電池的原理

鎳鎘電池：

正極為氧化鎳，負極為金屬鎘，電解液多為氫氧化鉀、氫氧化鈉堿性水溶液。

充放電反應相反

鎳氫電池：

正極為氧化鎳，負極為儲氫合金，電解質為氫氧化鉀堿性水溶液。

鋰離子電池：

鋰離子電池的陽極使用能吸收鋰離子的碳電極，放電時，鋰變成鋰離子，從電池的陽極脫離，到達鋰離子電池的陰極。充電時，鋰原子在陰極電離成鋰離子和電子，而鋰離子向陽極運動並與電子合成鋰原子。電解液通常是有機電解液

日常生活中使用的幹電池是鋅錳電池，又稱碳鋅電池。

它的結構如下：負極是壹個由鋅制成的圓柱體，做成圓柱體的目的是為了儲存電解液等化學物質。正極是壹根碳棒，周圍是二氧化錳、碳粉和氯化銨水的混合物，通常稱為 "碳包"。在碳包和鋅圓筒之間裝有由氯化銨、氯化鋅水溶液和澱粉組成的糊狀物，稱為電糊。電池口用瀝青、松香等配制的密封劑密封。

幹電池的鋅筒、碳包和氯化銨溶液的作用分別相當於伏打電池的鋅板、銅板和稀硫酸溶液的作用。

幹電池工作時，鋅和氯化銨發生變化，產生氫氣，氫氣附著在碳棒頂端。由於氫氣的電阻很大，電池工作時，在電極附近會出現相當大的電壓降，使路邊電壓降低（這種現象稱為 "極化"）。於是在幹電池中加入二氧化錳作為 "去極化劑"。二氧化錳是不良導體，用多了，電池內阻增大，用少了，去極化效果太慢。為了解決這個問題，通常會添加壹些導電性好的碳粉，它的作用主要是導電，其次是吸收反應過程中產生的壹些氣體。

電漿的主要成分是氯化銨，相當於伏特電池的稀硫酸溶液。電漿中氯化鋅的作用是增加溶液中鋅離子的濃度，緩解氯化銨對鋅筒的腐蝕，延長電池的使用時間。

密封的目的是防止電池內部的濕氣散發和外部濕氣侵入，避免電解液外流，使幹電池便於攜帶，同時防止碳包和鋅短路。

電池的基本原理

電池意味著什麽？

電池是壹種能量轉換和儲存裝置，主要通過化學反應將化學能或物理能轉換為電能。電池是壹種化學電源，由正負兩個不同成分的電化學活性電極組成；兩個電極分別浸入提供介質傳導的電解質中，當連接到外部載體時，通過轉換其中的化學能來提供電能。

原電池和二次電池有哪些異同？

壹次電池只能放電壹次，二次電池（也稱為充電電池）可以反復充放電循環使用，充電電池在放電時電極體積和結構會發生可逆變化，因此設計時必須調節這些變化，而壹次電池由於不需要調節這些可逆變化，因此內部結構要簡單得多、原電池的質量比容量和體積比容量比壹般充電電池大，但內阻比二次電池大得多，因此負載能力較低，此外，原電池的自放電比二次電池小得多。

什麽是 IEC 標準？

IEC標準是國際電工委員會（International Electrotechnical Commission）的簡稱，是由各國電氣委員會組成的世界標準化組織，其宗旨是促進世界電氣和電子領域的標準化。其中，關於鎳鎘電池的標準是 IEC60285，關於鎳氫電池的標準是 IEC61436，關於鋰離子電池的標準是 IEC61960，壹般電池行業采用的是三洋或松下的標準。

