电池是什么意思?
电池是一种能源,由一个或多个电化学电池和两端称为阳极 (-) 和阴极 (+) 的端子组成。电化学电池将化学能转化为电能。电池内部是电解质,通常由可溶性盐或酸组成,它充当导电介质,允许电荷穿过电池。
当电池断开时,正极和负极的电荷相等,这意味着没有电流。当连接到外部电阻或设备时,电池会出现电荷不平衡,从而将电子通过设备的导电材料推向电池的正极。但是,虽然电子(或负电荷)在电路中移动,但电流是按照正电荷的方向测量的,即从电池内部的正极流向负极,反之亦然。根据其电压和负载,单个电池可以为从汽车发动机或计算机到手机或灯泡的任何东西供电。对于大多数电子设备来说,使用错误的电压可能会导致您的设备无法开机或冒着烧毁其电气元件的风险,有时甚至无法修复。
正确电压的电池能够为设备供电,而不会影响其性能或损坏其硬件。此外,根据设备的能源消耗和电池负载,一次电池充电可以持续几个小时到几天。
技术百科解释电池
电池有各种形状和尺寸,以满足不同的需求。它们的范围从用于手表和助听器的微型电池到几米宽的电池,用作应急电源或存储来自太阳能发电厂和风力发电场的可再生能源。
本杰明·富兰克林在他的实验中创造了“电池”这个词来指代相连的电容器,但亚历山德罗·沃尔塔于 1800 年开发了第一个“真正的”电池。从那时起,这些电池的实用性和普遍性稳步增加。
通常,根据构成电池的电化学电池的类型,电池分为一次电池或二次电池。
原电池
原电池,也称为不可充电电池,是只能使用一次的一次性电池。这是因为电化学电池中产生电力的化学反应无法逆转。一起反应产生电能的材料无法回到其原始的反应前状态。
这些电池通常用于不需要太多能量的便携式设备,例如遥控器和儿童玩具。一次性电池被广泛使用,因为它们方便、便宜、几乎不需要维护并且在紧急情况下可靠。
但并非所有一次性电池都是一样的。电池电化学电池的组件对其性能和应用起着重要作用。锌碳电池是最常见的类型,因为其成本低廉且性能可靠。相比之下,碱性电池和氧化汞电池等电池的受众更为小众。它们比锌碳同类产品更昂贵,但更稳定,可以在极端环境和天气条件下发挥作用,并且总体保质期更长。
二次电池
二次电池是可以多次使用但具有固定预期寿命的可充电电池。由于其耐用性和提供大量能量的能力,它们通常用于较大的设备,例如笔记本电脑、平板电脑,甚至汽车。可充电电池耗尽电化学能量后,外部电流可以将化学物质反转回原始状态,准备再次重复发电循环。与电子设备一样,在给二次电池充电时,充电器需要为电池提供合适的电压。电压过高可能会大大缩短电池的使用寿命、引起火灾或损坏电化学电池。
就充电电池的类型而言,根据其化学成分和电解质的状态分为湿电池和干电池。湿电池是最古老的可充电电池类型。它们含有液体电解质,两个电极浸入其中,充当电池的阳极和阴极。湿电池通常用于航空、电力存储、手机信号塔和电力设施等要求较高的行业,因为它们在适当的情况下价格实惠且耐用。
尽管名称如此,干电池并不完全是干电池。它们的电解质由糊状物组成,其水分刚好足以让电子通过。这些是可充电类型,通常用于手机和笔记本电脑等便携式电子产品,因为它们被认为更安全。锂离子(Li-ion 或 LIB)电池是最常用的充电电池类型。经过优化后,它们的能量密度可增加 56.8%,从而实现最高的功率重量比,使它们结构紧凑,同时仍能高效地提供能源。最近的研究还发现,在使用过程中施加短时、间歇性的高电流脉冲可以防止锂离子电池恶化。
其他类型包括镍金属混合电池 (NiMH)、镍锌电池 (NiZn) 和镍镉电池 (NiCd)。与一次性电池类似,它们的容量和耐用性各不相同。镍氢电池通常比镍镉电池更受青睐,因为其电池容量更高且不含有毒金属。然而,镍镉电池由于使用寿命较长,仍广泛应用于医疗设备和电动工具中。