班纳 BANNER电池工作原理：电池是如何工作的？

没有电池的生活就像一两个世纪后靠蒸汽或发条装置生活一样。微型电池为手机和笔记本电脑提供动力，使其可以放入我们的口袋或随身携带，我们需要它们来过我们的现代生活方式。首先，我们需要了解电解质和电子亲和力才能掌握电池原理。浸入电解质中的两种不同的金属或金属化合物之间会存在电位差，电位差会导致电流流动。

根据它们的电子亲和力，两种金属或金属化合物在电解质溶液中获得或失去电子。因此，了解电池的基本原理至关重要，无论是可充电还是不可充电的 AA 锂电池、手机电池还是汽车电池。如果您有兴趣深入了解电池的工作原理，可以在本文中查看我的总体选择。

什么是电池？

我们从小就知道不同的电池，但我们知道电池说明了什么吗？电池将化学能转化为电能。电池中的外部电路将电子从一种物质（电极）移动到另一种物质。电池由四处移动的电子组成。与普通电力不同，电池会在数天、数周、数月甚至数年内缓慢释放能量。

人们总是在忙碌中产生能量。史前人类学会了如何从木制品中获取能量（热量）。历史悠久的 1800 年代完善了我们的燃煤技术。生火可能需要一个小时，而给机车的锅炉加汽可能需要数小时。另一方面，电池提供快速能量。

电池类型

电池的大小、电压和容量各不相同。有两种电池：一次电池和二次电池。原电池是一次性的，不能再充电；二次电池可以充电数次，通常为数百次。详情如下：

原电池

您可能认为一次性电池已经过时且价格昂贵。尽管如此，它们还有一个主要优势：它们的存储和持续时间比同等的可充电电池长得多。有些东西很重要，比如心脏起搏器，它使用手术植入的一次性锂电池。不断地切开某人的胸腔来为心脏起搏器充电根本是行不通的！ 

简而言之，虽然建议尽可能使用充电电池，但一次性电池也有一些优势。锌碳电池、碱性电池和锂电池是最常见的三种原电池。

锌碳

最便宜、最常见的手电筒电池是锌碳电池。碳棒用作正极，包裹在碳粉和氧化锰 (IV) 中；锌合金用于负极（外壳）。

电解液是氯化铵糊状物。当连接锌碳电池时，两个电极的行为不同。负电极将锌转化为锌离子和电子，为电路供电。在正极从氧化锰 (IV) 到氨。

碱性

碱性电池比锌碳电池更贵，因为它们储存的能量更多，寿命更长。它们是一种特别可靠的电源，因为它们可以一次充电多年。这些化学品不同于锌碳化学品中使用的化学品。

正极为氧化锰；负极为锌；电解质为固体碱性溶液（氢氧化钾）。两种化学反应提供动力。羟基离子由正极处的氧化锰 (IV) 产生。激活电路需要锌与氢氧根离子反应。

纽扣电池（锂或锌）

其他人使用锂和有机电解质，并通过其他化学过程工作。在纽扣电池中，顶部的中心部件是负极，由锌或锂组成。正极由氧化锰、氧化银或氧化铜构成。纽扣电池的正极以前是氧化汞和石墨；但是，汞是有害的，已从电池中去除。

二次电池（可充电）

人们更习惯于谈论可充电电池而不是“二次”电池。相比之下，可充电电池是一种可以充电、放电到负载和反复充电的电池，与一次性电池或一次电池相反。它包含电化学电池。

使用“蓄电池”一词是因为它通过电化学反应储存能量。可充电电池有各种形状和大小，从纽扣电池到连接以稳定配电网络的兆瓦系统。磷酸铁锂 (LiFePO4) 和锂离子聚合物(LiIP) 属于所用的电极材料和电解质（锂离子聚合物）。

可充电电池的初始成本通常高于一次性电池，但由于其可多次充电，因此总拥有成本和环境影响较低。一些充电电池在尺寸和电压方面可以与一次性电池互换。

铅酸电池

 

铅酸电池自 19 世纪中叶就已问世。它们的总输出为 12 伏，除以六个 2 伏电池。每个电池都有一个负铅金属电极、一个正二氧化铅电极和一个硫酸电解液。放电时，硫酸铅覆盖在两个电极上，硫酸大部分转化为水，电子沿外电路流出产生电能。

镍镉：

镍镉(NiCd) 电池用于玩具、手电筒和电动工具。它们价格实惠，可以充放电数百次。但是，它们必须在充电前完全放电。否则，它们的存储容量（和寿命）将大大减少。

无论是否属实，建议定期对电池进行放电和充电。NiCd 电池中的镉也存在问题，镉会渗入土壤并可能污染附近的水道，而不是对其进行回收利用。

镍金属氢化物 (NiMH)

NiMH 电池的性能相似，但受“记忆效应”的影响较小。由于对镉的担忧，它们在 1990 年代开始流行，作为镍镉电池的替代品。例如，手机使用的 NiMH 电池在“充满”时比完全放电和充电时运行得更好（这在电动工具中更常见）。

锂离子

锂离子电池是最流行的可充电电池，广泛用于手机、MP3 播放器和笔记本电脑。它是一种轻金属，可以快速产生离子，是电池的理想选择。

与 NiCd 可充电电池不同，锂离子电池储存更多能量，在更高电压下运行，并且更环保。这些电池非常适合日常使用的电子设备，这些设备不应该持续那么长时间，并且可能会充电和耗尽数百次。