電池的工作原理和分類,電池的工作原理是什麼?

2022-01-03 15:39:13 字數 5926 閱讀 7473

1樓:匿名使用者

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負極則是特殊分子結構的碳。常見

的正極材料主要成分為 licoo2 ,充電時,加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離

子,嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中。放電時,鋰離子則從片層結構的碳中析出,重新

和正極的化合物結合。鋰離子的移動產生了電流。

化學反應原理雖然很簡單,然而在實際的工業生產中,需要考慮的實際問題要多得多:

正極的材料需要新增劑來保持多次充放的活性,負極的材料需要在分子結構級去設計以容納

更多的鋰離子;填充在正負極之間的電解液,除了保持穩定,還需要具有良好導電性,減小

電池內阻。

雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應,記憶效應的原理是結晶化,在鋰電池中幾

乎不會產生這種反應。但是,鋰離子電池在多次充放後容量仍然會下降,其原因是複雜而多

樣的。主要是正負極材料本身的變化,從分子層面來看,正負極上容納鋰離子的空穴結構會

逐漸塌陷、堵塞;從化學角度來看,是正負極材料活性鈍化,出現副反應生成穩定的其他化

合物。物理上還會出現正極材料逐漸剝落等情況,總之最終降低了電池中可以自由在充放電

過程中移動的鋰離子數目。

過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀

的理解,過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷,過度充電將把

太多的鋰離子硬塞進負極碳結構裡去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰

離子電池為什麼通常配有充放電的控制電路的原因。

不適合的溫度,將引發鋰離子電池內部其他化學反應生成我們不希望看到的化合物,所

以在不少的鋰離子電池正負極之間設有保護性的溫控隔膜或電解質新增劑。在電池升溫到一

定的情況下,複合膜膜孔閉合或電解質變性,電池內阻增大直到斷路,電池不再升溫,確保

電池充電溫度正常。

而深充放能提升鋰離子電池的實際容量嗎?專家明確地告訴我,這是沒有意義的。他們

甚至說,所謂使用前三次全充放的「啟用」,在他們兩位博士的知識裡,也想不通這有什麼

必要。然而為什麼很多人深充放以後 battery information 裡標示容量會發生改變呢 ? 後

面將會提到。

鋰離子電池一般都帶有管理晶片和充電控制晶片。其中管理晶片中有一系列的暫存器,

存有容量、溫度、 id 、充電狀態、放電次數等數值。這些數值在使用中會逐漸變化。我個

人認為,使用說明中的「使用一個月左右應該全充放一次」的做法主要的作用應該就是修正

這些暫存器裡不當的值,使得電池的充電控制和標稱容量吻合電池的實際情況。

充電控制晶片主要控制電池的充電過程。鋰離子電池的充電過程分為兩個階段,恆流快

充階段(電池指示燈呈黃色時)和恆壓電流遞減階段 ( 電池指示燈呈綠色閃爍。恆流快充

階段,電池電壓逐步升高到電池的標準電壓,隨後在控制晶片下轉入恆壓階段,電壓不再升

高以確保不會過充,電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到 0 ,而最終完成充電。

電量統計晶片通過記錄放電曲線(電壓,電流,時間)可以抽樣計算出電池的電量,這

就是我們在 battery information 裡讀到的 wh. 值。而鋰離子電池在多次使用後,放電曲

線是會改變的,如果晶片一直沒有機會再次讀出完整的一個放電曲線,其計算出來的電量也

就是不準確的。所以我們需要深充放來校準電池的晶片。

2樓:匿名使用者

依外形區分

■一般圓柱形 例:1號/2號/5號/7號等,適用於一般電子商品。

■鈕釦形   例:水銀電池,適用於電子錶、助聽器等。

■方形    例:9v電池,適用於無線麥克風、玩具等。

■薄片形   例:太陽能電池板,適用於計算機、戶外建物。

依使用次數區分

■一次電池:用完即丟,無法重複使用者,如:碳鋅電池、鹼性電池、水銀電池、鋰電池。

■二次電池:可充電重複使用者,如:鎳鎘充電電池、鎳氫充電電池、鋰充電電池、鉛酸電池、太陽能電池。

依用途區分

■工業用   例:工廠使用於產品內建者,屬特定外型或多粒組成,如:電動工具、通訊用電池等。

■消費性使用 例:一般消費者使用,可於市面購置更換者,使用量最多的為圓柱形凸頭電池。

電池的工作原理是什麼?

