電池

在化學(xué)電池中，化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，這種反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏?。正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機(jī)或無機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差（開路電壓），但沒有電流，存儲在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng)，以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時，電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過程的方向恰與放電相反；電極反應(yīng)必須是可逆的，才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過程的正常進(jìn)行。因此，電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。G為吉布斯反應(yīng)自由能增量（焦）；F為法拉第常數(shù)=96500庫=26.8安·小時；n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動勢與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式，也是計算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。實(shí)際上，當(dāng)電流流過電極時，電極電勢都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢，這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度（單位電極面積上通過的電流）越大，極化越嚴(yán)重。極化現(xiàn)象是造成電池能量損失的重要原因之一。

極化的原因有三：

①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化；

②由電極－電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化；

③由電極－電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。

電池干電池

干電池也叫錳鋅電池，所謂干電池是相對于伏打電池而言，所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的干電池如氧化銀電池，鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是1.5V。干電池是消耗化學(xué)原料產(chǎn)生電能的。它的電壓不高，所能產(chǎn)生的持續(xù)電流不能超過1安培。

電池鉛蓄電池

蓄電池是應(yīng)用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽，注滿硫酸，再插入兩塊鉛板，一塊與充電機(jī)正極相連，一塊與充電機(jī)負(fù)極相連，經(jīng)過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負(fù)極之間有2伏的電壓。蓄電池的好處是可以反復(fù)多次使用。另外，由于它的內(nèi)阻極小，所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發(fā)動機(jī)供電，瞬時電流可達(dá)20多安培。蓄電池充電時是將電能貯存起來，放電時又把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

電池鋰電池

以鋰為負(fù)極的電池。它是60年代以后發(fā)展起來的新型高能量電池。按所用電解質(zhì)不同分為：

①高溫熔融鹽鋰電池；

②有機(jī)電解質(zhì)鋰電池；

③無機(jī)非水電解質(zhì)鋰電池；

④固體電解質(zhì)鋰電池；

⑤鋰水電池。

鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是單體電池電壓高，比能量大，儲存壽命長（可達(dá)10年），高低溫性能好，可在-40～150℃使用。缺點(diǎn)是價格昂貴，安全性不高。另外電壓滯后和安全問題尚待改善。大力發(fā)展動力電池和新的正極材料的出現(xiàn)，特別是磷酸亞鐵鋰材料的發(fā)展，對鋰電發(fā)展有很大幫助。

電池電動勢

電動勢是兩個電極的平衡電極電位之差，以鉛酸蓄電池為例，E=Ф 0-Ф-0 RT/F*In（αH2SO4/αH2O）。

其中：E—電動勢

Ф 0—正極標(biāo)準(zhǔn)電極電位，其值為1.690V

Ф-0—負(fù)極標(biāo)準(zhǔn)電極電位，其值為-0.356V

R—通用氣體常數(shù)，其值為8.314

T—溫度，與電池所處溫度有關(guān)

F—法拉第常數(shù)，其值為96485

αH2SO4—硫酸的活度，與硫酸濃度有關(guān)

αH2O—水的活度，與硫酸濃度有關(guān)

從上式中可看出，鉛酸蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢為1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄電池的標(biāo)稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢與溫度及硫酸濃度有關(guān)。

電池額定容量

在設(shè)計規(guī)定的條件（如溫度、放電率、終止電壓等）下，電池應(yīng)能放出的最低容量，單位為安培/每小時，以符號C表示。容量受放電率的影響較大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明放電率，如C20=50，表明在20時率下的容量為50安·小時。電池的理論容量可根據(jù)電池反應(yīng)式中電極活性物質(zhì)的用量和按法拉第定律計算的活性物質(zhì)的電化學(xué)當(dāng)量精確求出。由于電池中可能發(fā)生的副反應(yīng)以及設(shè)計時的特殊需要，電池的實(shí)際容量往往低于理論容量。

電池額定電壓

電池在常溫下的典型工作電壓，又稱標(biāo)稱電壓。它是選用不同種類電池時的參考。電池的實(shí)際工作電壓隨不同使用條件等于正、負(fù)電極的平衡電極電勢之差。它只與電極活性物質(zhì)的種類有關(guān)，而與活性物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)。電池電壓本質(zhì)上是直流電壓，但在某些特殊條件下，電極反應(yīng)所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會造成電壓的微小波動，這種現(xiàn)象稱為噪聲。波動的幅度很小但頻率范圍很寬，故可與電路中自激噪聲相區(qū)別。

