五十中年熟妇强烈无码,91免费精品久久一区二区三区大全

介紹

電池指裝有電解質(zhì)溶液和金屬電極的杯子、罐或其他容器或復合容器中產(chǎn)生電流的空間，簡言之，是一種能夠?qū)⒒瘜W能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其具有正極和負極。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電池被廣泛地稱為產(chǎn)生電能的小裝置，如太陽能電池。電池的技術(shù)參數(shù)主要包括電動勢、容量、比能量和電阻。利用該電池作為能源，可以獲得電壓穩(wěn)定、電流穩(wěn)定、長期穩(wěn)定供電、外界影響小的電流，并且電池結(jié)構(gòu)簡單、攜帶方便、充放電操作方便，不受氣候和溫度的影響。它具有穩(wěn)定可靠的性能，在現(xiàn)代社會生活的方方面面發(fā)揮著巨大的作用。

不同類型的電池

介紹

一、電池歷史

二、工作原理

三、工藝參數(shù)

3.1電動勢

3.2額定容量

3.3額定電壓

3.4開路電壓

3.5內(nèi)阻

3.6阻抗

3.7充放電率

3.8使用壽命

3.9自放電率

四、電池類型

4.1電池尺寸列表

4.2電池標準

4.3普通電池

五、術(shù)語

5.1國家標準

5.2電池常識

5.3電池選擇

5.4電池回收

一、電池歷史

1746年，荷蘭萊頓大學的梅森·布洛克發(fā)明了收集電荷的“萊頓罐”。他看到很難收集但很容易在空氣中消失的電，他想找到一種省電的方法。有一天，他拿著一個桶懸在空中，與一個馬達和一個桶相連，從桶里取出一根銅線，浸在裝滿水的玻璃瓶中。他的助手手里拿著玻璃瓶，梅森·布洛克則從側(cè)面搖動馬達。這時他的助手不小心碰到了槍管，突然感到一陣強烈的電擊，大聲喊道。梅森·布洛克隨后與助手交流，讓助手搖動馬達，同時，他一只手拿著水瓶，另一只手碰了碰槍。電池還處于胚胎階段，那就是萊登·賈爾。

1780年，意大利解剖學家路易吉·加里尼在做青蛙解剖時，雙手拿著不同的金屬器械，不小心同時碰到了青蛙的大腿。青蛙腿上的肌肉立刻抽搐起來，好像被電擊了似的。如果只使用金屬儀器觸摸青蛙，就不會有這種反應。格里尼認為，這種現(xiàn)象的發(fā)生是因為動物體內(nèi)產(chǎn)生了一種電，他稱之為“生物電”

電偶的發(fā)現(xiàn)引起了物理學家們的極大興趣，他們競相重復青蛙實驗，試圖找到發(fā)電的方法。意大利物理學家沃爾特經(jīng)過幾次實驗后說：“生物電”的概念是不正確的。青蛙的肌肉之所以能發(fā)電，可能是因為肌肉中的某種液體在起作用。為了證明他的觀點，伏特將兩塊不同的金屬片浸入不同的溶液中進行測試。

1799年，伏特將一塊鋅板和一塊錫板浸入鹽水中，發(fā)現(xiàn)有電流流過連接這兩種金屬的導線。因此，他在鋅片和銀片之間放了許多絨毛布或浸過鹽水的紙片。當用手觸摸兩端時，他感到強烈的電流刺激。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只要兩塊金屬板中的一塊與溶液發(fā)生化學反應，這些金屬板之間就會產(chǎn)生電流。

就這樣，伏特成功地制造了世界上第一個電池“伏特堆?！?，它實際上是一個串聯(lián)的電池組。它成為早期電氣實驗和電報機的動力源。

1836年，英國的丹尼爾改進了“伏特堆”。他用稀硫酸作為電解液來解決電池的極化問題，并生產(chǎn)出了第一個不極化、能保持電流平衡的鋅銅電池。但是這些電池有一個問題，電壓會隨著時間的推移而降低。

