电池的(电池的结构与分类？)

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正文

1、电池的结构与分类？

最早进入市场的实用电池是锌锰干电池。早在1860年法国人勒克郎榭(George Leclanche)就发明了酸性锌锰电池的原型，因而这种电池也叫Leclanche电池。它的外壳是作为负极的锌筒，电池中心是作为正极导电材料的石墨棒，正极区为围绕石墨棒的粉状二氧化锰和炭粉，负极区为糊状的ZnCl2和NH4Cl混合物。

碱性锌锰电池是在1950年代以后才开始进入市场的。近年来，在我国市场上，酸性锌锰电池正在被价格较贵的碱性锌锰电池取代。碱性锌锰电池的电解质是KOH。

碱性电池的结构与酸性电池完全相反，电池中心是负极，锌呈粉状，正极区在外层，是MnO2和KOH混合物，外壳是钢筒。碱性锌锰电池克服了酸性电池存放时间和电压不稳定的缺点，但仍为一次性电池。

两者电压相同，都是1.5V，但同样体积的碱性电池容量更大，更能适应大电流放电。

二、电池由哪几部分组成?

任何电池都由四个部分组成，即由电极、电解质、隔离物及外壳组成。

什么是电池的电极?

电极是电池的核心部分，一般由活性物质和导电骨架组成，活性物质是能够通过化学变化释放出电能的物质，导电骨架主要起传导电子和支撑活性物质的作用。电池内的电极又分为正（电）极和负（电）极。在电池标识标出"+"的一端为正极，标出"-"的一端为负极。

电池的工作原理是什么?

电池使用过程电池放电过程，电池放电时在负极上进行氧化反应，向外提供电子，在正极上进行还原反应，从外电路接受电子，电流经外电路而从正极流向负极，电解质是离子导体，离子在电池内部的正负极之间的定向移动而导电，阳离子流向正极，阴离子流向负极。电池放电的负极为阳极，放电的正极为阴极，在阳极两类导体界面上发生氧化反应，在阴极的两类导体界面上发生还原反应。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质液的离子体系构成的完整放电体系，从而产生电能供电。

什么是充电电池?

充电电池，又称：蓄电池、二次电池，是可以反复充电使用的电池。常见的有：铅酸蓄电池（用于汽车时，俗称"电瓶"）、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池等。

充电电池为什么可以充电?

充电电池一般有一共同的电化学特性，即：其中的化学反应是可逆反应，可以通过外加电源，让电能转化为化学能，使放过电的电池恢复到原来的状态。注意：如果其中的化学反应是不可逆的，电池就不能充电，否则将造成泄漏、爆炸等事情！干电池就是这样。

*电池的选购

如何选购一次电池

（1） 首先应根据电器的要求，选择电池类型和规格尺寸，并根据用电器具耗电大小和特点，决定购买哪一种类型的电池，如BP机一般选用碱性锌锰电池，遥控器一般选用普通锌锰电池就可满足使用要求；

（2） 优选电池行业管理部门推荐的产品，购买市场销量大、品质上乘的名牌电池；

（3） 注意查看电池的保质期，购买近期生产的电池，对于那些采用代吗表明保质期的电池一般购买时难以辨认，应加询问；

（4） 注意查看电池外观，有无漏液迹象；

（5） 商标上应标明生产厂家、电池极性、电池型号、公称电压、商标等，购买碱锰电池时应看型号或有无ALKALINE或LR字样。

如何存放电池

一般电池内部均存在自放电现象，俗称"跑电"，电池的存放时间及存放环境特别是温度对其有较大影响，通常存放时间越长，温度越高，电池"跑电"就越多；温度越高，湿度越大，还会使电池导电触头生锈而不易使用，且也增加电池的"跑电"，所以电池的存放条件为：

