電池100問(wèn)(一)
 

　　——電池基本原理及基本術(shù)語(yǔ)
 

　　1.什么叫電池？
 

　　電池(Batteries)是一種能量轉化與儲存的裝置，它通過(guò)反應，將化學(xué)能或物理能轉化為電能。根據電池轉化能量的不同，可以將電池分為化學(xué)電池和物理電池。
 

　　化學(xué)電池或化學(xué)電源就是將化學(xué)能轉化為電能的裝置。它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負極，由一種能提供媒體傳導作用的化學(xué)物質(zhì)作為電解質(zhì)，當連接在某一外部載體上時(shí)，通過(guò)轉換其內部的化學(xué)能提供電能。
 

　　物理電池就是將物理能轉化為電能的裝置。
 

　　2.一次電池與二次電池的有哪些區別？
 

　　主要的區別是活性物質(zhì)的不同，二次電池的活性物質(zhì)可逆，而一次電池的活性物質(zhì)并不可逆。一次電池的自放電遠小于二次電池，但內阻遠比二次電池大，因此負載能力較低，此外，一次電池的質(zhì)量比容量和體積比容量均大于一般充電電池。
 

　　3.鎳氫電池的電化學(xué)原理是什么？
 

　　鎳氫電池采用Ni氧化物作為正極，儲氫金屬作為負極，堿液(主要為KOH)作為電解液，鎳氫電池充電時(shí)：
 

　　正極反應：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O–e-
 

　　負極反應：M+H2O +e-→ MH+ OH-
 

　　鎳氫電池放電時(shí)：
 

　　正極反應：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
 

　　負極反應：MH+ OH- →M+H2O +e-
 

　　4.鋰離子電池的電化學(xué)原理是什么？
 

　　鋰離子電池正極主要成分為L(cháng)iCoO2，負極主要為C，充電時(shí)，
 

　　正極反應： LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
 

　　負極反應： C + xLi+ + xe- → CLix
 

　　電池總反應： LiCoO2 + C → Li1-xCoO2 + CLix
 

　　放電時(shí)發(fā)生上述反應的逆反應。
 

　　5.電池常用的標準有哪些？
 

　　電池常用IEC標準：鎳氫電池的標準為IEC61951-2：2003；鋰離子電池行業(yè)一般依據UL或者國家標準。
 

　　電池常用國家標準：鎳氫電池的標準為GB/T15100_1994，GB/T18288_2000; 鋰電池的標準為GB/T10077_1998，YD/T998_1999,GB/T18287_2000。
 

　　另外，電池常用標準也有日本工業(yè)標準JIS C 關(guān)于電池的標準。
 

　　IEC即電工委員會(huì )(International Electrical Commission)，是由各國電工委員會(huì )組成的世界性標準化組織，其目的是為了促進(jìn)世界電工電子領(lǐng)域的標準化。IEC標準是由電工委員會(huì )制定的標準。
 

　　6.鎳氫電池的主要結構組成是什么？
 

　　鎳氫電池的主要組成為：正極片(鎳氧化物)、負極片(儲氫合金)、電解液(主要為KOH)、隔膜紙、密封圈、正極帽、電池殼等。
 

　　7.鋰離子電池的主要結構組成是什么？
 

　　鋰離子電池的主要組成為：電池上下蓋、正極片(活性物質(zhì)為氧化鋰鈷)、隔膜(一種特殊的復合膜)、負極(活性物質(zhì)為碳)、有機電解液、電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)等。
 

　　8.什么是電池內阻？
 

　　是指電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內部所受到的阻力。由歐姆內阻與極化內阻兩部分組成。電池內阻大，會(huì )導致電池放電工作電壓降低，放電時(shí)間縮短。內阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結構等因素的影響。是衡量電池性能的一個(gè)重要參數。注：一般以充電態(tài)內阻為標準。測量電池的內阻需用內阻儀測量，而不能用萬(wàn)用表歐姆檔測量。
 

　　9.什么是標稱(chēng)電壓？
 

　　電池的標稱(chēng)電壓指的是在正常工作過(guò)程中表現出來(lái)的電壓， 二次鎳鎘鎳氫電池標稱(chēng)電壓為1.2V；二次鋰電池標稱(chēng)電壓為3.6V。
 

　　10.什么是開(kāi)路電壓？
 

　　開(kāi)路電壓是指電池在非工作狀態(tài)下即電路無(wú)電流流過(guò)時(shí)，電池正負極之間的電勢差。 工作電壓又稱(chēng)端電壓，是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流過(guò)時(shí)電池正負極之間電勢差。
 

　　11.什么是電池的容量？
 

　　電池的容量有額定容量和實(shí)際容量之分。電池的額定容量是指設計與制造電池時(shí)規定或保證電池在一定的放電條件下，應該放出低限度的電量。IEC標準規定鎳鎘和鎳氫電池在20℃±5℃環(huán)境下，以0.1C充電16小時(shí)后以0.2C放電至1.0V時(shí)所放出的電量為電池的額定容量，以C5表示。而對于鋰離子電池，則規定在常溫、恒流(1C)—恒壓(4.2V)控制的充電條件下充電3 h，再以0.2C放電至2.75V時(shí)所放出的電量為其額定容量，而電池的實(shí)際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實(shí)際電量，主要受放電倍率和溫度的影響(故嚴格來(lái)講，電池容量應指明充放電條件)。電池容量的單位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh).
 

　　12.什么是電池的放電殘余容量？
 

　　當對可充電電池用大電流(如1C或以上)放電時(shí)，由于電流過(guò)大使內部擴散速率存在的“瓶頸效應”，致使電池在容量未能*放出時(shí)已到達終點(diǎn)電壓，再用小電流如0.2C還能繼續放電，直至1.0V/支(鎳鎘和鎳氫電池)和3.0V/支(鋰電池)時(shí)所放出的容量稱(chēng)為殘余容量。
 

　　13.什么是放電平臺？
 

　　鎳氫充電電池的放電平臺通常是指電池在一定的放電制度下放電時(shí)，電池的工作電壓比較平穩的電壓范圍，其數值與放電電流有關(guān)，電流越大，其數值就越低。鋰離子電池的放電平臺一般是恒壓充到電壓為4.2V且電流小于0.01C時(shí)停充電，然后擱置10分鐘，在任何們率的放電電流下下放電至3.6V時(shí)的放電時(shí)間。是衡量電池好壞的重要標準。