當電池使用一段時間后電壓下降時，可以給它一個反向電流，使電池電壓升高。因為這種電池可以充電，可以重復使用。

1860年，法國人GeorgeLeclanche也發(fā)明了世界上廣泛使用的電池（碳鋅電池）的前身。其中電極為負極的伏特和鋅的混合電極，其中負極與鋅電極混合而成，在混合物中插入一根碳棒作為電流收集器。兩個電極都浸在氯化銨溶液中（作為電解溶液）。這就是所謂的“濕電池”。這種電池既簡單又便宜，所以直到1880年才被“干電池”取代。負極被修飾成鋅罐（電池外殼），電解液變成糊狀而不是液體，這基本上就是我們今天使用的碳鋅電池。

1887年，英國人赫爾森發(fā)明了最早的干電池。干電池電解液呈糊狀，不滲漏，攜帶方便，因而得到了廣泛的應用。

1890年，托馬斯·愛迪生發(fā)明了一種可充電的鐵鎳電池。

二、工作原理

在化學電池中，化學能轉(zhuǎn)化為電能是電池內(nèi)部氧化還原等自發(fā)化學反應的結(jié)果，這種反應是在兩個電極上進行的。負電極活性材料由鋅、鎘或鉛等活性金屬和氫或碳氫化合物組成。正極活性材料由二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物、氧氣或空氣、鹵素及其鹽類、含氧酸及其鹽等組成。電解質(zhì)是具有良好離子導電性的材料，例如酸、堿、鹽、有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)的水溶液。

當外部電路斷開時，兩極之間存在電位差（開路電壓），但沒有電流，蓄電池中儲存的化學能不能轉(zhuǎn)化為電能。當外部電路閉合時，由于電解液中沒有自由電子，在兩個電極之間的電位差的作用下，電流流過外部電路，同時在蓄電池內(nèi)部流動，電荷轉(zhuǎn)移伴隨著雙極活性物質(zhì)與電解液界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產(chǎn)物的遷移。電解液中電荷的轉(zhuǎn)移是通過離子的遷移來完成的。

電池內(nèi)部正常的電荷轉(zhuǎn)移和傳質(zhì)過程是保證電能正常輸出的重要環(huán)節(jié)。充電時，內(nèi)部能量傳遞和傳質(zhì)過程的方向與放電正好相反，電極反應必須是可逆的，以保證正常的傳質(zhì)和傳質(zhì)過程在相反的方向進行。因此，可逆電極反應是構(gòu)成電池的必要條件。事實上，當電極通過平衡電位時，電極會動態(tài)地偏離。這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度越大（通過單位電極面積的電流），極化越多，極化是造成電池能量損失的重要原因之一。

兩極分化的原因：注

①由電池各部分電阻引起的極化稱為歐姆極化。

②由于電極-電解液界面層電荷轉(zhuǎn)移過程受阻而產(chǎn)生的極化稱為激活極化。

③ 電極-電解液界面層中緩慢的傳質(zhì)過程引起的極化稱為濃差極化。減小這種極化的方法是增大電極反應面積，降低電流密度，提高反應溫度，提高電極表面的催化活性。

三、工藝參數(shù)3.1電動勢

電動勢是兩個電極的平衡電極電位之差。以鉛酸蓄電池為例，E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In（αH2SO4/αH2O）。

E:電動勢

Ф+0：正極標準電極電位，為1.690 V。

Ф-0：負極標準電極電位，為1.690 V。

R：一般氣體常數(shù)，為8.314。

T：環(huán)境溫度。

F：法拉第常數(shù)，其值為96485。

αH2SO4：硫酸活性，與硫酸濃度有關(guān)。

αH2O：水活性，與硫酸濃度有關(guān)。

由上式可知，鉛酸蓄電池的標準電動勢為1.690-（-0.356）=2.046V，因此蓄電池的標稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢與溫度和硫酸濃度有關(guān)。