（1） 电池存放区应清洁、凉爽、通风；

（2） 温度应在10~30℃之间，一般不应超过40℃；相对湿度一般不大于65%为宜。

（3） 存放时间不易过长，存放时应排列整齐，切勿正、负极相连，造成电池的短路。

使用电池有哪些注意事项

（1） 检查电器和电池接触件是否清洁，必要时用湿布擦净，待干燥后按正确极性装入；

（2） 不要将新旧电池混用，同一种型号但不同种类的电池也不能混用；

（3） 不能用加热、充电或其它的方法使一次电池再生；

（4） 不能将电池短路

（5） 不要拆卸电池、不要加热电池；

（6） 用电器具使用后应切断开头，长期不用应取出电池。

没有保质期的电池是劣质产品吗

按规定，电池包装必须标明生产日期或有效日期，如果说没有标明，则可视为劣质产品。

如何确定电池的出厂时间

电池一般均打印保质期，而不是写出厂日期，应从保质期推算大概出厂时间，如"02-01"有效期为2001年2月，一般地：

（1） 碱性电池保质期为3年；

（2） P型电池保质期为2年；

（3） 普通电池保质期为1年；

（4） 国外品牌较国产品牌打印保质期多1-2年，因而应加上以上不同类型电池的参考时间。

*电池与环境

什么是绿色电池？

所谓绿色电池，就是符合环保要求的电池，包括两方面的含义：①不采用含毒成分的材料；②生产过程中不污染环境。

通常电池使用中对人体有害吗？

干电池中含有的汞、镉镍电池中的镉、铅酸电池中铅等重金属有毒，因此这些电池都含有有毒物质，它们在生产过程中或废弃以后，都将带来环境的污染，从可持续发展战略出发，应该发展无污染电池，干电池要发展无汞电池，这些无污染电池称为绿色电池。

电池中的有害物质及其危害？

电池对环境的危害主要指电池生产过程和废弃电池对环境的污染。污染物主要为有害重金属和酸、碱、有机电解质。如：铅酸蓄电池中的铅和硫酸，铅污染水系后可被植物吸收，通过食物积累在人体内，影响精神、消化、骨骼和血液系统并造成贫血；硫酸可造成土质变劣，影响作物生长。镉镍电池中的镉化合物能在植物和水生生物体内积蓄，人体中毒主要通过消化和呼吸道摄取水、食物和空气而引起，镉在人体中积蓄潜伏期长达10~30年。镉能引起高血压、神经痛、骨质松软、肾炎和内分泌失调等症。日本曾发生过骇人听闻的"骨痛病"就是镉中毒。

锌锰电池和碱性锌锰电池中的汞是一种毒性很强的金属，主要是通过废弃电池污染水系，在微生物的作用下转化为易被生物吸收的甲基汞，被人体吸收后，损伤人的大脑和肾脏。

电池对环境的污染还有铜、镍等重金属的污染，碱性锌锰电池、镉镍、氢镍电池中碱的污染，锂电池和锂离子电池中有机电解质的污染。

世界各国对环保电池的要求如何？

为了保护人类赖以生存的地球，人们环保意识越来越强，电池中的的毒物质，如汞、镉等也受到业界的重视，停止生产汞电池；锌锰电池、碱锰电池要实现无汞化；镉镍电池朝着氢镍电池发展等，一言以蔽之，电池向着绿色无污染方向发展。

各国政府对禁止使用有污染电池都非常重视。我国在1997年底由国家九个部委局联合发出了《关于限制电池产品汞含量的规定》的通知，规定自2001年1月1日起，禁止在国内生产各类汞含量大于电池重量0.025%的电池；从2001年1月1日起，凡进入国内市场销售的国内、外电池产品（含与用电器配套的电池），在单位电池上均需标注汞含量（例如用'低汞'或'无汞'注明），未标明汞含量的电池不准进入市场销售；2002年1月1日起，禁止在国内经销汞含量大于电池重量的0.025%的电池。该通知还规定：自2005年1月1日起，禁止在国内生产汞含量大于电池重量0.0001%的碱锰电池；自2006年1月1日起，禁止在国内经销汞含量大于电池重量0.0001%的碱锰电池。