3樓:匿名使用者

電池有很多種類,不同種類的原理大致相同。

構成電池的基本元件:陽極,陰極和電解液

陽極:電子通過外電路被移出,電極本身發生氧化反應。陰極:通過外電路獲得電子,電極本身發生還原發應。

電解液:在電池內部提供離子從一個電極到另一個電極的遷移通道。

電極的活性材料可以是氣體、液體或固體,電解液可以是液體或固體

1.鹼性電池

負極反應

zn + 2 oh- —> zno + h2o + 2 e-

正極反應

2mno2 + h2o + 2 e- —>mn2o3 + 2 oh-

完整的反應

zn + 2mno2 —> zno + mn2o3 1.5 v

2.鋰亞硫醯氯電池

負極反應

li —> li+ + e-

正極反應

4li+ + 4e- + 2socl2 —> 4licl + so2 + s

完整的反應

4li + 2socl2 —> 4licl + so2 + s 3.6v

3.鋰二氧化錳電池

負極反應

li —> li+ + e

正極反應

mno2 + li+ + e —> mniiio2(li+)

完整的反應

li + mno2 —> mniiio2(li+) 3.6v

4.鎳氫電池

負極反應

mh + oh- <—> m + h2o + e-

0.83v

正極反應

niooh + h2o + e- <—> ni(oh)2 + oh-

0.49v

完整的反應

niooh + mh <—> ni(oh)2 + m

1.32v

5.鎳鎘電池

負極反應

cd + 2oh- <—> cd(oh)2 + 2e-

0.81v

正極反應

niooh + 2h2o + 2e- <—> ni(oh)2 + 2oh-

0.49v

完整的反應

cd +nio2 + 2h2o <—> cd(oh)2 + ni(oh)2

1.30v

6.鋰離子電池

負極反應

6c+li+ +e-<—>6cli

正極反應

licoo2<—> coo2 + li+ + e-

完整的反應

6c+ licoo2<—> coo2+6cli

3.7 v

7.鋰聚合物電池

負極反應

6c+li+ +e-<—>6cli

正極反應

licoo2<—> coo2 + li+ + e-

完整的反應

6c+ licoo2<—> coo2+6cli

3.7 v

8.鎳鋅電池

負極反應

zn + 2oh- <—> zn(oh)2+ 2e

1.24v

正極反應

niooh + 2h2o + 2e- <—> ni(oh)2 + 2oh-

0.49v

完整的反應

2niooh + zn + 2h2o <—> 2ni(oh)2 + zn(oh)2

1.73v

9.鈉硫電池

負極反應

2na <—> 2na+ + 2e-

正極反應

3s + 2e-< —> s32-

完整的反應

2na + 3s <—> na2s3

2.076v

10.鐵鎳電池

負極反應

fe + 2oh- <—> fe(oh)2 +2e-

3fe(oh)2 + 2oh-< —> fe3o4 + 4h2o + 2e-

0.81v

正極反應

2niooh + 2h2o<—> 2ni(oh)2 + 2oh-

0.49v

完整的反應

3fe + 8niooh + 4h2o<—>8 ni(oh)2 + fe3o4

1.30v

4樓:井丁辰玉洛

你是想問電是怎麼流起來的對吧?其實很簡單,以平時用的乾電池為例,其本質是發生化學反應,負極的反應失電子,正極的反應得電子,只要把正負極通過介質(導線)連起來,就達到供需平衡了。學過化學的知道可以通過人工手段控制化學反應的速率,在反應池裡加點料反應就慢了,比方說一顆核彈**時間是一百年,那他就成了核電站。