3.2額定容量

在設(shè)計規(guī)定的條件下（如溫度、放電率、終端電壓等），電池應能放電的最小容量（單位：安培/小時）用符號C表示。容量受放電率的影響很大，因此，放電率通常由字母C右下角的阿拉伯數(shù)字表示，例如C20=50，表示20倍速率下每小時50安培的容量。電池的理論容量可根據(jù)電池反應公式中電極活性材料的量和根據(jù)法拉第定律計算的活性材料的電化學當量準確確定。由于蓄電池中可能發(fā)生的副反應以及設(shè)計的特殊需要，蓄電池的實際容量通常低于理論容量。

3.3額定電壓

電池在室溫下的典型工作電壓，也稱為標稱電壓?？晒┻x擇不同類型電池時參考。電池的實際工作電壓等于正負極在不同使用條件下的平衡電極電位之差。它只與電極活性物質(zhì)的類型有關(guān)，而與活性物質(zhì)的含量無關(guān)。電池電壓本質(zhì)上是直流電壓，但在某些特殊條件下，電極反應引起的金屬晶體或某些相形成膜的相變會引起電壓的輕微波動。這種現(xiàn)象稱為噪聲。這種波動的幅度很小，但頻率范圍很寬，可以與電路中的自激噪聲區(qū)別開來。

3.4開路電壓

蓄電池在開路狀態(tài)下的端子電壓稱為開路電壓。蓄電池的開路電壓等于蓄電池開路時正極電勢和負極電勢之間的差值（沒有電流流過兩極）。蓄電池的開路電壓用V表示，即V on=Ф+-Ф-，其中Ф+，Ф-分別為蓄電池的正極和負極電位。蓄電池的開路電壓通常小于其電動勢。這是因為電池兩極在電解質(zhì)溶液中形成的電極電位通常不是平衡電極電位，而是穩(wěn)定的電極電位。通常，蓄電池的開路電壓近似等于蓄電池的電動勢。

3.5內(nèi)阻

蓄電池內(nèi)阻是指電流通過蓄電池內(nèi)部時所受的電阻。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻包括電化學極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。由于內(nèi)阻的存在，電池的工作電壓總是小于電池的電動勢或開路電壓。

由于活性物質(zhì)的組成、電解液的濃度和溫度都在不斷變化，因此蓄電池的內(nèi)阻不是恒定的，在充放電過程中會隨著時間的推移而變化。歐姆內(nèi)阻遵循歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度的增加而增大，但不是線性的。

內(nèi)阻是決定電池性能的重要指標。它直接影響電池的工作電壓、工作電流、輸出能量和功率。對于電池來說，內(nèi)阻越小越好。

3.6阻抗

該電池具有較大的電極-電解液界面面積，可以等效為一個簡單的大電容、小電阻、小電感的串聯(lián)電路。然而，實際情況要復雜得多，尤其是電池的阻抗隨時間和直流電平的變化而變化，所測得的阻抗僅對某一測量狀態(tài)有效。

3.7充放電率

它有兩種表達方式：時間速率和放大倍數(shù)。時間速率是由充電和放電時間指示的充電和放電速率，數(shù)值等于電池的額定容量（A·h）除以預定的充放電電流（A）得到的小時數(shù)。放大率是時間比率的倒數(shù)。原電池的放電速率是指一定的固定電阻放電到終端電壓的時間，放電速率對電池性能有很大的影響。

3.8使用壽命

存儲壽命是指從電池制造到使用之間允許存儲的最長時間。包括儲存期和使用期在內(nèi)的總期限稱為電池的有效期。蓄電池的壽命分為干貯存壽命和濕貯存壽命。循環(huán)壽命是指電池在規(guī)定條件下所能達到的最大充放電循環(huán)次數(shù)。充放電循環(huán)試驗系統(tǒng)必須規(guī)定在規(guī)定的循環(huán)壽命內(nèi)，包括充放電速率、放電深度和環(huán)境溫度范圍。