国外早就重视电池污染问题，有不少国家和地区都以法律的形式严格限制和禁止使用有污染的电池，并要求处理废旧电池。绝大部分国家已停止生产汞电池，发达国家用的锌锰电池和碱锰电池已实现无汞化。镉镍电池生产逐年减少，相应地发展氢镍电池。对镉镍电池的回收也作出了规定，到2000年，约大部分将要得到回收并进行处理。甚至刚刚得到发展的锂离子电池，也要回收并进行处理。每年都要召开一次国际废旧电池回收处理会议，以促进各国地区废早电池回收处理工作。

新世纪，我们将迎来一个绿色电池的时代。

电池与环境

"易佳乐"1.5V可充电锌锰碱性电池对传统碱性电池进行了彻底的技术改造，使之具有容量更大，自放电小，可反复充放电，无记忆效应，不含汞、镉，无污染等特点，在环境污染日益严重，生活压力不断增加的今天，为自己和家人选择绿色环保的生活方式及生活用品，不仅节约了小家和社会的财富，更是保护了我们赖以生存的地球。

*分类与对比

电池的分类有不同的方法其分类方法大体上可分为三大类

第一类：按电解液种类划分包括：碱性电池，电解质主要以氢氧化钾水溶液为主的电池，如：碱性锌锰电池（俗称碱锰电池或碱性电池）、镉镍电池、氢镍电池等；酸性电池，主要以硫酸水溶液为介质，如铅酸蓄电池；中性电池，以盐溶液为介质，如锌锰干电池（有的消费者也称之为酸性电池）、海水激活电池等；有机电解液电池，主要以有机溶液为介质的电池，如锂电池、锂离子电池待。

第二类：按工作性质和贮存方式划分包括：一次电池，又称原电池，即不能再充电的电池，如锌锰干电池、锂原电池等；二次电池，即可充电电池，如氢镍电池、锂离子电池、镉镍电池等；蓄电池习惯上指铅酸蓄电池，也是二次电池；燃料电池，即活性材料在电池工作时才连续不断地 从外部加入电池，如氢氧燃料电池等；贮备电池，即电池贮存时不直接接触电解液，直到电池使用时，才加入电解液，如镁－氯化银电池又称海水激活电池等。

第三类：按电池所用正、负有为材料划分包括：锌系列电池，如锌锰电池、锌银电池等；镍系列电池，如镉镍电池、氢镍电池等；铅系列电池，如铅酸电池等；锂系列电池、锂镁电池；二氧化锰系列电池，如锌锰电池、碱锰电池等；空气（氧气）系列电池，如锌空电池等

2、什么是电池的容量？

3、电池的危害有哪些？

电池使人们容易重金属中毒。 电池主要含镉等重金属元素，此外还含有微量的汞，汞是有毒的物质。有报道笼统地说，电池含有汞、镉、铅、砷等物质，这是不准确的。事实上，群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。 一颗普通电池弃入大自然后，可以污染60万升水，相当于一个人一生的用水量，废电池无论在大气中还是深埋在地下，其重金属成份都会随渗液溢出，造成地下水和土壤的污染，日积月累还会严重危害人类健康。

4、电池使用到什么样的程度才要更换？使用中注意些什么？

大家好，我是天能电池南阳办事处的虎稚稚，我就是专门做电池售后的，你的问题我来给你解答。

电池到底用到什么程度再去换电池呢？其实这个问题得看自己的实际情况，一般到我门店换电池的客户我都先问他们现在够不够用，够用的话绝不会让人家换，不够用那就只能换电池了。但是不够用又分为三种情况：1、电池已经到换的时候了，不换不行；2、还够用但不想经常充电；3、虽然现在里程还可以，但想跑的更远点。后两种我会劝他们先不要换，不过只是把情况说明了，换不换还要人家做决定。