電池開路電壓

電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池在斷路時（即沒有電流通過兩極時）電池的正極電極電勢與負(fù)極的電極電勢之差。電池的開路電壓用V開表示，即V開=Ф -Ф-，其中Ф 、Ф-分別為電池的正負(fù)極電極電位。電池的開路電壓，一般均小于它的電動勢。這是因?yàn)殡姵氐膬蓸O在電解液溶液中所建立的電極電位，通常并非平衡電極電位，而是穩(wěn)定電極電位。一般可近似認(rèn)為電池的開路電壓就是電池的電動勢。

電池內(nèi)阻

電池的內(nèi)阻是指電流通過電池內(nèi)部時受到的阻力。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。由于內(nèi)阻的存在，電池的工作電壓總是小于電池的電動勢或開路電壓。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時間不斷變化（逐漸變大），這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律，極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系。常隨電流密度增大而增加。

內(nèi)阻是決定電池性能的一個重要指標(biāo)，它直接影響電池的工作電壓，工作電流，輸出的能量和功率，對于電池來說，其內(nèi)阻越小越好。

電池阻抗

電池內(nèi)具有很大的電極-電解質(zhì)界面面積，故可將電池等效為一大電容與小電阻、電感的串聯(lián)回路。但實(shí)際情況復(fù)雜得多，尤其是電池的阻抗隨時間和直流電平而變化，所測得的阻抗只對具體的測量狀態(tài)有效。

電池充放速率

有時率和倍率兩種表示法。時率是以充放電時間表示的充放電速率，數(shù)值上等于電池的額定容量（安·小時）除以規(guī)定的充放電電流（安）所得的小時數(shù)。倍率是充放電速率的另一種表示法，其數(shù)值為時率的倒數(shù)。原電池的放電速率是以經(jīng)某一固定電阻放電到終止電壓的時間來表示。放電速率對電池性能的影響較大。

電池壽命

儲存壽命指從電池制成到開始使用之間允許存放的最長時間，以年為單位。包括儲存期和使用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。儲存電池的壽命有干儲存壽命和濕儲存壽命之分。循環(huán)壽命是蓄電池在滿足規(guī)定條件下所能達(dá)到的最大充放電循環(huán)次數(shù)。在規(guī)定循環(huán)壽命時必須同時規(guī)定充放電循環(huán)試驗(yàn)的制度，包括充放電速率、放電深度和環(huán)境溫度范圍等。

電池自放電率

電池在存放過程中電容量自行損失的速率。用單位儲存時間內(nèi)自放電損失的容量占儲存前容量的百分?jǐn)?shù)表示。

電池有關(guān)計算

其中E為電動勢，r為電源內(nèi)阻，內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir，E=U內(nèi) U外

適用范圍：任何電路

閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化：

E=U Ir

EI=UI I^2R

P釋放=EI

P輸出=UI

純電阻電路中

P輸出=I^2R

=E^2R/（R r）^2

=E^2/（R^2 2r r^2/R）

當(dāng)r=R時P輸出最大，P輸出=E^2/4r（均值不等式）

1746年，荷蘭萊頓大學(xué)的馬森布羅克在發(fā)明了收集電荷的“萊頓瓶”。因?yàn)樗吹胶貌蝗菀资占碾妳s很容易地在空氣中逐漸消失，他想尋找一種保存電的方法。有一天，他用一支槍管懸在空中，用起電機(jī)與槍管連著，另用一根銅線從槍管中引出，浸入一個盛有水的玻璃瓶中，他讓一個助手一只手握著玻璃瓶，馬森布羅克在一旁使勁搖動起電機(jī)。這時他的助手不小心將中另一只手與槍管碰上，他猛然感到一次強(qiáng)烈的電擊，喊了起來。馬森布羅克于是與助手互換了一下，讓助手搖起電機(jī)，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰槍管。

1780年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼（Luigi Galvani）在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙，就無此種反應(yīng)。伽伐尼認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)閯游镘|體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電，他稱之為“生物電”。

伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了物理學(xué)家們極大興趣的，他們競相重復(fù)枷伐尼的實(shí)驗(yàn)，企圖找到一種產(chǎn)生電流的方法，意大利物理學(xué)家伏特在多次實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為：伽伐尼的“生物電”之說并不正確，青蛙的肌肉之所以能產(chǎn)生電流，大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點(diǎn)，伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩種金屬片中，只要有一種與溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，金屬片之間就能夠產(chǎn)生電流。

1799年，意大利物理學(xué)家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地制成了世界上第一個電池——“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實(shí)際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)，電報機(jī)的電力來源。

1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進(jìn)行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅—銅電池此后，這些電池都存在電壓隨著使用時間延長而下降的問題。

當(dāng)電池使用一段時間后電壓下降時，可以給他通以反向電流，使電池電壓回升。因?yàn)檫@種電池能充電，可以反復(fù)使用，所以稱它為“蓄電池”。

也是在1860年，法國的雷克蘭士（George Leclanche）還發(fā)明了世界廣受使用的電池（碳鋅電池）的前身。它的負(fù)極是鋅和汞的合金棒（鋅－伏特原型電池的負(fù)極，經(jīng)證明是作為負(fù)極制作材料的最佳金屬之一），而它的正極是以一個多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負(fù)極棒和正極杯都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。此系統(tǒng)被稱為“濕電池”。雷克蘭士制造的電池雖然簡陋但卻便宜，所以一直到1880年才被改進(jìn)的“干電池”取代。負(fù)極被改進(jìn)成鋅罐（即電池的外殼），電解液變?yōu)楹隣疃且后w，基本上這就是我們所熟知的碳鋅電池。

1887年，英國人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀，不會溢漏，便于攜帶，因此獲得了廣泛應(yīng)用。

1890年愛迪生（Thomas Edison）發(fā)明可充電鐵鎳電池。

一般分為：1.2.3.5.7號，其中5號和7號尤為常用，所謂的AA電池就是5號電池，而AAA電池就是7號電池。

D型電池（大號電池/LR20/AM1） 直徑ф34.2； 高度61.5mm

C型電池（2號電池/LR14/AM2） 直徑ф26.2； 高度50.0mm

AA型電池（5號電池/LR6/AM3） 直徑ф14.5； 高度50.5mm

AAA型電池（7號電池/LR03/AM4） 直徑ф10.5； 高度44.5mm

AA/2型電池（8號電池LR1/AM5） 直徑ф11.0； 高度30.0mm

AAAA型電池（9號電池/LR61/AM6） 直徑ф8.0； 高度39.5mm

AAAA/2型電池（小9號電池/LR61/AM6） 直徑ф8.0； 高度28.0mm

其他型號

說說常見的“AAAA，AAA，AA，A，SC，C，D，N，F(xiàn)”這些型號

AAAA型號少見，一次性的AAAA勁量堿性電池偶爾還能見到，一般是電腦筆里面用的。標(biāo)準(zhǔn)的AAAA（平頭）電池高度41.5±0.5mm，直徑8.1±0.2mm。

AAA型號電池就比較常見，以前的MP3用的多是AAA電池，標(biāo)準(zhǔn)的AAA（平頭）電池高度43.6±0.5mm，直徑10.1±0.2mm。

AA型號電池就更是盡人皆知，數(shù)碼相機(jī)，電動玩具都少不了AA電池，標(biāo)準(zhǔn)的AA（平頭）電池高度48.0±0.5mm，直徑14.1±0.2mm。

只用一個A表示型號的電池不常見，這一系列通常作電池組里面的電池芯，老攝像機(jī)的鎳鎘，鎳氫電池，幾乎都是4/5A，或者4/5SC的電池芯。標(biāo)準(zhǔn)的A（平頭）電池高度49.0±0.5mm，直徑16.8±0.2mm。

SC型號也不常見，一般是電池組里面的電池芯，多在電動工具和攝像機(jī)以及進(jìn)口設(shè)備上能見到，標(biāo)準(zhǔn)的SC（平頭）電池高度42.0±0.5mm，直徑22.1±0.2mm。

