电池是现代科技中不可或缺的能源储存装置,种类繁多,用途广泛。根据不同的分类方式,电池可以被分为多种类型。
一次性电池
按照电池的充电方式,可以将电池分为一次性电池和重复性充电电池。一次性电池,也称为原电池,是一种不能充电循环使用的电池。如常见的碳性电池、碱性电池、糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、纽扣电池(扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池)、锌空气电池、一次锂锰电池等、水银电池。
1.碳性电池
碳性电池全称:中性锌-二氧化锰干电池(zinc-manganese dry battery),属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池。
因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物,所以也叫做干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池说的。碳性电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。碳性电池主要用于低耗电电器,如钟表,无线鼠标等,大耗电电器应该用碱性电池,如相机,某些相机碱性也撑不住,那就需要用镍氢。
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2.碱性蓄电池
碱性蓄电池,即电解液是碱性溶液的一种蓄电池。
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碱性蓄电池具有体积小,机械强度高、工作电压平稳、能大电流放电、使用寿命长和宜于携带等特点。以氢氧化钠、氢氧化钾溶液作电介质的蓄电池。 一般用于通信、电子计算机、小功率电子仪器作直流 电源;也适用于变、配电所继电保护、断路器分合闸 和信号回路的直流电源。
3.锌锰电池
电解质溶液通常制成凝胶状或被吸收在隔离层等载体上,呈不流动状态,故又称干电池。锌–锰电池是历史最悠久的原电池,是民用电池的主导产品。
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4.纽扣电池
纽扣电池(button cell )也称扣式电池,是指外形尺寸像一颗小纽扣的电池,一般来说直径较大,厚度较薄(相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池).纽扣电池是从外形上来对电池来分,同等对应的电池分类有柱状电池,方形电池,异形电池。
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重复充电电池
相比之下,充电电池,如镍氢电池、锂离子电池等,则可以通过充电来反复使用。如二次碱性锌锰电池、镍镉充电电池、镍氢充电电池、锂充电电池、铅酸电池、太阳能电池。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。
1.铅酸电池
铅酸电池的历史最早可以追溯到1859年,技术发展最为成熟,且售价低廉。但是由于铅酸电池的比能量较低,续航时间有限,难以满足长途行驶的需求,与此同时其制造耗费大量的重金属元素,制备和回收过程易产生严重的污染,难以满足当今社会对于环境友好型产品的追求,因此,目前铅酸电池主要用于短距离行驶的公共交通领域,比如旅游观光车等。
2.镍氢电池
镍镉电池是一种直流供电电池,镍镉电池可重复500次以上的充放电,经济耐用。其内部抵制力小,既内阻很小,可快速充电,又可为负载提供大电流,而且放电时电压变化很小,是一种非常理想的直流供电电池。
镍氢电池是由氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,并且对环境无污染,但价格比镍镉电池要贵好多。
3.锂离子电池
锂离子电池是目前应用最为广泛的,最受研发机构及汽车厂商青睐的车用电池,由于其自放电率低,比能量高等优点,已成为各行各业的关注重点。目前常见的锂离子电池有磷酸铁锂电池、三元锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池等。
磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池,单体额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6V~3.65V。磷酸铁锂电池具有工作电压高、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点,但能量密度较低。
三元锂电池也可以称为三元聚合物锂电池,电池的正极材料是镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂。三元锂离子电池的特点是能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,耐低温,循环性能更好,但热稳定性较差。
4.燃料电池
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高; 另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料,同时没有机械传动部件,故排放出的有害气体极少,使用寿命长。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术。
总结
根据电池正极材料的不同,电池可以分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂锰电池等。铅酸电池是目前电动汽车中常用的电池类型,因为它具有较高的续航能力和良好的循环寿命。镍镉电池和镍氢电池则因为环保问题已经逐渐被淘汰,但它们在过去的几十年中一直是主流的充电电池类型。锂锰电池是一种具有高电压和长寿命的电池类型,适用于各种电子设备。
此外,根据用途,电池还可以分为移动电源电池、动力电池、储能电池等。移动电源电池主要用于为便携式电子设备提供临时或短时间使用的电力,如手机、平板电脑等。动力电池则主要用于驱动车辆,如电动汽车、混合动力汽车等。储能电池则用于存储和供应可再生能源,如太阳能、风能等。
最后,根据电池的工作原理,电池还可以分为燃料电池、碱性电池、酸性电池等。燃料电池是一种将燃料化学能直接转换为电能的装置,无需经过燃烧过程,因此排放出的有害物质极少。碱性电池和酸性电池则是通过化学反应产生电流,放电时电压变化较大。