其实电池也不是想象中那样不堪，该怎么用就怎么用，要说注意事项，其实也没有什么好说的，不过有几点我要说下：

1、绝对，是绝对不能乱用充电器，哪怕一次也不行。还要注意充电前要让电池冷却一段时间，然后在阴凉通风处充电，防止电池鼓包。

2、换电池时看着修车师傅，是否把螺丝拧紧、是否把该缠的线头缠紧、是否把该用胶带粘的线头一定粘好、是否把电池固定好、是否把那些破皮的细的连接线换掉，我就发现好多修车师傅干活是相当凑合。

3、行驶里程连续几次减少超过1/3，在更换充电器后还不行时，要抓紧时间去检测电池。

以上就是我的回答，希望能够帮到大家，也希望大家给个赞鼓励一下。

5、电池的未来将会是怎样？

感谢邀请

随着科技的发展，智能手机的性能越来越高，屏幕越来越大，分辨率越来越大，相机越来越先进，功能越来越先进。但你可能不知道，手机的电池技术已经整整24年没有大的进步了。

不只是你手机中的手机，还有最新的电动汽车，没有了电池，它们都只是废铁一块。相比其他科技领域的突飞猛进，电池技术的发展遇到了什么难题？别着急，笔者将为大家一一道来。

1、锂电池诞生时间与原理

1991年，索尼推出首个商用锂电池，锂电池沿用至今并称为主流的电子设备电池技术。由于锂离子是最轻的碱金属元素，拥有着更小、更轻、能量密度更高的特性，所以迅速取代了镍电池。

锂电池构成物质中有磷酸铁、锰、石墨、钛酸盐等其他金属和非金属材料，但要靠着“锂离子”这个元素在正、负极中的嵌入与脱出，才可实现电能与化学能的相互转化，最终完成充放电过程。

从1991到2015年，电池技术并非没有进步，只是发展缓慢。目前锂离子电池在能量密度、高低温特性、倍率性能上，都远远高于铅酸、镍氢电池，但还是难以满足快速增长的电子产品、电动汽车等的需求。

2、增加电池容量的两种方法

想要提升锂电池续航能力的本质方法只有两种，一是增大电池体积以扩充电量，二是在有限的体积内增加密度来获得长能效。第一种方法现在用在特斯拉电池汽车上，拆掉特斯拉的外壳，底下是密密麻麻的7000多节18650电池，重量为700kg，接近车总重的三分之一。

第二种方法则是经常被用在了手机上，由于手机体积有限，不可能无限制往里面塞电池。不过经过研究人员的努力，手机电池的密度还是有了很大的提升，高能量比的负极材料的应用，已经让单位体积的手机电池容量提升了一倍。

3、目前手机电池面临的短板

随着智能手机的发展，更大更高分辨率屏幕、大量手机APP、更快的Soc等耗电大户，加剧了电池电量的消耗速度。如果要想彻底解决手机续航问题，既要增加电池体积又要增加电池密度，双管齐下才能效果显著。

但很无奈的是，目前手机正望着轻薄方向发展，想扩大电池体积不大可能，增加电池能量密度是唯一的办法，电池密度的提升就如同一块体积有限的海绵来吸水，从50%-90%的提升不难，但想要从90%-100%就不很容易了，因为已经快饱和了。

不只是用户关心，电池厂商们也都在花功夫研究，毕竟这是一个“人无我有”的大卖点。谁都知道续航是软肋，但无奈效果并不理想。所以说，锂电池提升效果不够明显不是我们毫无作为，而是对现有锂子电池性能的利用率已经接近能达到的极限了。

4、未来电池技术的发展方向

既然在锂电池技术遇到瓶颈，人们就想到了一些另辟蹊径的办法，间接的有效解决了用户对续航的需求，移动电源就是一个很好的例子。不过我们今天说的不是这个，而是快速充电。

快速充电技术就是近年涌现出来的一种解决途径。既然电池体积受限密度又不能再增加，那就缩短充电时间，通过这种逆向的方式来达到相对延长电量的结果，虽然讨巧但确实也有效。

