?池
|
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各??池和?池?(?左上到右下):??AA?池,一?D?池,一?手持(?余无??)?池,??9伏?池(PP3),??AAA?池,一?C?池,一??像机?池,一?无????池。
|
?型
| ?源
|
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工作原理
| ?化?反?
,
電動勢
|
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投?年
| 1800s
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?路符?
|
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?池
(electric battery)全?
?池?
,是由一?或多??外部?接的
?化??池
(electrochemical cell)?成的
?源
?置
[1]
,用于?????
供?
;?池?若由多??化??池?成,??之?可以??、串?或串??方式?接。
狹義上,電池是將本身儲存的
化學能
轉換成
電能
的裝置;廣義上,電池是將“預先儲存”起來的能量
轉化
?可供外用電能的裝置
[2]
。因此,像太陽能電池,只有轉化而無儲存功能的裝置?不算是電池。其他名稱有
電?
、
電芯
,而中文「池」及「?」也有儲存作用之意。
英?單一個電池結構叫做「cell」(單電池),內部有多個 cells ?連或串連的結構叫做「battery」(電池組)。?然在?池?展史上,“battery”一?特指由多?“cells”?成的?置;然而,英?本身的用法也起了演?,“battery”此??的意涵已演化成涵盖由?一“cell”?成的?置
[3]
。
電池發展史
[
??
]
電池的
歷史
可以追溯到兩千多年前的古
伊拉克
時代
。是在首都
巴格達
發現的
素燒
陶壺
(
巴格達電池
)?是一種使用
銅
和
鐵
的電池。
考古
者
發現
的物品被認?是至今發現的最早的電池
證據
。
而
現代
?正作?
化學能
的儲藏體,根據人們的需要可控制地放出
電能
的
裝置
在當時稱?Volta Pile(
伏打電堆
)。第一??正意?上的?代?池由
意大利
化?家
??山德?·朱塞佩·安?尼?·阿?斯塔西?·伏打
?明。
-
目前已知的全球第一個電池
-
-
車用鉛酸電池
-
穿戴式?電池
電池種類
[
??
]
化學電池
[
??
]
化??池
、
電化電池
、
電化學電池
或
?化?池
是指通?
?化?原反應
,把
正?
、
??
活性物?
的化?能,?化??能的一??置。?普通?化?原反?不同的是
?化
和
?原
反?是分??行的,?化在??,?原在正?,而
?子
得失是通?外部
?路
?行的,所以形成了?流。?是所有?池的本?特点。???期的?究、?展,化??池迎?了品?繁多,?用?泛的局面。大到一座
建筑
方能
容?
得下的巨大?置,小到以毫米?的類型。?代
?子技?
的?展,?化??池提出了?高的要求。每一次化??池技?的突破,都??了
?子??
革命
性的?展。世界上?多?化?
科?家
,把?趣集中在做?
??汽??力
的化??池?域。
乾電池和液體電池
[
??
]
乾電池
和
液??池
的?分?限于早期?池?展的那段
?期
。最早的?池由??
?解液
的
?璃
容器和?????成。后?推出了以糊?
?解液
?基?的?池,也?做乾電池。
?在仍然有“
液?
”?池。一般是
??
非常?大的品?。如那些做?
不???源
的大型固定型
鉛酸蓄電池
或與
太?能電池
配套使用的?酸蓄?池。?于
移???
,有些使用的是全
密封
,免??的
?酸蓄?池
,???池已?成功使用了?多年,其中的?解液
硫酸
是由
硅凝?
固定。
一次性電池和可充電電池
[
??
]
- 一次性電池
一次性電池
(Primary Battery)俗稱「用完?棄」電池及原電池,因??們的
電量
耗盡後,無法再充電使用,只能?棄。常見的一次性電池包括:
- ??電池
?電壓約1.5V,電池容量較少,能輸出的電流也較少,不會如同??電池在長期存放後,漏出有害腐蝕液體,所以仍被使用於低用電量同時需長期使用的裝置,例如鐘、紅外線搖控等。
- ??電池
?電壓約1.5V,電池容量及輸出的電流較??電池高,但不及
??電池
,長期存放後漏出有害腐蝕液體。
- ?電池
?電壓約3V,電池容量及輸出的電流極高,可以存放十年仍有相當電力,但價錢較貴。
其他的一次性?池包括有
?電池
、
?空電池
、
?汞電池
、
水銀電池
、
??電池
和
??電池
。
- 可充電電池
可充電電池
又稱二次電池(Secondary Battery)或二級電池、
蓄電池
。可充電電池按製作
材料
和
工藝
上的不同,其優點是在充電後可多次循環使用,?們可全充
放電
兩百多次甚至達40000次,充電電池的輸出電流
負荷力
要比大部分一次性電池高。常見的類型有:
- 鉛酸電池
?每個Cell的電壓約2V,容量低但可輸出較大的功率、電池,常使用於汽車中作?動引擎用,或用於不斷電系統(UPS)、無線電機、通信機。
- ??電池
NiCd?電壓約1.2V,有較?烈的
記憶效應
,而且容量較低,含有毒物質,對環境有害,現已被淘汰。
- ??電池
NiMH?電壓約1.2V,有極輕微的
記憶效應
,容量較??電池及?性電池大,可充放電循環使用數百至二千幾次。舊??電池有較大的自放電,新的低自放電??電池自放電低至與?性電池相約,而且可在低溫下使用(-20℃),充電裝置、電壓與??電池相同,已取代了??電池,同時也可取代?大部??性電池的用途,也有用於
混合動力車
的。
- ?離子電池
Li-ion?電壓約3.6V、3.7V,?離子電池具有重量輕(容量是同重量的??電池的1.5倍~2倍)、容量大、無記憶效應等優點,具有?低的自放電率,因而?使價格相對較高,仍然得到了普遍應用,包括許多電子?品,而且不含有毒物質,但這類用於
消費性電子?品
的Li-ion電池在存放一段時期後電量會永久減少。?也有用於
純電動車
及
混合動力車
的Li-ion電池,用於這用途的?離子電池容量相對略低,但有較大的輸出、充電電流,也有的有較長的壽命,但成本較高。
燃料電池
[
??
