電池的應用範圍極其廣泛。它們被用作電力來源 兒童玩具，以及電動工具，以及作為電動汽車的牽引力來源。要正確使用電池，您需要了解它們的特性、優缺點。
什麼是電池以及它是如何工作的
電池 - 它是可再生的 電能來源.與原電池不同，放電後可以再次充電。原則上，所有電池都以相同的方式排列，由放置在電解質中的陰極和陽極組成。
電極的材料和電解質的成分可以不同，這決定了電池的消費特性及其適用範圍。在陰極和陽極之間，可以鋪設多孔介電隔板——浸漬有電解質的隔板。但它在很大程度上決定了組件的機械性能，不會從根本上影響元件的運行。
一般來說，電池運行基於兩種能量轉換：
- 充電時電到化學；
- 化學物質在放電過程中變成電流。
兩種類型的轉換都基於可逆化學反應的發生，其過程由電池中使用的物質決定。因此，在鉛酸電池中，陽極的活性部分由二氧化鉛製成，陰極由金屬鉛製成。電極在硫酸電解液中。在陽極放電時，二氧化鉛被還原生成硫酸鉛和水，而在陰極的鉛被氧化為硫酸鉛。充電過程中會發生逆反應。在其他設計的電池中，組件的反應不同，但原理相似。
電池的種類和種類
電池的消費性能主要取決於其生產技術。在日常生活和工業中，幾種類型的電池是最常見的。
鉛酸
這種類型的電池發明於 19 世紀中葉，至今仍有其應用領域。它的優點包括：
- 簡單、廉價且具有數十年曆史的生產技術；
- 大電流輸出；
- 使用壽命長（從 300 到 1000 次充放電循環）；
- 最低自放電電流；
- 沒有記憶效應。
也有缺點。首先，這是一種低比能量強度，導致尺寸和重量的增加。在低溫下也有較差的性能，尤其是低於-20°C。處置也存在問題——鉛化合物毒性很大。但是這個任務 必須解決其他類型的電池.
雖然鉛酸電池已經優化到最佳狀態，但即使在這裡也有改進的餘地。例如，有 AGM 技術，根據該技術，將浸漬有電解質的多孔材料放置在電極之間。這不會影響充電和放電的電化學過程。基本上，這改善了電池的機械特性（抗振動、幾乎在任何位置工作的能力等），並在一定程度上提高了操作的安全性。
另一個顯著優勢是在低至 -30 °C 的溫度下改進了操作，而不會損失電容和電流輸出。 AGM 電池製造商聲稱增加了啟動電流和資源。
凝膠電池是鉛酸電池的另一種改進。電解液變稠成膠狀。這實現了在運行過程中排除了電解液的洩漏並消除了形成氣體的可能性。但是電流輸出有所降低，這限制了使用凝膠電池作為啟動電池的可能性。這種電池在增加容量和增加資源方面所宣稱的神奇特性是營銷人員的良心。
鉛酸電池通常以穩壓模式充電。同時，電池上的電壓升高，充電電流減小。充電過程結束的標準是電流下降到設定的限制。
鎳鎘
他們的世紀即將結束，範圍正在逐漸縮小。它們的主要缺點是顯著的記憶效應。如果您開始對未完全放電的鎳鎘電池進行充電，則該元素會“記住”該級別，並根據該值進一步確定容量。另一個問題是環境友好性低。有毒的鎘化合物會在處理此類電池時產生問題。其他缺點包括：
- 自放電傾向高；
- 功耗相對較低。
但也有好處：
- 低成本;
- 使用壽命長（高達 1000 次充放電循環）；
- 提供大電流的能力。
此外，這種電池的優點包括能夠在低負溫度下工作。
Ni-Cd電池的充電以直流模式進行。您可以通過平滑或逐步降低充電電流進行充電來充分利用容量。該過程的結束是通過降低電池電壓來控制的。
鎳金屬氫化物
設計用於替代鎳鎘電池。許多特性和消費性能高於鎳鎘。可以部分消除記憶效應，將能量強度提高約一倍半，並降低自放電傾向。同時，保持了高電流效率，成本基本保持在同一水平。環境問題得到緩解——電池的生產不使用有毒化合物。但是我們不得不為此付出代價，因為資源顯著減少（最多 5 倍）並且能夠在負溫度下工作 - 僅高達 -20°C，而鎳鎘則為 -40°C。
這種電池以直流模式充電。通過將每個元件上的電壓增加到 1.37 伏來控制該過程的結束。最有利的是具有負浪湧的脈衝電流模式。這消除了記憶效應的影響。
鋰離子
鋰離子電池正在佔領世界。它們取代了那些情況似乎不可動搖的地區的其他類型的電池。鋰離子電池幾乎沒有記憶效應（存在，但處於理論水平），可承受高達 600 次充放電循環，能量強度比鎳氫電池的容量和重量比高 2-3 倍電池。
存儲過程中自放電的趨勢也很小，但您實際上必須為此付出代價——這種電池比傳統電池貴得多。人們可以期待隨著生產的發展而降價，這通常是這種情況，但這種電池的其他固有缺點 - 電流效率降低，無法在負溫度下工作 - 在現有技術的框架內不太可能被克服。
隨著火災危險的增加，這在一定程度上阻礙了使用 鋰離子電池.還應該記住，這些元素會退化。即使它們沒有充電和放電，它們的資源本身也會在 1.5 ... 2 年的存儲中歸零。
最有利的充電模式分為兩個階段。首先是穩定的電流（電壓平穩增加），然後是穩定的電壓（電流平穩下降）。在實踐中，第二階段以逐步減小的充電電流的形式實現。更常見的是，這個階段由一個階段組成 - 穩定電流只是降低。
電池的主要特點
選擇電池時要注意的第一個參數是它的 額定電壓.一個電池的電壓是由電池內部發生的物理化學過程決定的，並且取決於電池的類型。一家充滿電的銀行給出：
- 鉛酸元件 - 2.1 伏；
- 鎳鎘 - 1.25 伏；
- 鎳金屬氫化物 - 1.37 伏；
- 鋰離子 - 3.7 伏。
為了獲得更高的電壓，將電池組裝成電池。因此，對於汽車電池，您需要串聯 6 個鉛酸罐以獲得 12 伏（更準確地說，是 12.6 V），而對於 18 伏螺絲刀 - 5 個 3.7 伏的鋰離子罐。
第二個重要參數是 容量.確定負載下的電池壽命。它以安培小時（電流和時間的乘積）為單位。因此，容量為 3 A·h 的電池在以 1 安培電流放電時將在 3 小時內放電，而以 3 安培電流在 1 小時內放電。
重要的！ 嚴格來說， 電池容量 取決於當前 放電，因此一個電池在不同負載值下的電流和放電時間的乘積不會相同。
第三個重要參數—— 供電.這是電池可以提供的最大電流。例如，對於 汽車電池 - 確定在寒冷季節轉動電機軸的可能性。此外，提供高電流、產生高扭矩的能力也很重要，例如，對於電動工具。而對於移動設備來說，這個特性並不是那麼重要。
電池的電氣特性和消費質量取決於其設計和生產技術。正確使用電池，就是利用可再生化學能源的優勢，揚長避短。
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