未来电池的4大发展方向：

随着电动汽车的浪潮席卷全球，各大车企纷纷发力布局。受政策补贴刺激，中国电动车市场的增速均超越美国和欧洲，成为全球最大的市场，自主品牌乘着这股东风也得以蓬勃发展。因此，在2016年上半年全球电动车销量排行榜上，有9家自主车企进入前20名，比亚迪更是以巨大的优势成为销量冠军。

电池作为电动汽车的核心部件，与续航里程和充电时间密切相关。目前大部分的电动车都在采用锂离子电池，比如采用磷酸铁锂电池的比亚迪E6、三元锂电池的特斯拉Model S和锰酸锂电池的日产聆风。电池技术百花齐放，例如以下的四大技术，就是未来重要的发展方向。

纳米锂电池：充电时间大幅缩短

技术发展使得电池容量不断扩大，但随之而来的是充电时间的延长，对充电速度也有了更高的要求。目前的主流电动车的慢充时间在5到10小时之间，快速充电能在1到2小时内充满，但长期使用会影响电池寿命。而世界上最快的特斯拉超级电站，仅需40分钟就能充电80%，但这和纳米锂电池一比就不算什么了。

新加坡南洋理工大学发明了一种基于纳米管的新型电池，能在2分钟内充电70%，其使用寿命长达20年。传统的锂电池无法快速充电，主要出于石墨电极的安全考虑，在工作时电极表面会形成电解质膜，减慢锂离子的运输速度。但南洋理工大学采用二氧化钛纳米管凝胶来替代石墨，能让化学反应加速，进而缩短充电时间。但由于工艺复杂，成本较高，这项技术要普及恐怕还需要好几年。

锂空气电池：蓄电量倍数提升

锂空气电池的最大优点是能量密度高，目前的锂离子电池能量密度只有 Wh/kg左右，而现有的锂空气电池已经达到500 Wh/kg，理论上的极限是12k Wh/kg，还有极大的提升空间。IBM公司很看好这项技术，发起了“电池500”的项目，也就是将续航里程提升到500英里（即800公里）。

锂空气电池的正极是多孔导电碳，负极为锂电池，为了让锂离子和空气充分接触，特意将电池内部结构设计得像人体肺部一样，来加大与空气的接触面积。这种电池的充/放电效率较低，而且稳定性也是一大难题，在实际应用中可能会发生短路爆炸。最早看到它应用在电动车上，估计要等到2020年。

固态电池：更轻便，更安全

传统锂电池采用液态电解质，而固态电池原理相同，只是将电解质换成固态——通常是金属混合物。这样设计的好处是让更多带电离子聚集在一起，传导更多的电流，同时有效减少电池体积和重量，安全性更出色。因为液态电解质在高温下会发生副反应，容易产生爆炸，而固态电池就不会有这问题。

虽然固态电池全方面改良了锂电池，但特斯拉CEO马斯克并不看好它，因为它生产成本实在太高，短期内难以下降。正因如此，许多资金匮乏的新创公司或者破产，或者被收购。目前最接近量产的Sakti3固态电池就已经被戴森公司接手，戴森最近宣布投资14亿美元来建立电池厂，这场豪赌能否让固态电池尽快普及？仍有待观察。

半固态锂液流电池：生产成本更低

在此领域最领先的莫过于蒋业明教授开创的24M公司，半固态锂液流电池可以说是对液流电池的改进，它的电极由锂化合物粒子和电解液混合而成，电极厚度比传统锂电池增加5倍，既提升了能量密度，又减少80%的“非活性”材料，从而降低了材料成本。

同时这种设计还免去了干燥这道工序，意味着可以撤掉不必要的生产线，生产时间也得到压缩。据推测，到2020年每千瓦时容量的成本将降到100美元以下。这项技术颠覆了传统思路，但也意味着现有生产线和工艺不适用于它，所以24M公司仍处于摸着石头过河的阶段。