常見的電池標準有哪些？

電池常用的 IEC 標準有：

鎳鎘電池標準 IEC602851999；

鎳氫電池標準 IEC614361998.1；

鋰離子電池標準 IEC619602000.11。

電池常用的國家標準有：

GB/T 11013_1996、GB/T 18289_2000；

鎳氫電池標準GB/T 15100_1994、GB/T 18288_2000；

鋰電池標準GB/T 10077_1998、YD/T 998_1999、

鋰電池標準GB/T 18287_2000；

鋰電池常用國家標準。p>GB/T 18287_2000。

另外常用的電池標準還有日本工業標準JIS C中關於電池的規定

以及SANYO和PANASONIC公司制定的關於電池的企業標準。

鎳鎘電池的電化學原理是什麽？

鎳鎘電池以 Ni(OH)2 為正極，以 CdO 為負極，以堿液（主要是 KOH）為電解液。鎳鎘電池充電時，正極會發生以下反應

Ni(OH)2 -e + OH- → NiOOH + H2O

負極會發生反應：

Cd(OH)2 + 2e → Cd + 2OH-

總反應為：2Ni(OH)2 + Cd(OH)2→ 2NiOOH+ Cd+ 2H2O

放電時，反應相反 NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OH-

Cd + 2OH- + 2e→ Cd(OH)2

充電時，隨著 NiOOH 濃度的增加，Ni(OH)2 濃度降低，正極電位逐漸升高、電池充滿電後，正負極電位達到平衡值，兩個電位之差就是電池的充電電壓。

鎳氫電池的電化學原理是什麽？

鎳氫電池采用與鎳鎘電池相同的氧化鎳作為正極，貯氫金屬作為負極，堿性溶液（主要是 KOH）作為電解液，給鎳氫電池充電時，正極發生如下反應：

Ni(OH)2 -e + OH- → NiOOH + H2O

負極反應如下：

MHn + ne → M + n/2H2

放電，正極：NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH-

負極：M + n/2H2 → MHn + ne 。

鋰離子電池的電化學原理是什麽？

鋰離子電池正極主要由鈷酸鋰組成，負極主要是C，充電時

正極發生反應：LiCoO2 -> Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-

負極反應：C + xLi+ + xe-> CLix

電池的總反應：LiCoO2 + C -> Li1-xCoO2 -> Li1-xCoO2 -> CLix

電池的總反應：LiCoO2 + C -> Li1-xCoO2 -> Li1-xCoO2 -> gt; Li1-xCoO2 + CLix

上述反應的逆反應發生在放電過程中。

電池的主要結構成分是什麽？

電池的主要組成部分是：正極片、負極片、隔膜紙、蓋、殼和絕緣層。

手機鋰電池由哪些部分組成，各部分的功能是什麽？

手機鋰電池主要由塑料外殼上下蓋、.鋰電池、保護電路板（PCB）和自恢復保險絲（多路開關）組成。有的廠家還配置了 NTC、識別電阻、振動電機或充電電路等元件。

各部分的功能如下：

（1）鋰離子電池：提供充電和放電源。

（2）保護電路板（PCB）：防止電池過充和過放短路。

（3）可恢復保險絲（PTC）：正極熱敏電阻起到高溫保護作用，同時也是電路板失效後的雙重保護。

（4）可恢復保險絲（NTC）：負熱敏電阻，感應電池內部溫度，起到低溫保護作用。

（5）識別電阻：識別原裝電池，非原裝電池不能使用。

電池的包裝材料有哪些？

(1)幹介質紙（如纖維紙雙面膠帶）

(2)PVC膜商標管

(3)連接片（不銹鋼板、純鎳板、鍍鎳鋼板）

(4)鉛板（不銹鋼板--易焊接、純鎳片--點焊牢固）

（5）插頭類

（6）保護元件（如溫控開關過流保護器限流電阻）

（7）紙箱

（8）塑料外殼

電池包裝組合及設計目的？

（1）美觀的品牌印刷標誌設計

（2）電池電壓限制（要獲得更高的電壓需要串聯多個電池）

（3）保護電池防止短路，延長電池壽命

（4）尺寸限制

（5）便於運輸（如紙箱、紙盒設計等。電池包裝組合和設計的目的是什麽？

（6）電池的包裝和設計

（7）電池的包裝和設計

（8）塑料外殼

電池包裝組合和設計的目的是什麽？紙箱設計等）

（6）特殊功能設計（如防水、特殊形狀設計等）

電池使用註意事項有哪些？

（1）仔細閱讀電池說明書，使用推薦的電池

（2）檢查電器和電池的接觸部分是否清潔，必要時用濕布擦拭，擦幹後按正確的極性方向裝入電池

（3）在沒有成人監護的情況下，不要讓兒童更換電池，AAA 等小電池應放在兒童無法觸及的地方、

（4）不要混用新舊電池或不同類型的電池

（5）不要試圖通過加熱、充電或其他方法使單個電池再生、

(6) 不要使電池短路

(7) 不要加熱電池或將電池放入水中

(8) 不要拆卸電池

(9) 使用後要斷開電器電源

(10) 不要將電池與其他電池以相同的方式使用。

(10) 應將電池從長期不用的電器上取下

(11) 應將電池存放在陰涼、幹燥的地方，避免陽光直射

電池對環境有什麽影響？

目前幾乎所有電池都不含汞，但重金屬仍然是汞電池、可充電鎳鎘電池和鉛酸電池的必要成分。如果處理不當，大量使用這些重金屬，會對環境造成危害。目前，國際上有專門機構回收氧化錳鎳鎘電池和鉛酸電池。例如，非營利性組織 RBRC Corporation .

