鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3008次 | 2018年08月28日
充電電池原理有哪些
充電電池共有5個(gè)種類,分別為鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鋰聚合物、鉛酸電池。
鎳鎘:有記憶效應(yīng)容量小,鎳氫:記憶效應(yīng)小容量大,鋰離子:無(wú)記憶效應(yīng)身薄容量大,因電極材料不同,電動(dòng)勢(shì)為3.6V、3.7V兩種。鋰電池的性能是現(xiàn)有各類電池中最好的一種,體積小、重量輕、容量大。廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)電話等電子產(chǎn)品中。鉛蓄:電動(dòng)勢(shì)約為2V,鉛蓄電池可以反復(fù)充電使用,電解液是硫酸溶液,內(nèi)阻很小,廣泛用于汽車、摩托車中。鐵鋰:電力更足,更安全,也更輕,未來(lái)電動(dòng)車的主要發(fā)展方向。
工作原理
先說(shuō)說(shuō)電池的放電過(guò)程,電池就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。以鋅銅原電池電池為例:
┏鋅片:Zn–2e-=Zn2+氧化反應(yīng)(負(fù)極)
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
e-
┗銅片:2H++2e-=H2↑還原反應(yīng)(正極)
總式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
這就是電池的放電過(guò)程(活性不同的兩種物質(zhì)之間電子的轉(zhuǎn)移)。
充電就是讓在上邊的放電過(guò)程逆轉(zhuǎn)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
以鉛蓄電池為例:
把A、B兩塊鉛板插入硫酸溶液中,鉛于硫酸作用的結(jié)果,使A、B兩塊鉛板上形成硫酸鉛,溶液中也被硫酸鉛飽和,這是還沒有電勢(shì),給蓄電池充電時(shí),在兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:
A;PbSO4+2H2O-2e-→PbO2+H2SO4+2H+;
B:PbSO4+2e-→Pb+SO42-;
可以看出,充電后,A板上的PbO2成為正極,B板上Pb成為負(fù)極。放電時(shí),兩極發(fā)生的反應(yīng)如下:
正極:PbO2+H2SO4+2H+-2e-→PbSO4+2H2O-2e-;
負(fù)極:Pb+SO42-→PbSO4+2e-;
放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)恰為充電的逆過(guò)程。充電時(shí),最高電動(dòng)勢(shì)為2.2V。放電時(shí),電動(dòng)勢(shì)逐漸降低,低到1.8V時(shí)必須充電,否則會(huì)損壞極板。
充電電池,是充電次數(shù)有限的可充電的電池,配合充電器使用。市場(chǎng)上一般賣5號(hào)、7號(hào),但是也有1號(hào)。充電電池的好處是經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電量足、適合大功率、長(zhǎng)時(shí)間使用的電器(如隨身聽、電動(dòng)玩具等)。充電電池的電壓比型號(hào)相同的一次性電池低,AA電池(5號(hào)充電)是1.2伏,9V充電電池實(shí)際上是8.4伏。現(xiàn)在一般充電次數(shù)能在1000次左右。截止至2012年2月只有五種:鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鉛蓄、鐵鋰。
鉛酸蓄電池正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛,負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛,電解液為一定濃度的硫酸溶液,極板間的電動(dòng)勢(shì)約2V.
鎳鎘電池正極板上的活性物為氧化鎳粉,負(fù)極板上的活性物質(zhì)為氧化鎘粉,活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。電解液通常用氫氧化鉀溶液.電池的開路電壓為1.2V.
鎳金屬氫電池正極板材料為氧化鎳粉,負(fù)極板材料為吸氫合金,電解液氫氧化鉀溶液。,電池的開路電壓為1.2V.鋰離子電池用LiCoO2復(fù)合金屬氧化物在鋁板上形成陽(yáng)極,用鋰碳化合物在銅板形成陰極,極板間有亞微米級(jí)微孔的聚烯烴薄膜隔板,電解液為有機(jī)溶劑.開路電壓為3.6V.
鋰聚合物電是鋰離子電池的改良型,沒有電池液,改用聚合物電解質(zhì),比離子電池穩(wěn)定.開路電壓3.6V.
電池容量代表電池可以存放多少電量,我們?cè)陔姵赝獍b上看到的數(shù)字一般就指電池容量標(biāo)識(shí)。用單位安時(shí)或毫安時(shí)表示。它是一個(gè)復(fù)合單位,由電流單位和時(shí)間單位乘積構(gòu)成,代表電池在恒定電流下持續(xù)放電的能力。一節(jié)充滿電的電池用200mA電流放電可以持續(xù)10小時(shí),將電流與時(shí)間相乘我們就可以得到這節(jié)電池的容量是2000mA.H。如果將它用400mA放電,則可用時(shí)間為5小時(shí)。
能量密度:單位體積或單位重量?jī)?nèi)所包含的電能容量,對(duì)于同樣的電量要求,能量密度高的電池,體積可以更小,重量可以更輕。
C電流:是指在一小時(shí)內(nèi)將充滿的電池放電完畢或是將用盡的電池充滿的電流大小。其實(shí)也就是安時(shí)容量的數(shù)值大小。1800mA.容量的電池,C電流就是1800mA。2000mA.容量的電池,C電流就是2000mA。
開路電壓:指電池兩極之間的電位差。
記憶效應(yīng):新的電池,其電極材料的晶粒細(xì)小,可以得到最大的電極表面積。因?yàn)槭褂枚闺姵貎?nèi)容物產(chǎn)生結(jié)晶,晶體化形成后,晶粒增大,也稱作(鈍化),減小了可用電極面積,而且長(zhǎng)大的晶粒會(huì)造成自放電增大,使電池容量降低,性能受損。這就是記憶效應(yīng)。記憶效應(yīng)發(fā)生的原因是由于電池重復(fù)的部分充電與放電不完全所致。
自放電率:充電后的電池,即使在不使用的情況下,也會(huì)自己逐漸失去電量,一般溫度越高,自放電越顯著。
鎳鎘
(Ni-Cd)
電壓:1.2V使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
鎳氫
(Ni-MH)
充電電池
充電電池
電壓:1.2V
使用壽命為:1000次
放電溫度為:-10度~45度
充電溫度為:10度~45度
備注:目前國(guó)產(chǎn)5號(hào)電池最高容量是3000mAh左右。
鋰離子
(Li-lon)
充電電池
充電電池
電壓:3.6V
使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:重量比鎳氫電池輕30%~40%,容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過(guò)充,如果過(guò)充會(huì)造成溫度過(guò)高而破壞結(jié)構(gòu)=>爆炸。
鋰聚合物
電壓:3.7V
使用壽命為:500次放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:鋰電的改良型,沒有電池液,而改用聚合物電解質(zhì),可以做成各種形狀,比鋰電池穩(wěn)定。
鉛酸電池
電壓:12V
使用壽命為:200~300次
放電溫度為:0度~45度
充電溫度為:0度~45度
備注:就是一般車用電瓶(它是以6個(gè)2V串聯(lián)成12V的),免加水的電池使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年,但體積和容量是最大的。
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