电池的应用范围极其广泛。作为电力来源，它们被用作 儿童玩具电池既可用于电动工具，也可用作电动汽车的动力源。要胜任使用电池，有必要了解它们的特性、优缺点。
什么是电池，它是如何构造的？
电池 - 是可再生的 电能来源.与原电池相比，它可以在放电后充电。原则上，所有蓄电池都以相同的方式构造，由放置在电解质中的阴极和阳极组成。
电极的材料和电解质的成分各不相同，这决定了电池的消费特性及其应用范围。可以将多孔介电隔板、电解质浸渍隔板放置在阴极和阳极之间。但它主要决定组件的机械性能，原则上不影响电池的运行。
一般来说，电池运行基于两种能量转换：
- 电到化学充电；
- 放电时化学到电。
两种类型的转换都基于可逆化学反应的流动，其过程由电池中使用的物质决定。例如，在铅酸电池中，阳极的活性部分由二氧化铅制成，阴极由金属铅制成。电极在硫酸电解液中。在阳极放电期间，二氧化铅随着硫酸铅和水的形成而被还原，而在阴极的铅被氧化为硫酸铅。充电过程中会发生逆反应。在其他电池设计中，组件的反应不同，但原理相似。
电池的种类和种类
电池的消费性能主要由其生产技术决定。在家庭和工业中，几种类型的电池是最常见的。
铅酸 。
这种类型的电池发明于十九世纪中叶，至今仍有其应用领域。它的优点包括：
- 简单、便宜且经过数十年的生产技术验证；
- 大电流输出；
- 使用寿命长（从 300 到 1000 次充放电循环）；
- 最低自放电电流；
- 没有记忆效应。
也有缺点。首先，它是低比功率容量，导致尺寸和重量的增加。还注意到在负温度下性能不佳，尤其是在负 20 °C 以下。处置也存在问题——铅化合物毒性很大。但是这个问题 对于其他类型的电池也必须解决。.
尽管酸铅电池的设备已达到最佳状态，但即使在这里也有改进的选择。例如，有 AGM 技术，根据该技术，将浸渍有电解质的多孔材料放置在电极之间。电化学充电和放电过程不受影响。它主要改善了电池的机械特性（抗振动、几乎可以在任何位置工作等），并在一定程度上增加了操作的安全性。
另外一个显着的优势是在温度低至 -30°C 时改进了操作而不会损失容量和电流输出。AGM 电池制造商声称增加了启动电流和使用寿命。
酸铅电池的另一种改进是凝胶电池。电解液增稠成胶状。这可以防止运行过程中的电解液泄漏并消除气体形成的可能性。但是，电流输出有所降低，这限制了凝胶电池作为启动电池的使用。这种电池在增加容量和使用寿命方面所宣称的神奇特性是营销人员的良心。
铅蓄电池通常以稳压方式充电。这会增加电池电压并降低充电电流。充电过程结束的标准是电流下降到设定的限制。
镍镉
它们的年龄已接近尾声，其应用范围正在逐渐缩小。它们的主要缺点是显着的记忆效应。如果您开始为未完全放电的镍镉电池充电，则电池会“记住”这个电平，而容量将进一步由这个值决定。另一个问题是环境友好性低。有毒的镉化合物会在处理此类电池时产生问题。其他缺点包括：
- 自放电倾向高；
- 相对较低的功率容量。
但也有优点：
- 低成本;
- 使用寿命长（高达 1000 次充放电循环）；
- 提供大电流的能力。
这些电池的优点还包括在低负温度下运行的能力。
Ni-Cd 电池以恒流模式充电。可以通过平滑或逐步减小充电电流进行充电来充分利用容量。该过程的结束通过电池电压的降低来监控。
镍氢
它们旨在替代镍镉电池。它们具有镍镉电池的许多特性和性能特点。我们设法部分消除了记忆效应，将电源容量提高了大约一倍半，并减少了自放电的趋势。同时，当前产量保持高位，成本基本保持在同一水平。环境问题已得到缓解——电池的生产不使用有毒化合物。但这必须以更短的寿命（最多 5 倍）和在负温度下工作的能力来支付 - 仅低至 -20°C，而镍镉电池则为 -40°C。
这种电池以恒流模式充电。通过将每个电池上的电压增加到 1.37 伏来监控过程的结束。最有利的是具有负发射的脉冲电流模式。这消除了记忆效应的影响。
锂离子
锂离子电池正在占领世界。他们正在从位置似乎不可动摇的区域取代其他类型的电池。锂离子电池几乎没有记忆效应（存在，但在理论水平），最多可承受600次充放电循环，能量容量比镍的容量重量比高2-3倍金属氢化物电池。
存储过程中自放电的趋势也很小，但您必须从字面意义上为这一切付出代价——这种电池比传统电池贵得多。我们可以预期价格会随着生产的发展而下降，就像它们通常所做的那样，但这种电池的其他固有缺点——电流输出降低、无法在负温度下运行——不太可能被现有技术克服。
随着火灾危险的增加，这在一定程度上限制了使用 锂离子电池.还应该考虑到这样的电池会退化。即使它们不充电和放电，它们的寿命本身也会在 1.5 ... 2 年的存储中归零。
最有利的充电模式是分两步。首先是稳定的电流（平滑增加的电压），然后是稳定的电压（平滑减少的电流）。在实践中，第二阶段以逐步减小充电电流的形式实现。更常见的是，这个阶段由一个步骤组成 - 只是降低稳定电流。
电池的基本特性
选择电池时要注意的第一个参数是 标称电压.一个电池单元的电压由电池内部发生的物理和化学过程决定，并取决于电池的类型。一个充满电的罐子可以提供：
- 铅酸电池 - 2.1 伏；
- 镍镉 - 1.25 伏；
- 镍氢，1.37 伏；
- 锂离子电池：3.7 伏。
为了获得更高的电压，将电池组装成电池。因此，对于汽车电池，您必须串联 6 节铅酸电池才能获得 12 伏（更准确地说是 12.6 伏），而对于 18 伏螺丝刀 - 5 节 3.7 伏锂离子电池。
第二个重要参数是 容量.这决定了电池在负载下的工作时间。它以安培小时为单位（电流对时间的乘积）。例如，容量为 3 A·h 的电池，用 1 安培的电流放电 3 小时，用 3 安培的电流放电 1 小时。
重要的！ 严格来说， 电池的容量 取决于当前 因此，同一电池在不同负载值下的电流和放电时间的乘积不会相同。
第三个重要参数 载流能力.这是电池可以提供的最大电流。这很重要，例如，对于 汽车电池 - 确定在寒冷天气下转动发动机轴的能力。此外，提供高电流、产生高扭矩的能力也很重要，例如，对于电动工具。但对于移动设备来说，这个特性并不是那么重要。
电池的电气特性和消费质量取决于其设计和生产技术。正确使用电池意味着利用可再生化学能源的优势并消除劣势。
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