]
燃料電池
是一種?
燃料
的化學能透過電化學反應直接轉化成電能的裝置,與一般電化電池不同的是反應物不儲存在電池內,只在反應時灌入電池。
燃料電池是利用
?氣
在陽極進行?化反應,將?氣?化成
?離子
,而
?氣
在陰極進行還原反應,與由陽極傳來的?離子結合生成水。?化還原反應過程中就可以?生電流。
燃料電池的技術包括了出現
?性燃料電池
(AFC)、
?酸燃料電池
(PAFC)、
質子交換膜燃料電池
(PEMFC)、
熔融?酸鹽燃料電池
(MCFC)、
固態?化物燃料電池
(SOFC),以及
直接甲醇燃料電池
(DMFC)等,而其中,利用
甲醇
?化反應作?正極反應的燃料電池技術,更是被業界所看好而積極發展。
水?動電池
[
??
]
水?動電池
本身不含電解質,出廠時還不會?生電力,須待加入水之後,才讓成?間的化學反應得以開始,??生電力。
核電池
[
??
]
原子能?池
(又?
核?池
,??池或放射性同位素發??置)是指使用
放射性
同位素
衰?
??生之能量??生?力的?置。??使人?解成
核反?堆
,但??上???池不是利用
?式反?
??生能量。核?池比起一般
?池
有??的?命且其?出能量?比一般化??池?高,可惜其制作成本也相??高,使???池多用于一些需????作又?以更??池的?器之上。
核?池之技?早在1913年已?被
亨利·莫塞?
所?明,使?科?家都期望此技?能?用于太空?器上。但由于一直无法提高能源效率,?技?到近年?米技???出更有效之
半??
后再被?注。此種電池現應用於衛星、宇航工具,也有於地面上使用。第一個離開
太陽系
的太空探測器
航行者一號
就是用這類電池作?能源,供應電力給探測器上的儀器。
核?池大致分成???,分?是
???型核?池
(例如
放射性同位素熱電機
、
斯特林放射性同位素高階熱電機
)及
非???型核?池
。
電池容量
[
??
]
電池容量是指電池所能儲存的
電荷
量,電池容量的符號?Q,單位?
庫倫
(C),但日常生活中多以
安培小時
(Ah)?單位,由於日常生活使用的電池也有容量相對較少,所以也有用
毫安培小時
(mAh)單位,也?千分之一
安培小時
,例如
手機
所使用的電池通常以後者?標記。
決定電池容量的因素有:
電池的種類(也?制造電池的物質):同一體積,不同種類的電池有不同的容量,例如?電池的容量較?多其他電池?高。
電池的體積:由於物質的化學能的
能量密度
是固定的,因此體積越大,總藏能量就越多,例如一枚AA電池的容量比AAA電池?大。
電池的溫度:一般情況下,溫度越低,電池的有效容量會減小,不同種類的電池減小的程度各有不同,所以在寒冷地區使用電池時需要特別留意。
放電速率:放電電流越大,同一電池的有效容量會越小,所以推高耗電的電器時電池的容量會減少,例如一枚能點亮2W燈泡一小時的電池,推動4W燈泡時就不能有半小時,必定比半小時短些,短多少就視乎電池種類、溫度…等因素而定。
所以同一枚電池在不同環境下會有不同容量,所以一般電池所標示的容量只可作參考,實際使用仍會因環境及其他工作條件而有所變化。而標示容量一般都以
室溫
情況下作準。
容量、放電電流與C?
[
??
]
要計算一電池在某一放電流下能連續放電多久,方法是將容量除以電流:
當中,t(h)是放電時間(單位是小時)、Q(Ah)是電池容量(單位是安倍小時)、I(A)是電流(安培)。
而放電(或充電)電流也有用C?來表述,1個C的放電電流會剛好在一小時把電池完全放電,也就是1個C的電流是相對電池容量而定。例如一枚600mAh的電池,1個C的電流?是600mA,以這個電流放電會在一小時內用完電量。同樣地,對一枚2500mAh的電池,1C就是2500mA。又例如以0.5C對電池放電的話,不管電池容量多小,電池都會在2小時用完(1/0.5=2)。
用C作表述的特點在於在相同電池種類、操作環境下,不同容量的電池在同一C?放電率下,理論上都應該有相約放電時間。所以當要比較不同電池性能時,會選擇同一C?的放電或充電速率作比較。電池生?商在電池的規格上也多以C?表述放電電流及充電電流的速率。
?池型?
