如何电池厂(battery works)

电池实际上是一个电池，是一种通过化学反应产生电能的装置。严格地说，电池由两个或多个电池串联或并联组成，但该术语通常用于单个电池。电池由负极组成；电解质，传导离子；分离器，也是离子导体；和一个正极。电解液可以是液体、糊状或固体形式的水性（由水组成）或非水性（不由水组成）。当电池连接到外部负载或待供电设备时，负极提供流经负载并被正极接受的电子电流。当外部负载被移除时，反应停止。...

2004年

电池的定义

一次电池只能将化学物质转化为电能一次，然后必须丢弃。二次电池具有电极，通过将电传回二次电池，电极可以重新组合；也称为蓄电池或可充电电池，可多次重复使用。

电池有几种类型；最常见的是一次性碱性电池。

2004年

什么是镍镉电池(a nickel cadmium battery)？

1899年，瑞典的瓦尔德马尔·荣纳发明了第一块镍镉电池。

这种电池的正极（阴极）使用氧化镍，负极（阳极）使用镉化合物，氢氧化钾溶液作为电解液。镍镉电池是可充电的，因此可以重复循环。镍镉电池在放电时将化学能转换为电能，再充电时将电能转换回化学能。在完全放电的镍镉电池中，阴极在阳极中含有氢氧化镍[Ni（OH）2]和氢氧化镉[Cd（OH）2]。当电池充电时，阴极的化学成分发生变化，氢氧化镍变为氢氧化镍[NiOOH]。在阳极中，氢氧化镉转化为镉。当蓄电池放电时，过程相反，如下式所示。

cd+2h2o+2niooh->2ni（oh）2+cd（oh）2

2004年

什么是镍氢电池(a nickel hydrogen battery)？

镍氢电池于1977年首次在美国海军导航技术卫星2号（NTS-2）上使用。

镍氢电池可以被认为是镍镉电池和燃料电池之间的混合电池。用氢气电极代替镉电极。这种电池在视觉上与镍镉电池有很大的不同，因为电池是一个压力容器，它必须含有超过1000磅每平方英寸（psi）的氢气。它明显比镍镉轻，但更难包装，就像一箱鸡蛋。

镍氢电池有时会与镍氢电池混淆，镍氢电池通常存在于手机和笔记本电脑中。镍氢电池和镍镉电池使用相同的电解液，即通常称为碱液的氢氧化钾溶液。

开发镍/金属氢化物（Ni-MH）电池的动机来自于迫切的健康和环境问题，以寻找镍/镉可充电电池的替代品。由于工人的安全要求，美国电池用镉的加工已经在逐步淘汰过程中。此外，20世纪90年代和21世纪的环境立法极有可能要求减少消费者使用的电池中镉的使用。尽管存在这些压力，但在可充电电池市场上，镍/镉电池仍占据着仅次于铅酸电池的最大份额。进一步研究氢基电池的动机来自于普遍的看法，即氢和电将取代并最终取代化石燃料资源的能量输送贡献的相当一部分，成为基于可再生能源的可持续能源系统的基础。最后，电动汽车和混合动力汽车用镍氢电池的开发引起了人们极大的兴趣。

镍/金属氢化物电池在浓KOH（氢氧化钾）电解液中工作。镍/金属氢化物电池中的电极反应如下：

阴极（+）：niooh+h2o+e-ni（oh）2+oh-（1）

阳极（-）：（1/x）mhx+oh-（1/x）m+h2o+e-（2）

整体：（1/x）mhx+niooh（1/x）m+ni（oh）2（3）

KOH电解液只能传输OH-离子，为了平衡电荷传输，电子必须在外部负载中循环。羟基氧化镍电极（方程式1）已被广泛研究和表征，其应用已在地面和航空航天应用中得到广泛证明。目前对镍/金属氢化物电池的研究大多涉及改善金属氢化物阳极的性能。具体而言，这需要开发具有以下特征的氢化物电极：（1）长循环寿命，（2）高容量，（3）恒定电压下的高充放电率，以及（4）保持容量。

2004年

什么是锂电池(a lithium battery)？

这些系统不同于前面提到的所有蓄电池，因为电解液中不使用水。他们使用非水电解质代替，该电解质由有机液体和锂盐组成，以提供离子导电性。该系统比水电解质系统具有更高的电池电压。没有水，氢和氧气体的释放被消除，细胞可以以更大的潜能运行。它们还需要更复杂的装配，因为装配必须在近乎完全干燥的环境中进行。

许多非充电电池是首次以金属锂为阳极开发的。用于今天手表电池的商用硬币电池主要是锂化学。这些系统使用各种各样的阴极系统，这些阴极系统对于消费者来说足够安全。阴极由各种材料制成，如一氟化碳、氧化铜或五氧化二钒。所有固体阴极系统的放电速率都是有限的。

为了获得更高的放电速率，人们开发了液体阴极系统。在这些设计中，电解液是反应性的，并在多孔阴极上反应，从而提供催化位置和电流收集。这些系统的几个例子包括亚硫酰氯锂和二氧化硫锂。这些电池用于太空、军事应用以及地面应急信标。它们通常不向公众提供，因为它们不如固体阴极系统安全。

锂离子电池技术的下一步被认为是锂聚合物电池。该电池用凝胶电解质或真正的固体电解质替代液体电解质。这些电池应该比锂离子电池更轻，但目前还没有计划将这项技术应用于太空。它在商业市场上也不常见，尽管它可能就在眼前。

回想起来，自从60年代太空飞行诞生时，手电筒电池漏水以来，我们已经走过了漫长的道路。有一系列的解决方案可以满足太空飞行的许多需求，从零下80度到太阳能飞行的高温。它可以处理大量的辐射，几十年的服务，负载达到几十千瓦。这项技术将持续发展，并不断努力改进电池。

发表于 2021-09-13 02:22
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分类：历史

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