只要負極失去電子,正極就會源源不斷的得到電子,就產生了電流。為什麼會得到電子?因為萬有引力啊親。

電流用單位時間通過的電荷數來量化,電荷數越多,攜帶的能量就越多,當足夠多的時候,通過用電器轉換成別的能量,就可以玩iphone和洗熱水澡了,其實就是正極那邊需要電子順便讓電器工作了。順便說一下電壓,它描述的是一種相當於物理中的勢能,比方說站在一樓往下扔花盆和站在東方明珠塔產生的效果是不同的,這也就是水果電池為什麼不能當5號電池來用,因為水果電池的正極沒有5號電池的那麼需要電子,所以小燈泡什麼的就免了吧。還有就是學生時代老是搞不清電流的方向,電子是帶負電的粒子,被負極分離出來是沒有安全感的,而正極不僅需要它,還餐餐都有肉,假設你是電子,去不去?

所以電子肯定是流向需要它的正極的。要非說是從正極流向負極也不是不可以,因為電流是用正數表示的對吧,方向從正到負也就合理了。這是一個邏輯上的轉化,本質是不變的。

學生時代想不明白的事情現在明白了,以上搞笑,僅供參考。

電池的結構及其工作原理

5樓:無敵啦—衝啊

1)鋅空電池的內部結構是怎樣的,它是怎麼工作的?

成糊狀的鋅粉在陰極端和起催化作用的碳在陽極。電池殼體上的孔可讓空氣中的氧進入腔體附著在陽極的碳上。同時,陰極的鋅被氧化,這與小型銀氧或汞氧電池的化學反映類似。

陽極―― 是起催化作用的碳從空氣中吸收氧。

陰極 ――是鋅粉和電解液的混合物,成糊狀。

電解液―― 高濃度的 koh 水溶液。

隔離層――用於隔離兩級間固體粉粒的移動。

絕緣和密封襯墊―― 尼龍材料。

電池外表面―― 不鏽鋼外殼,具有良好的防腐性的導體。

工作原理:

陰極: zn + 2oh = zno + h2o + 2e

陽極: o2 + 2h2o + 4e = 4oh

綜合: 2zn + o2 = 2zno

通常這種反映產生的電壓是1.4伏,但放電電流和放電深度可引起電壓變化。空氣必須能不間斷地進入到陽極,在正極殼體上開有小孔以便氧氣源源不斷地進入才能使電池產生化學反映。

2)為什麼鋅空電池背面貼都有封條?

鋅空電池儲存的關鍵在封條,除非電池準備立刻使用,否則不能取下電池正極封條。模擬試驗表明,在室溫條件下,存放一年後電量下降到95%,存放兩年後電量下降到90%,存放四年後電量仍有85%。撕下封條後,電池被啟用並開始工作,在室溫環境並不接負載時,根據不同的電池大小規格,3到12周後電池電量下降50%,超過20周電量下降到0-10%。

因此鋅空電池適用於在很少幾周內耗用完電池的場合。如果一旦鋅空電池的封條被撕下,空氣就進入內部啟用電化學反應,此時即使再貼上封條,電化學反應也會繼續下去直到電量耗盡。

3)鋅空會漏液嗎?漏液會發生什麼危害?

由於鋅空電池內部含有高濃度的電解質(koh,具有強鹼性,強腐蝕性),一旦發生滲漏,將腐蝕電池附近部件,而且這種腐蝕可能是不可修復的,致命的。而且電池上有孔,電池在啟用使用後存放時間又很短,所以鋅空電池較易發生電池漏液。使用鋅空電池的場合要及時更換耗盡的電池,經常檢查電池狀況,較長時間不用時取出電池。

*另外,請選擇廠家推薦的電池品牌和給您帶來更優良的聽力品質及避免由於電池的質量問題給您帶來不必要的經濟損失!

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