C型號也就是二號電池，標(biāo)準(zhǔn)的C（平頭）電池高度49.5±0.5mm，直徑25.3±0.2mm。

D型號就是一號電池，用途廣泛，民用，軍工，特異型直流電源都能找到D型電池，標(biāo)準(zhǔn)的D（平頭）電池高度59.0±0.5mm，直徑32.3±0.2mm。

N型號不常見，標(biāo)準(zhǔn)的N（平頭）電池高度28.5±0.5mm，直徑11.7±0.2mm。

F型號電池，電動助力車，動力電池的新一代產(chǎn)品，大有取代鉛酸免維護(hù)蓄電池的趨勢，一般都是作電池芯（個人見解：其實(shí)個太大，不好單獨(dú)使用，呵呵）。標(biāo)準(zhǔn)的F（平頭）電池高度89.0±0.5mm，直徑32.3±0.2mm。

大家注意到，（平頭）字樣，指的是電池正極是平的，沒有突起，使用做電池組點(diǎn)焊使用的電池芯，一般同等型號尖頭的（可以用作單體電池供電的），在高度上就多了0.5mm。以此類推。還有，電池很多的時候并不是規(guī)規(guī)矩矩的“AAA，AA，A，SC，C，D，N，F(xiàn)”這些主型號，前面還時常有分?jǐn)?shù)“1/3，2/3，1/2，2/3，4/5，5/4，7/5”，這些分?jǐn)?shù)表示的是池體相應(yīng)的高度，例如“2/3AA”就是表示高是一般AA電池的2/3的充電電池；再如“4/5A”就是表示高是一般A電池的4/5的充電電池。

還有兩種型號表示方法，是五位數(shù)字，例如，14500，17490，26500，前兩位數(shù)字是指池體直徑，后三位數(shù)字是指池體高，例如14500就是指AA電池，即大約14mm直徑，50mm高。

例如，505060AR，305060A，其中前面兩位數(shù)字是指厚，中間兩位數(shù)是指寬，最后面兩位數(shù)是指長。例如505060AR就是鋰電池的5.0MM是厚，寬是50MM，60MM是長。后綴AR是表示鋁殼鋰電池。

國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種：固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。

1．固化深埋、存放于廢礦井

如法國一家工廠就從中提取鎳和鎘，再將鎳用于煉鋼，鎘則重新用于生產(chǎn)電池。其余的各類廢電池一般都運(yùn)往專門的有毒、有害垃圾填埋場，但這種做法不僅花費(fèi)太大而且還造成浪費(fèi)，因?yàn)槠渲猩杏胁簧倏勺髟系挠杏梦镔|(zhì)。

2．回收利用

（1）熱處理；（2）“濕處理”；（3）真空熱處理法。

電池正常充電

不同電池各有特性，用戶必須依照廠商說明書指示的方法進(jìn)行充電。在待機(jī)備用狀態(tài)下，電話也要耗費(fèi)電池，如果要進(jìn)行快速充電，宜先將手機(jī)關(guān)閉或把電池拆下進(jìn)行充電。

電池快速充電

有些自動化的智能型快速充電器當(dāng)指示燈信號轉(zhuǎn)變時，只表示充滿了90%，充電器會自動改用慢速充電將電池完全充滿。用戶最好將電池完全充滿后使用，否則會縮短使用時間。

電池記憶效應(yīng)

如果電池屬鎳鎘電池，長期不徹底充、放電，會在電池內(nèi)留下痕跡，降低電池容量，這種現(xiàn)象被稱為電池記憶效應(yīng)。

電池消除記憶

方法是把電池完全放電，然后重新充滿。放電可利用放電器或具有放電功能的充電器，也可以利用手機(jī)待機(jī)備用模式，如要加速放電可把顯示屏及電話按鍵的照明燈打開。要確保電池能重新充滿，應(yīng)依照說明書的指示來控制時間，重復(fù)充、放電兩至三次。

電池電池儲存

鋰電池可貯存在環(huán)境溫度為-5°C—35°C，相對濕度不大于75%的清潔、干燥、通風(fēng)的室內(nèi)，應(yīng)避免與腐蝕性物質(zhì)接觸，遠(yuǎn)離火源及熱源。電池電量保持標(biāo)稱容量的30%到50%。推薦貯存的電池每6個月充電一次。