SeaSun壹直致力於生產環保電池（鎳氫電池、鋰離子電池）來替代鎳鎘電池。

環境溫度對電池性能有何影響？

在所有環境因素中，溫度對電池充放電性能的影響最大。電極/電解質界面上的電化學反應與環境溫度有關，電極/電解質界面被視為電池的心臟。如果溫度降低，電極的反應速率也隨之降低，假設電池電壓保持不變，放電電流減小，電池的功率輸出也隨之減小。如果溫度升高，情況則相反，即電池的輸出功率會升高。溫度還會影響電解液的輸送速度溫度升高，輸送速度加快，溫度降低，輸送速度減慢，電池的充放電性能也會受到影響。但溫度過高，超過 45℃，會破壞電池內的化學平衡，產生副反應。

鎳鎘鎳氫電池在低溫下的放電效率會有明顯下降（如-15℃以下），而在-20℃時，堿液達到凝固的起點，電池的充電速度也會大大降低。在低於 0℃的低溫下充電會增加蓄電池的內部壓力，可能會導致安全閥打開。為了有效充電，環境溫度範圍應在 5-30 ℃ 之間，壹般充電效率會隨溫度升高而提高，但當溫度升至 45 ℃ 或更高時，高溫充電電池材料的性能會下降，電池的循環壽命也會大大降低。

充電的控制方法有哪些？

為了防止電池過充，需要控制充電的終點。當電池充滿時，可以利用壹些特殊信息來判斷充電是否已達到終點。防止電池過充的方法壹般有六種：

(1) 峰值電壓控制：檢測電池的峰值電壓以確定充電終點：

(2) dT/dt 控制：檢測電池峰值溫度的變化率，以確定充電終點

(3) T 控制：當電池充滿電時，電池溫度與環境溫度之差達到最大值

（4）-V 控制：當電池充滿電達到峰值電壓時，電壓會下降壹定值

（5）定時控制：通過設置壹定的充電時間來控制充電終點，壹般設置為充電到標稱容量的 130% 所需的時間來控制

(6) TCO 控制：考慮到電池的安全性和特性，應避免在高溫下（高溫電池除外）充電，因此當電池在高溫下充應避免在高溫下（高溫蓄電池除外）充電，因此當蓄電池溫度上升到 60℃時應停止充電。

什麽是過度充電，它對蓄電池性能有什麽影響？

過充電是指電池在通過壹定的充電過程充滿電後繼續充電的行為。對於鎳鎘電池，過充電會產生以下反應：

正極：4OH- - 4e → 2H2O + O2↑

負極： 2Cd + O2 → 2CdO

由於負極在設計時容量比正極大，因此正極產生的氧氣會通過隔膜進入正極，而正極產生的氧氣會通過隔膜進入負極。正極產生的氧氣與負極產生的鎘通過隔膜紙復合。因此，壹般情況下，電池的內壓不會明顯升高，但如果充電電流過大，或充電時間過長，產生的氧氣不能及時消耗，就可能導致內壓升高、電池變形、漏液等不良現象。同時，其電氣性能也會大大降低。

什麽是過放電，它對電池性能有什麽影響？

電池放出內部存儲容量後，電壓達到壹定值，繼續放電將導致過放電，放電截止電壓通常根據放電電流確定。0.2C-2C 放電通常設定為 1.0V/支，3C 或以上（如 5C 或 10C）設定為 0.8V/支。電池過度放電可能會給電池帶來災難性後果，尤其是在大電流過度放電或反復過度放電的情況下，對電池的影響更大。反復過放電對蓄電池的影響更大。壹般來說，過放電會使電池內部壓力升高，正負極活性物質的可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復，容量會明顯衰減。

電池組放電時間短可能有哪些原因？

（1）電池未充滿電，如充電時間不足、充電效率低

（2）放電電流過大，導致放電效率降低，從而縮短放電時間

（3）電池放電時環境溫度過低，放電效率降低

電池壽命短的可能原因有哪些？

(1) 充電器或充電電路與電池類型不匹配

(2) 過度充電和過度放電

(3) 電池類型與設備要求不壹致

不同容量的電池組合在壹起會產生什麽問題？

如果不同容量或新舊電池混用，可能會出現漏液、零電壓等現象。這是由於在充電時，容量的差異會導致壹些電池過充，而另壹些電池則沒有充滿電；在放電時，容量大的電池沒有放電，而容量小的電池則過度放電。在這種惡性循環中，電池就會損壞、漏液或電壓過低（零）。

