电池的应用范围极其广泛。它们被用作电力来源 儿童玩具，以及电动工具，以及作为电动汽车的牵引力来源。要正确使用电池，您需要了解它们的特性、优缺点。
什么是电池，它是如何工作的
电池 - 它是可再生的 电能来源.与原电池不同，放电后可以再次充电。原则上，所有电池都以相同的方式排列，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可以不同，这决定了电池的消费特性及其适用范围。在阴极和阳极之间，可以铺设多孔介电隔板——浸渍有电解质的隔板。但它在很大程度上决定了组件的机械性能，并且不会从根本上影响元件的运行。
一般来说，电池运行基于两种能量转换：
- 充电时电到化学；
- 化学物质在放电过程中变成电流。
两种类型的转换都基于可逆化学反应的发生，其过程由电池中使用的物质决定。因此，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。在阳极放电时，二氧化铅被还原生成硫酸铅和水，而在阴极的铅被氧化为硫酸铅。充电过程中会发生逆反应。在其他设计的电池中，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取决于其生产技术。在日常生活和工业中，几种类型的电池是最常见的。
铅酸
这种类型的电池发明于 19 世纪中叶，至今仍有其自己的应用领域。它的优点包括：
- 简单、廉价且具有数十年历史的生产技术；
- 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，这是一种低比能量强度，导致尺寸和重量的增加。在低温下也有较差的性能，尤其是低于-20°C。处置也存在问题——铅化合物毒性很大。但是这个任务 必须解决其他类型的电池.
虽然铅酸电池已经优化到最佳状态，但即使在这里也有改进的余地。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。这不会影响充电和放电的电化学过程。基本上，这改善了电池的机械特性（抗振动、几乎在任何位置工作的能力等），并在一定程度上提高了操作的安全性。
另一个显着优势是在低至 -30 °C 的温度下改进了操作，而不会损失电容和电流输出。 AGM 电池制造商声称增加了启动电流和资源。
凝胶电池是铅酸电池的另一种改进。电解液变稠成胶状。这实现了在运行过程中排除了电解液的泄漏并消除了形成气体的可能性。但是电流输出有所降低，这限制了使用凝胶电池作为启动电池的可能性。这种电池在增加容量和增加资源方面所宣称的神奇特性是营销人员的良心。
铅酸电池通常以稳压模式充电。同时，电池上的电压增加，充电电流减小。充电过程结束的标准是电流下降到设定的限制。
镍镉
他们的世纪即将结束，范围正在逐渐缩小。它们的主要缺点是显着的记忆效应。如果您开始对未完全放电的镍镉电池进行充电，则该元素会“记住”该级别，并根据该值进一步确定容量。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；
- 功耗相对较低。
但也有好处：
- 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。
此外，这种电池的优点包括能够在低负温度下工作。
Ni-Cd电池的充电以直流模式进行。您可以通过平滑或逐步降低充电电流进行充电来充分利用容量。该过程的结束是通过降低电池电压来控制的。
镍金属氢化物
设计用于替代镍镉电池。许多特性和消费性能高于镍镉。可以部分消除记忆效应，将能量强度提高约一倍半，并降低自放电倾向。同时，保持了高电流效率，成本基本保持在同一水平。环境问题得到缓解——电池的生产不使用有毒化合物。但是我们不得不为此付出代价，因为资源显着减少（最多 5 倍）并且能够在负温度下工作 - 仅高达 -20°C，而镍镉则为 -40°C。
这种电池以直流模式充电。通过将每个元件上的电压增加到 1.37 伏来控制该过程的结束。最有利的是具有负浪涌的脉冲电流模式。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。它们取代了那些情况似乎不可动摇的地区的其他类型的电池。锂离子电池几乎没有记忆效应（存在，但处于理论水平），可承受高达 600 次充放电循环，能量强度比镍氢电池的容量和重量比高 2-3 倍电池。
存储过程中自放电的趋势也很小，但您实际上必须为此付出代价——这种电池比传统电池贵得多。人们可以期待随着生产的发展而降价，这通常是这种情况，但这种电池的其他固有缺点 - 电流效率降低，无法在负温度下工作 - 在现有技术的框架内不太可能被克服。
随着火灾危险的增加，这在一定程度上阻碍了使用 锂离子电池.还应该记住，这些元素会退化。即使它们没有充电和放电，它们的资源本身也会在 1.5 ... 2 年的存储中归零。
最有利的充电模式分为两个阶段。首先是稳定的电流（电压平稳增加），然后是稳定的电压（电流平稳下降）。在实践中，第二阶段以逐步减小的充电电流的形式实现。更常见的是，这个阶段由一个阶段组成 - 稳定电流简单地降低。
电池的主要特点
选择电池时要注意的第一个参数是它的 额定电压.一个电池的电压是由电池内部发生的物理化学过程决定的，并且取决于电池的类型。一家充满电的银行给出：
- 铅酸元件 - 2.1 伏；
- 镍镉 - 1.25 伏；
- 镍金属氢化物 - 1.37 伏；
- 锂离子 - 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，您需要串联 6 个铅酸罐以获得 12 伏（更准确地说，是 12.6 V），而对于 18 伏螺丝刀 - 5 个 3.7 伏的锂离子罐。
第二个重要参数是 容量.确定负载下的电池寿命。它以安培小时（电流和时间的乘积）为单位。因此，容量为 3 A·h 的电池在以 1 安培电流放电时将在 3 小时内放电，而以 3 安培电流在 1 小时内放电。
重要的！ 严格来说， 电池容量 取决于当前 放电，因此一个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—— 供电.这是电池可以提供的最大电流。例如，对于 汽车电池 - 确定在寒冷季节转动电机轴的可能性。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。而对于移动设备来说，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，就是利用可再生化学电源的优势，扬长避短。
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