本相同。它們之間的主要區別是電解質。鋰離子電池使用液體電解質，而聚合物鋰離子電池使用固體聚合物電解質代替。這種聚合物可以是“幹的”或“膠體的”。由於液體電解質被固體電解質替代，與液體鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有變薄、任意面積、任意形狀等優點，不會出現漏液、燃燒爆炸等安全問題，因此電池外殼可以采用鋁塑復合膜，可以提高整個電池的比容量。聚合物鋰離子電池也可以使用聚合物作為正極材料，其比質量能量將比目前的液體鋰離子電池提高50%以上。此外，聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環壽命等方面都優於鋰離子電池。基於以上優點，聚合物鋰離子電池被譽為下壹代鋰離子電池。鋰電池
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