使用後或長時間不使用時，可以將電池存放在電器中嗎？

如果電器長時間不使用，最好將電池取出並存放在陰涼幹燥的地方。否則，即使設備關閉，系統仍會從電池中輸出低電流，從而縮短電池的使用壽命。

每次使用無繩電話後，我應該將其放回電話座嗎？

按照慣例和設計，每次使用無繩電話後都應將其放回電話座。這將激活電池，補充放電的電量，並將自放電造成的電量損失降至最低。不過，我們建議偶爾將電池完全放電，以恢復初始容量和放電性能。當然，如果長時間不使用手機，最好取下無繩電話，以免電池長時間過充。此外，由於系統在關閉無繩電話後仍有小電流放電，因此長時間不使用時應將電池取下，以便將其置於開路中，使用時再充電。

什麽情況下存放電池比較好？

根據 IEC 標準，電池應存放在溫度為 20±5°C 和濕度為 (65±20)% 的環境中。壹般來說，蓄電池儲存溫度越高，剩余容量率越低。反之亦然。蓄電池的最佳存放溫度是冰箱溫度在 0°C-10°C 時。對於壹次電池來說尤其如此，而二次電池即使在存放後容量下降，也可以通過幾次充電和放電來恢復。

電池可以存放多久？

從理論上講，電池儲存時總會有能量損失。電池固有的電化學結構決定了其容量不可避免地會有損失，這主要是由於自放電造成的。通常，自放電的大小與陰極材料在電解液中的溶解度及其受熱後的不穩定性（容易自溶）有關。充電電池的自放電率比原電池高得多。根據電池類型的不同，電池的自放電率也因月而異。壹般為 10-35%。原電池的自放電率顯然要低得多，室溫下每年不超過 2%。在存放過程中，伴隨著自放電的是蓄電池內阻的上升，這會導致蓄電池的負載能力下降，在放電電流較大的情況下，能量損耗的變化非常明顯，下表列出了正常存放條件下自放電的近似值：

類型自放電

堿性錳 MnO2/Zn 圓形電池 2%

鋅碳 MnO2/Zn 圓形電池〈 4%

鋰離子鋰 MnO2 圓形電池和紐扣電池約為...1%

鎳鎘/鎳氫 (NiCd/NiMH) 電池〈 35%

什麽是短路？它如何影響電池性能？

外部短路是由電池外端與任何導體連接造成的。

根據電池類型的不同，短路會造成不同程度的後果。例如，電解液溫度升高、內部氣壓升高等。如果氣壓值超過電池蓋的耐壓值，電池就會漏液。這種情況會嚴重損壞蓄電池。如果安全閥失靈，甚至會引起爆炸。因此，請勿從外部短路電池。

什麽是記憶效應？如何消除記憶效應？

記憶效應是針對鎳鎘電池而言的，因為傳統工藝中的負極是燒結而成的，鎘粒較粗，如果鎳鎘電池在未完全放電前就進行充電，鎘粒容易結塊，在電池放電時形成二次放電平臺。電池會儲存這個放電平臺，並在下壹個循環中將其作為放電終點，盡管電池本身的容量可以將電池放電至更低的平臺。在以後的放電中，蓄電池只會記住這個低電平。同樣，在每次使用中，任何不完全放電都會加深這種影響，使電池容量更低。

要消除這種效應，有兩種方法，壹種是使用小電流深度放電（例如，用 0.1C 放電至 0V）；另壹種是使用大電流充放電（例如，1C）多次。

電池電壓為零或過低的可能原因是什麽？

(1) 蓄電池受到外部短路、過充電或反向充電（強制過放電）

(2) 蓄電池受到高倍率、大電流的持續過充電，導致蓄電池極芯膨脹，正極直接接觸短路

(3) 蓄電池內部短路或微短路，例如、正負極片有毛刺穿透隔膜紙接觸短路，正負極片放置位置不當，導致正負極片接觸短路，或正極片接觸鋼殼短路，負極掉入隔膜紙，隔膜紙本身有缺陷，正極片接觸負極片短路。

電池組電壓為零或過低的可能原因有哪些？

（1）單體電池是否零電壓

（2）插頭短路、斷路或與插頭連接不良

（3）引線與電池脫焊或虛焊

（4）電池內部連接錯誤，連接片與電池之間漏焊、虛焊、脫焊等

（5）電池內部電子元件連接不正確或損壞

電池組不充電可能有哪些原因？