除了以上这4项技术，还有泡沫电池、锂硫电池、石墨烯等也引起了广泛关注，大部分都处于研发阶段，还很难说哪种电池会成为下一代的主流产品。百花齐放虽是好事，但也造成了研究资金的分散。

研究机构Lux Research数据显示，在过去八年，新创公司平均只获得4000万美元的总投资，换成每一年就是500万美元，可以说是杯水车薪，要实现量产可谓荆棘满途。而反观实力雄厚的大公司，比如三星、LG和松下，近几年愈发保守，更倾向于改进现有技术，缺少大刀阔斧改革技术的决心。因此，锂电池在短期内不会被淘汰，仍将占据主流地位。

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6、电池的技术参数有哪些？

电池的主要技术参数包括电动势、额定容量、额定电压、开路电压、内阻、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率。 请关注：容济点火器

一、电动势

　　电动势是两个电极的平衡电极电位之差，以铅酸蓄电池为例，E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。

　　其中：E—电动势

　　Ф+0—正极标准电极电位，其值为1.690

　　Ф-0—负极标准电极电位，其值为-0.356

　　R—通用气体常数，其值为8.314

　　T—温度，与电池所处温度有关

　　F—法拉第常数，其值为96500

　　αH2SO4—硫酸的活度，与硫酸浓度有关

　　αH2O—水的活度，与硫酸浓度有关

　　从上式中可看出，铅酸蓄电池的标准电动势为1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄电池的标称电压为2V。铅酸蓄电池的电动势与温度及硫酸浓度有关。

二、额定容量

　　在设计规定的条件（如温度、放电率、终止电压等）下，电池应能放出的最低容量，单位为安培小时，以符号C表示。容量受放电率的影响较大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率，如C20=50，表明在20时率下的容量为50安·小时。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要，电池的实际容量往往低于理论容量。

三、额定电压

　　电池在常温下的典型工作电压，又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。电池的开路电压等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关，而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压，但在某些特殊条件下，电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动，这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽，故可与电路中自激噪声相区别。

四、开路电压

　　电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时（即没有电流通过两极时）电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。电池的开路电压用V开表示，即V开=Ф+-Ф-，其中Ф+、Ф-分别为电池的正负极电极电位。电池的开路电压，一般均小于它的电动势。这是因为电池的两极在电解液溶液中所建立的电极电位，通常并非平衡电极电位，而是稳定电极电位。一般可近似认为电池的开路电压就是电池的电动势。

五、内阻

　　电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在，电池的工作电压总是小于电池的电动势或开路电压。电池的内阻不是常数，在充放电过程中随时间不断变化（逐渐变大），这是因为活性物质的组成，电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律，极化内阻随电流密度增加而增大，但不是线性关系。常随电流密度增大而增加。

　　内阻是决定电池性能的一个重要指标，它直接影响电池的工作电压，工作电流，输出的能量和功率，对于电池来说，其内阻越小越好。

六、充放电速率

　　有时率和倍率两种表示法。时率是以充放电时间表示的充放电速率，数值上等于电池的额定容量(安·小时)除以规定的充放电电流（安）所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法，其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。放电速率对电池性能的影响较大。

七、阻抗

　　电池内具有很大的电极-电解质界面面积，故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多，尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化，所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。

八、寿命

　　储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间，以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之分。循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度，包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。

九、自放电率

　　电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。

十、电池有关技术参数计算

　　其中E为电动势,r为电源内阻,内电压U内=Ir,E=U内+U外

　　适用范围:纯电阻电路

　　闭合电路中的能量转化:

　　E=U+Ir

　　EI=UI+I^2R

　　P释放=EI

　　P输出=UI

　　纯电阻电路中

　　P输出=I^2R

　　=E^2R/(R+r)^2

　　=E^2/(R^2+2r+r^2/R)

　　当 r=R时 P输出最大,P输出=E^2/4r (均值不等式)