電池選購電池

1、選購有“國家免檢”、“中國名牌”標(biāo)志的電池產(chǎn)品和地方名牌電池產(chǎn)品，這些產(chǎn)品質(zhì)量有保障。

2、根據(jù)電器的要求，選擇適用的電池類型和規(guī)格尺寸，并根據(jù)電器耗電的大小和特點(diǎn)，購買適合電器的電池。

3、注意查看電池的生產(chǎn)日期和保質(zhì)期，購買電池（新電池），新電池性能好。

4、注意查看電池的外觀，應(yīng)選購包裝精致、外觀整潔、干凈，無漏液跡象的電池。

5、注意電池的標(biāo)志，電池商標(biāo)上應(yīng)標(biāo)明生產(chǎn)廠名、電池極性、電池型號、標(biāo)稱電壓、商標(biāo)等；銷售包裝上（如2只熱縮或4只熱縮，或吊牌掛卡）應(yīng)有中文廠址、生產(chǎn)日期和保質(zhì)期或標(biāo)明保質(zhì)期的截止期限、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的編號（一般為國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T××××-××××）。不要購買無中文廠名、無生產(chǎn)日期和保質(zhì)期或無標(biāo)明保質(zhì)期的截止期限、無執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。購買堿性鋅錳電池時應(yīng)看型號有無ALKALINE或LR字樣。

6、由于電池中的汞對環(huán)境有害，為了保護(hù)環(huán)境，在購買時應(yīng)選用商標(biāo)上標(biāo)有“無汞”、“0%汞”、“不添加汞”字樣的電池。

IEC標(biāo)準(zhǔn)即國際電工委員會（International Electrical Commission），是由各國電工委員會組成的世界性標(biāo)準(zhǔn)化組織，其目的是為了促進(jìn)世界電工電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化。其中關(guān)于鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC285，關(guān)于鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)是IEC61436，鋰離子電池IEC標(biāo)準(zhǔn)，一般電池行業(yè)依據(jù)的是SANYO或Panasonic的標(biāo)準(zhǔn)。

電池常用IEC標(biāo)準(zhǔn)有鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC602851999；鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC614361998.1；鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC619602000.11。

電池常用國家標(biāo)準(zhǔn)有鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T11013_1996GB/T18289_2000；鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T15100_1994GB/T18288_2000；鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T10077_1998YD/T998_1999，GB/T18287_2000。

另外電池常用標(biāo)準(zhǔn)也有日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS C關(guān)于電池的標(biāo)準(zhǔn)及SANYOPANASONIC公司制定的關(guān)于電池企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

總電池反應(yīng)干電池

干電池也叫錳鋅電池，所謂干電池是相對于伏打電池而言，所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的干電池如氧化銀電池，鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15V。干電池是消耗化學(xué)原料產(chǎn)生電能的。它的電壓不高，所能產(chǎn)生的持續(xù)電流不能超過1安培。

總電池反應(yīng)鉛蓄電池

蓄電池是應(yīng)用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽，注滿硫酸，再插入兩塊鉛板，一塊與充電機(jī)正極相連，一塊與充電機(jī)負(fù)極相連，經(jīng)過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負(fù)極之間有2伏的電壓。蓄電池的好處是可以反復(fù)多次使用。另外，由于它的內(nèi)阻極小，所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發(fā)動機(jī)供電，瞬時電流可達(dá)20多安培。蓄電池充電時是將電能貯存起來，放電時又把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

總電池反應(yīng)燃料電池

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能，不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制，因此效率高; 另外，燃料電池用燃料和氧氣作為同時沒有機(jī)械傳動部件，故沒有噪原料，排放出的有害氣體極少;聲污染。由此可見，從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù) 。

原電池鋅錳干電池

鋅－錳電池具有原材料來源豐富、工藝簡單，價格便宜、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅－錳電池以鋅為負(fù)極，以二氧化錳為正極。按照基本結(jié)構(gòu)，鋅－錳電池可制成圓筒形、扣式和扁形，扁形電池不能單個使用，可組合疊層電池（組）。按照所用電解液的差別將鋅－錳電池分為三個類型：

(1)銨型鋅－錳電池：電解質(zhì)以氯化銨為主，含少量氯化鋅。

電池符號:(-) Zn│NH₄Cl·ZnCl₂│MnO₂ │C（石墨）( )

