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电池的分类先容

来源:亚洲城唯一官网原创  发布时间:2015-11-10

1、一次电池:用完即丢,无法重复使用者。

碳锌电池、碱性电池、糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式电池(扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池)、锌空气电池、一次锂锰电池等、水银电池。

按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分C型(铵型)和P型(锌型)纸板电池两种。

传统的糊式锌锰干电池,其正极材料采用活性较低的天然二氧化锰,隔离物是淀粉和面粉的浆糊隔离层,电解液是以H4CL为主的氯化铵、氯化锌水溶液,负极是锌筒,其放电性能一般较差,容量较低,电池使用末期易漏液,但价格便宜。

C型(铵型)纸板电池是在糊式电池的基础上用浆层纸代替了浆糊纸,不但正极填充量提高30%左右,而且用30-70%的高活性锰代替了天然锰,所以容量得以提高,使用范围得以扩大,多用于小电流放电场合,如用于钟表、遥控器、收音机、手电筒等场合。

P型(锌型)纸板电池采用氯化锌为主的电解液,正极材料全部采用高活性的锰粉,如电解锰、活性锰等,其防漏性能远高于糊式和C型电池,多用于大电流连续放电场合,如用于照相机、闪光订、收录机、剃须刀、电动玩具等。

圆柱型碱性锌锰电池alkaline,又称碱锰电池,俗称碱性电池,是锌锰电池系列中性能最优的品种。20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成。

其外壳一般由08F镀镍钢带经冷轧冲压制成,同时兼作正极集流体,电解二氧化锰正极材料压成圆环紧贴在柱体内壁,以保证良好的接触,其负极采用粉状锌粒并制成膏剂,处于电池的中间,其间插入负极集流体(负极一般为铜钉),集流体与负极底部相连,在电池内部,正极间用隔膜(隔离层)隔开,其外部用尼龙或聚丙烯密封圈隔开,同时实现电池的密封,电池外部与一般电池几乎相同。

2、二次电池:可充电重复使用

二次碱性锌锰电池、镍镉充电电池、镍氢充电电池、锂充电电池、铅酸电池、太阳能电池。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。

镍镉电池(Ni-Cd ) chemical batteries (secondary batteries

镍氢电池Ni-MH

锂离子电池Li-ion, lithium batteries

铅酸电池 lead batteries

其它other

物理电池physical energy

太阳电池solar cellbatteries

微生物电池

聚合物电池

任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。

3、绿色环保电池

指近年来已投入使用和正在研制的一类高性能、无污染电池,包括目前已投入使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池,正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池,及燃料电池、太阳能电池(光伏电池)等。

4、铅酸蓄电池

1859年法国普兰特(Plante)发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成。用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。

5、镉镍电池和金属氢化物电池

二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。

6、锂离子电池

指以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池。

能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池。

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合。通过锂离子的移动来产生了电流。

化学反应原理虽然很简单,然而在实际的工业生产中,需要考虑的实际问题很多:正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性,负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,以减小电池内阻。

虽然锂电池几乎没有记忆效应,但是,锂电池在多次充放后容量仍然会下降,其主要原因是正负极材料本身的变化。从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。

过度充电和过度放电,将对锂电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。

7、燃料电池

指一种利用燃料(如氢气或含氢燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连接发电的装置。它具有效率高、电化学反应转换效率可达40%以上,且无污染气体排出的特点。

 

机电工程专业部    吉巧莲

责任编辑    李晓霞


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