[
??
]
常?的?池型?或稱呼如下:
[4]
美?型?
|
中?大?型?
|
臺灣型號
|
香港稱呼
|
尺寸(高度×直?)mm
|
D
|
1??池
|
1號電池
|
大電
|
59.0*32.3
|
C
|
2??池
|
2號電池
|
中電
|
49.5*25.3
|
AA
|
5??池
|
3號電池
|
細電 / 2A電
|
49.0*14.0
|
AAA
|
7??池
|
4號電池
|
3A電
|
44.0*10.0
|
AAAA
|
9??池
|
6號電池
|
4A電
|
41.5*8.1
|
A
|
4??池
|
|
|
49.0*16.8
|
SC
|
3??池
|
|
|
42.0*22.1
|
N
|
8??池
|
5號電池
|
|
28.5*11.7
|
F
|
|
|
|
89.0*32.3
|
?命
[
??
]
?池?命(及其同???池?命)?于可充??池有??含?,但?于不可充??池只有一?含?。?于可充??池,?可以指??在充??池?量??行的???度,或是在?池?元失效前可以?行的充放?循?次?。?于不可充??池,????命是相等的,因?按定??池只持?一?循?。(??“保?期”用于描述?池在制造和使用之?保持性能的??。)所有?池的可用容量在?度降低?都?下降。?今天大多??池不同,1812年?明的
詹博尼?池堆
在不???新或充?的情?下提供了非常?的使用?命,?管??在?安(nanoamp)范??提供?流。自1840年以?,
牛津??
在其原始?池?上?乎持?不?地??,据信?些?池是詹博尼?池堆。
在室?(20?30 °C)下存放?,一次性?池通常每年?失去其原始?荷的8?20%。
[5]
?被??“自放?”速率,是由于?使?有??,?池?元?部仍然??生非?生?流的“?”化?反?。低?下存放的?池的?反?速率?降低,?管有些?池可能?受到冷?的??。?的可充??池自放?速度比一次性?性?池快得多,尤其是?基?池;一???充??的??(NiCd)?池在前24小???失去10%的?荷,之后以?每月10%的速度放?。然而,?新的
低自放??金??化物(NiMH)?池
和?代??池???示出?低的自放?率(但仍然高于一次性?池)。
?池板上的活性物?在每次充放?循?中都?改?化??成;由于??的物理?化,活性物?可能??失,?而?一步限制?池的可充?次?。大多??基?池在???都部分放?,必?在第一次使用之前充?。
[6]
?新的NiMH?池在???就可以使用,?且一年?只有15%的放?率。
[7]
每次充放?循?都??生一些?化。降解通常是因??解?????移或活性物????分?造成的。低容量的NiMH?池(1,700?2,000 mA·h)可以充??1,000次,而高容量的NiMH?池(2,500 mA·h以上)大?可以持?500?循?。
[8]
NiCd?池在其?部?阻永久性地增加到超出可用?之前,往往被??1,000次循?。快速充??增加?件?化,?短?池?命。
[8]
如果充?器不能??到?池何?充??,??充的可能性?大,?而???池。
[9]
如果以特定的重?方式使用NiCd?池,可能?出?容量下降的情?,??“??效?”。
[10]
??效?可以通???的做法避免。?管化?性?相似,NiMH?池的??效??少。
[11]
汽?
的
?酸?池
必?承受由振?、??和?度范?引起的?力。由于?些?力以及??的?板的
硫酸?化
,?少有汽??池在正常使用六年后?能??使用。
[12]
汽?起??池
(
SLI
:
起?,照明,点火
)
?池有?多薄板以最大限度地增加?流。一般??,板越厚,?命越?。??通常只在充?前稍微放?。
深循?
?酸?池,如??高?夫球?中使用的?池,具有更厚的板以延??命。
[13]
[14]
?酸?池的主要?点是成本低;其主要缺点是在?定容量和??下,尺寸和重量?大。?酸?池永?不?放?至其容量的20%以下, 因??部?阻?在充???生?量和??。深循??酸系?通常使用低?荷警告?或低?荷????,以防止??短?池?命的???型。
[15]
?池?命可以通???池存放在低??境中?延?,例如
?箱
或
??
,?而???反?。??存?可以??性?池的?命延??5%;可充??池可以更???地保持其?荷,具?取?于?型。
[16]
?了?到??的最大??,?池必?恢?到室?;在0°C下以250 mAh放?的?性?池的效率只有在20°C下的一半。
[17]
?性?池制造商,如
杜拉克
,不建???池冷藏。
參見
[
??
]
參考資料
[
??
]
外部?接
[
??
]
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| | | 電池?型
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| 其他形式電池
(非傳統定義電池)
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| 電池部件
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