電池的基本原理
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有什麽異同?
壹次電池只能放電壹次,二次電池(也叫充電電池)可以反復充放電使用。當充電電池放電時,電極體積和結構之間存在可逆的變化,因此在設計中需要調整這些變化,而壹次電池的內部則簡單得多,因為不需要調整這些可逆的變化。壹次電池的質量比容量和體積比容量比普通充電電池大,但內阻比二次電池大得多,所以負載容量較低。另外壹次電池就簡單多了。
什麽是IEC標準?
IEC標準,即國際電氣委員會,是由各國電氣委員會組成的世界性標準化組織,其宗旨是在世界範圍內推動電氣電子領域的標準化。其中,鎳鎘電池的標準是IEC60285,鎳氫電池的標準是IEC61436,鋰離子電池的標準是IEC61960。壹般電池行業都是基於三洋或松下的標準。
電池的常用標準有哪些?
常用於電池的IEC標準有:
鎳鎘電池的標準是IEC602851999;
鎳氫電池的標準是IEC 6141998 438+0;
鋰電池的標準是IEC 619602000.11。
常用的電池國家標準有:
鎳鎘電池的標準有GB/T 11013 _ 1996、GB/T 18289 _ 2000;
鎳氫電池的標準有GB/T 15100 _ 1994、GB/T 18288 _ 2000;
鋰電池的標準有GB/T 10077_1998,YD/T 998_1999。
GB/T 18287_2000 .
此外,常用的標準電池還包括日本工業標準JIS C電池。
以及三洋、松下制定的電池企業標準。
鎳鎘電池的電化學原理是什麽?
Ni(OH)2用作正極,CdO用作負極,堿性溶液(主要是KOH)用作電解液。鎳鎘電池充電時,正極反應如下。
氫氧化鎳–e+OH-→氫氧化鎳+ H2O
負電極上的反應:
鎘(OH)2 + 2e →鎘+ 2OH-
總反應為2ni(OH)2+CD(OH)2→2 nio OH+CD+2H2O。
放電時,反應反方向進行:NiOOH+H2O+e→ Ni(OH)2+OH-
鎘+ 2OH- + 2e→鎘(OH)2
充電時,隨著NiOOH濃度的增加和Ni(OH)2濃度的降低,正極電位逐漸升高,而隨著Cd的增加和Cd(OH)2的降低,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。
鎳氫電池的電化學原理是什麽?
鎳氫電池使用與鎳鎘電池相同的鎳氧化物作為正極,儲氫金屬作為負極,堿性溶液(主要是KOH)作為電解液。給鎳氫電池充電時,正極反應如下:
氫氧化鎳–e+OH-→氫氧化鎳+ H2O
陰性反應:MHn+ne → M+n/2H2
放電時,正極:NiOOH+H2O+e → Ni(OH)2+OH-
負極:M+n/2H2 → MHn+ne。
鋰離子電池的電化學原理是什麽?
鋰離子電池的正極主要由LiCoO2組成,負極主要是c,充電時,
正極反應:licoo 2->;Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
否定反應:C+xLi ++ xe-->;CLix
總電池反應:licoo 2+C->;Li1-xCoO2 + CLix
上述反應的逆反應發生在放電過程中。
電池的主要結構是什麽?
電池的主要部件有:正極板、負極板、隔膜紙、蓋帽、外殼和絕緣層。
手機鋰電池的成分和作用是什麽?
手機鋰電池主要由塑料外殼上下蓋、鋰電池芯、保護電路板(PCB)和可回收保險絲組成。有的廠家還配有NTC、識別電阻、振動電機或充電電路等元件。
各部分的功能如下:
(1)鋰電池:提供充電電源。
(2)保護PCB板:防止電池過充、過放、短路。
(3)可恢復保險絲(PTC):正熱敏電阻起高溫保護作用,同時是保護電路板不失效的雙重保護。
(4)可恢復保險絲(NTC):負熱敏電阻,感知電池內部溫度,起到低溫保護作用。
(5)識別電阻:識別原廠電池和非原廠電池不能使用。
電池的包裝材料有哪些?
(1)不幹燥介子紙(如纖維紙雙面膠)
(2) PVC薄膜商標管
(3)連接板(不銹鋼板、純鎳板和鍍鎳鋼板)
(4)引出板(不銹鋼板-易於焊接,純鎳板-點焊牢固)
(5)插頭類型
(6)保護元件(如溫控開關過流保護器的限流電阻)
(7)紙箱紙盒
(8)塑料外殼
電池包裝組合和設計的目的是什麽?
(1)美學品牌印刷商標設計
(2)電池電壓的限制(需要串聯多個電池以獲得更高的電壓)
(3)保護電池,防止短路,延長電池使用壽命。
(4)尺寸限制
(5)運輸方便(如紙箱、紙盒設計等。)
(6)特殊功能的設計(如防水、特殊外觀設計等。)
使用電池時有哪些註意事項?
(1)請仔細閱讀電池說明,並使用推薦的電池。
(2)檢查電器和電池的觸點是否幹凈,必要時用濕布擦拭幹凈,幹燥後按正確的極性方向裝入。
(3)不要讓孩子在沒有成人監護的情況下更換電池。AAA等小型電池應放在兒童接觸不到的地方。
(4)不要將新舊電池或不同型號的電池混用。
(5)不要試圖通過加熱、充電或其他方法再生原電池。
(6)不要使電池短路。
(7)不要加熱電池或將其扔入水中。
(8)不要拆卸電池。
(9)用電器後關閉開關。
(10)長時間不使用的電器,應將電池取出。
(11)電池應存放在陰涼幹燥、無陽光直射的地方。
電池對環境有什麽影響?