3.9自放電率

電池在儲存期間失去容量的速率。單位儲存時間內(nèi)自放電損失的容量表示為儲存前電池容量的百分比。

四、電池類型4.1電池尺寸列表

電池分為一次性電池和可充電電池。一次性電池在不同的國家和地區(qū)有不同的技術(shù)資源和標準。因此，在國際組織制定標準型號之前，已經(jīng)有很多型號生產(chǎn)出來，這些電池型號大多由廠家或國家有關(guān)部門命名，形成了不同的命名體系。根據(jù)電池的尺寸，我國的堿性電池型號可分為1號、2號、5號、7號、8號、9號和NV；相應的美國堿性模型有D、C、AA、AAA、N、AAAA、PP3等。在中國，一些電池將使用美國的命名方法。根據(jù)IEC標準，完整的電池型號說明應為：化學、形狀、尺寸、排列整齊。

1） AAAA型號比較少見，標準AAAA（平頭）電池的高度為41.5±0.5 mm，直徑為8.1±0.2 mm。

2） AAA型電池更為常見。標準AAA（平頭）電池的高度為43.6±0.5mm，直徑為10.1±0.2mm。

3） AA型電池是眾所周知的。數(shù)碼相機和電動玩具都使用AA電池。標準AA（平頭）電池的高度為48.0±0.5mm，直徑為14.1±0.2mm。

4）模特兒很少見。此系列通常用作電池組中的電池芯。舊相機的鎳鎘電池和鎳氫電池幾乎都是4/5A或4/5SC電池。標準A（平頭）電池的高度為49.0±0.5 mm，直徑為16.8±0.2 mm。

5） SC模型也不常見。它通常是電池組內(nèi)的電池芯。它可以在電動工具和相機以及進口設(shè)備上看到。標準SC（平頭）電池的高度為42.0±0.5mm，直徑為22.1±0.2mm。

6） C型相當于中國2號電池。標準C（平頭）電池的高度為49.5±0.5 mm，直徑為25.3±0.2 mm。

7） D型相當于中國的1號電池。廣泛應用于民用、軍用、特種直流電源。標準D（平頭）電池的高度為59.0±0.5mm，直徑為32.3±0.2mm。

8） N模型并不常見。標準N（平頭）電池的高度為28.5±0.5 mm，直徑為11.7±0.2 mm。

9）電動輕便摩托車使用的F電池和新一代動力電池有取代鉛酸免維護電池的趨勢，鉛酸蓄電池通常用作電池電池。標準F（平頭）電池的高度為89.0±0.5 mm，直徑為32.3±0.2 mm。

4.2電池標準A、中國標準電池

以電池6-QAW-54a為例

6表示由6個單電池組成，每個電池電壓為2V，即額定電壓為12V。
Q表示蓄電池的用途，Q為汽車起動用蓄電池，M為摩托車用蓄電池，JC為船用蓄電池，HK為航空用蓄電池，D為電動車用蓄電池，F(xiàn)為閥控蓄電池。
A和W表示電池類型：A表示干式電池，W表示免維護電池。如果標記不清楚，則為正常類型的電池。
54表示電池的額定容量為54Ah（充滿電的電池，在常溫下以20小時放電電流的速率放電，電池輸出20小時）。
角標記a表示對原產(chǎn)品的第一次改進，角標記b表示第二次改進，依此類推。

注：

1）型號后加D表示低溫啟動性能良好，如6-QA-110D

2）在模型之后，添加HD表示高抗振型。

3）在模型之后，添加DF表示低溫反向加載，如6-QA-165DF

B、日本JIS標準電池

1979年，日本標準電池型號由日本N公司代表。后一個數(shù)字是電池室的尺寸，用電池的近似額定容量表示，如NS40ZL：

N表示日本JIS標準。
S表示小型化，即實際容量小于40Ah，即36Ah。
Z表示在相同尺寸下具有更好的啟動放電性能。
L表示正極在左端，R表示正極在右端，如NS70R（注：從遠離電池極堆的方向）
S表示極樁端子比同容量電池（如NS60SL）厚。（注：一般情況下，電池正負極直徑不同，以免混淆電池極性。）