今天,幾乎所有的電池都不含汞,但重金屬仍然是汞電池、可充電鎳鎘電池和鉛酸電池的必要成分。這些重金屬如果不被適當和大量地處理,將對環境產生有害影響。目前國際上有專門的機構回收氧化錳鎳鎘和鉛酸電池。例如,非營利組織RBRC公司。
海泰洋壹直致力於生產環保電池(鎳氫、鋰離子)來替代鎳鎘電池。
環境溫度如何影響電池性能?
在所有環境因素中,溫度對電池充放電性能的影響最大。電極/電解質界面的電化學反應與環境溫度有關,電極/電解質界面被視為電池的心臟。如果溫度降低,電極的反應速率也降低。假設電池電壓保持不變,放電電流降低,電池的功率輸出也會降低。如果溫度升高,則相反,即電池的輸出功率會升高,溫度也會影響電解液的轉移速度。溫升會加快,轉移溫度降低,轉移變慢,電池的充放電性能也會受到影響。但溫度過高,超過45℃,會破壞電池內的化學平衡,導致副反應。
鎳鎘鎳氫電池在低溫下(例如-15℃以下)放電效率會顯著降低,而在-20℃時,堿溶液會達到冰點,電池的充電速度也會大大降低。低溫0℃以下充電會增加電池內壓,可能會打開安全閥。為了有效充電,環境溫度應在5-30℃之間。壹般情況下,充電效率會隨著溫度的升高而提高,但當溫度升高到45℃以上時,可充電電池材料的性能會在高溫下變差,電池的循環壽命會大大縮短。
充電控制方式有哪些?
為了防止電池過充,需要控制充電終點。當電池充滿時,可以利用壹些特殊信息來判斷是否到達充電終點。通常有六種方法可以防止電池過度充電:
(1)峰值電壓控制:通過檢測電池的峰值電壓來判斷充電終點。
(2) dT/dt控制:通過檢測電池的峰值溫度變化率來判斷充電的終點。
(3) T控:當電池充滿電時,溫度與環境溫度之差會達到最大。
(4) -V控制:當電池充滿電達到峰值電壓時,電壓會下降壹定的值。
(5)定時控制:通過設定壹定的充電時間來控制充電終點,壹般設定充電130%標稱容量所需的時間來控制。
(6) TCO控制:考慮到電池的安全性和特性,應避免高溫充電(高溫電池除外),所以電池溫度上升60℃時應停止充電。
什麽是過充,它如何影響電池性能?
過充是指電池在壹定的充電過程中充滿電後繼續充電的行為,對於鎳鎘電池有以下反應:
正極:4oh-4e→ 2h2o+O2 ↑。
負極:2Cd+O2 → 2CdO
由於設計上負極的容量高於正極,正極產生的氧氣通過隔膜紙與負極產生的鎘復合。因此,壹般情況下,電池內壓不會明顯升高,但如果充電電流過大或充電時間過長,產生的氧氣來不及消耗,就可能造成內壓升高、電池變形、漏液等不良現象。同時,它的電性能會顯著降低。
什麽是過放電,它如何影響電池性能?
電池內部儲存的電量放電完畢,電壓達到壹定值後,如果繼續放電會造成過放電。通常,放電截止電壓是根據放電電流確定的。0.2C-2C放電壹般設定在1.0V/電池,3C以上,如5C或10C放電設定在0.8V/電池。電池的過放電可能會給電池帶來災難性的後果,特別是大電流過放電或反復過放電。壹般來說,過放電會使電池內壓升高,正負活性物質的可逆性被破壞。即使充了電,也只能部分恢復,容量會明顯衰減。
電池組放電時間短的可能原因有哪些?
(1)電池沒有充滿電,比如充電時間不夠,充電效率低。
(2)放電電流過大,降低了放電效率,縮短了放電時間。
(3)電池放電時,環境溫度過低,放電效率下降。
電池壽命短的可能原因有哪些?
(1)充電器或充電電路與電池類型不匹配。
(2)過充電和過放電
(3)電池類型與電器要求不符。
不同容量的電池壹起使用會有什麽問題?
如果不同容量的電池或新舊電池壹起使用,可能會出現漏電和零電壓。這是因為在充電過程中,由於容量差異,有的電池過充,有的電池未充滿電,有的容量高的電池放電時未完全放電,而容量低的電池過放。在這樣的惡性循環中,電池被損壞和泄漏或者具有低(零)電壓。
電池使用後或長期不使用後能否存放在電器內?
如果電器長時間不用,最好將電池取出,放在低溫幹燥的地方。如果沒有,就是電器關了,系統還是會讓電池有低電流輸出,會縮短電池的使用壽命。
無繩電話應該在每次使用後放回底座嗎?
按照慣例和無繩電話的設計,每次使用後都要放回支架上。這可以激活電池並補充放電容量和由於自放電造成的容量損失。但是,我們建議不時將電池完全放電,以恢復電池的初始容量和放電性能。當然,如果長時間不用電話,最好把無繩電話取下來,以免電池長時間過度充電。此外,即使在無繩電話關閉後,系統中仍有少量電流放電。因此,電池長時間不用時應取出,使其處於開路狀態,使用時再充電。