到1982年，日本標準電池型號按新標準執(zhí)行，如38B20L（相當于NS40ZL）：

38代表電池的性能參數(shù)。數(shù)字越大，電池能儲存的能量就越多。
B代表電池的寬度和高度代碼。電池的寬度和高度的組合由八個字母（A到H）中的一個表示，字符越接近H，電池的寬度和高度值就越大。
20表示電池的長度約為20厘米。
L表示正極端子的位置，從蓄電池極看，正極端子在標有R的右端，正極端子在標有L的左端。

C、德國DIN標準電池

以電池544 34為例：

第一個數(shù)字5表示電池的額定容量低于100Ah；前6個表示電池容量在100Ah和200Ah之間；前7表示電池的額定容量在200Ah以上。根據(jù)它，54434電池的額定容量是44 Ah；610 17MF電池額定容量為110Ah；700 27電池額定容量為200 Ah。
容量后面的兩個數(shù)字表示電池大小組號。
MF代表免維護型。

D、美國BCI標準電池

以電池58430（12V 430A 80min）為例：

58表示電池大小組號。
430表示冷啟動電流為430A。
80min表示電池儲備容量為80min。
美國標準電池也可以表示為：78-600，78表示電池尺寸組號，600表示冷啟動電流為600A。

① 在這種情況下，發(fā)動機的最重要的技術(shù)參數(shù)是發(fā)動機起動時的電流和溫度，如發(fā)動機的最低起動溫度和發(fā)動機的起動溫度有關(guān)，起動和點火的最低工作電壓。當12V蓄電池充滿電后30秒內(nèi)，端子電壓降至7.2V時，蓄電池所能提供的最小電流。冷起動額定值給出總電流值。

② 儲備容量（RC）：當充電系統(tǒng)不工作時，通過在夜間點燃電池并提供最小電路負載，汽車可以運行的大約時間，具體地說是：在25±2°C的條件下，充滿電的12V電池，當恒流25a放電時，電池端電壓放電時間降至10.5±0.05V。

4.3普通電池

1）干電池

干電池也稱為錳鋅電池。所謂干電池是相對于伏打電池而言的，而錳鋅是指其原材料比其他材料如氧化銀電池、鎳鎘電池。錳鋅電池的電壓為1.5V。干電池消耗化學原料來發(fā)電。其電壓不高，能產(chǎn)生的連續(xù)電流不能超過1A。

2）鉛酸蓄電池

蓄電池是應用最廣泛的電池之一。用玻璃罐或塑料罐，灌滿硫酸，然后插入兩塊鉛板，一塊接充電器的正極，另一塊連接充電器的負極，經(jīng)過十幾個小時的充電，就形成了蓄電池。它的正負極之間有2伏的電壓。它的優(yōu)點是可以重復使用。另外，由于其內(nèi)阻小，可以提供大電流。當它被用來為汽車發(fā)動機提供動力時，瞬時電流可達20安培。當電池充電時，電能被儲存起來，當它被放電時，化學能轉(zhuǎn)化為電能。

3）鋰電池

以鋰為負極的電池。它是20世紀60年代以后發(fā)展起來的一種新型高能電池。

鋰電池的優(yōu)點是單體電池電壓高、比能量大、儲存壽命長（可達10年）、溫度性能好（可在-40～150℃下使用）。缺點是價格昂貴，安全性差。此外，其電壓滯后和安全問題有待改進。動力電池和新型正極材料的發(fā)展，特別是磷酸鐵鋰材料的發(fā)展，為鋰電池的發(fā)展做出了巨大貢獻。

五、術(shù)語5.1國家標準

IEC（國際電工委員會）標準，是一個由國家電工委員會組成的世界性標準化組織，旨在促進電氣和電子領(lǐng)域的標準化。

鎳鎘電池國家標準GB/T11013 U 1996GB/T18289 U 2000。

鎳氫電池國家標準為GB/T15100 GB/T18288 U 2000。

鋰電池國家標準為GB/T10077?1998YD/T998; 1999，GB/T18287 U 2000。

此外，通用電池標準還有JIS C標準和三洋松下公司制定的電池標準。

一般的電池行業(yè)都是基于三洋或松下的標準。

5.2電池常識

1）正常充電