總電池反應(yīng)： Zn 2NH₄Cl 2MnO₂=[Zn(NH₃)₂]Cl₂ Mn₂O₃ H₂O

(2) 鋅型鋅－錳電池：又稱高功率鋅－錳電池，電解質(zhì)為氯化鋅，具有防漏性能好，能大功率放電及能量密度較高等優(yōu)點(diǎn)，是鋅－錳電池的第二代產(chǎn)品，20世紀(jì)70年代初首先由德國推出。與銨型電池相比鋅型電池長時間放電不產(chǎn)生水，因此電池不易漏液。

電池符號：(-) Zn│ZnCl₂│MnO₂ ( )

總電池反應(yīng)（長時間放電）：

Zn 2Zn(OH)Cl 6MnO(OH)=ZnCl₂·2ZnO·4H₂O 2Mn₃O₄

(3) 堿性鋅－錳電池：這是鋅－錳電池的第三代產(chǎn)品，具有大功率放電性能好、能量密度高和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。

電池符號：(-) Zn│KOH│MnO₂ ( )

總電池反應(yīng)： Zn 2H₂O MnO₂=Mn(OH)₂ Zn(OH)₂

鋅－錳電池額定開路電壓為1.5V，實(shí)際開路電壓1.5-1.8V ，其工作電壓與放電負(fù)荷有關(guān)，負(fù)荷越重或放電電阻越小，閉路電壓越低。用于手電筒照明時，典型終止電壓為0.9V，某些收音機(jī)允許電壓降至0.75V。

原電池鋰原電池

又稱鋰電池，是以金屬鋰為負(fù)極的電池總稱。鋰的電極電勢最負(fù)相對分子質(zhì)量最小，導(dǎo)電性良好，可制成一系列貯存壽命長，工作溫度范圍寬的高能電池。根據(jù)電解液和正極物質(zhì)的物理狀態(tài)，鋰電池有三種不同的類型，即：固體正極—有機(jī)電解質(zhì)電池、液體正極—液體電解質(zhì)電池、固體正極—固體電解質(zhì)電池。Li-(CF)_n的開路電壓為3.3V，比能量為480W·h·L^-1，工作溫度在-55~70℃間，在20℃下可貯存10年之久。主要用于軍事、空間技術(shù)等特殊領(lǐng)域，在心臟起搏器等微、小功率場合也有應(yīng)用。

鋰電池與鋰離子電池不同。前者是一次電池，后者可反復(fù)充電。

原電池蓄電池

蓄電池在放電過程中屬于原電池反應(yīng)。這類電極反應(yīng)都有電解質(zhì)溶液參與，如果能分析清楚電解質(zhì)溶液是否參與電極反應(yīng)，那么負(fù)極的電極反應(yīng)式和正極的電極反應(yīng)式的書寫就可迎刃而解了。

現(xiàn)以鉛酸蓄電池為例來分析電極反應(yīng)式的書寫方法。

鉛酸蓄電池的總反應(yīng)為：Pb PbO₂ 2H₂SO₄=2PbSO₄ 2H₂O

根據(jù)原電池的工作原理分析，負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，可知：Pb–2e^-=Pb² ①，生成的Pb² 進(jìn)入電解質(zhì)溶液中，Pb² 與溶液中的SO₄^2-不能共存，要繼續(xù)反應(yīng)生成PbSO₄，即：Pb² SO₄^2-=PbSO₄②，因此在原電池的負(fù)極反應(yīng)式為① ②即：Pb–2e^- SO₄^2-=PbSO₄；正極是得電子發(fā)生還原反應(yīng)的一極，則有：PbO₂ 2e^-=Pb² 2O^2-①，Pb² 和O^2-進(jìn)入溶液中，由于電解質(zhì)溶液是H₂SO₄溶液，O^2-在酸性環(huán)境中，不能單獨(dú)存在，可供O^2-結(jié)合的微粒有H 和H₂O，O^2-在酸性環(huán)境中優(yōu)先結(jié)合H 生成H₂O，這樣在正極發(fā)生的反應(yīng)有：4H 2O^2-=2H₂O②；Pb² SO₄^2-=PbSO₄③根據(jù)以上分析可知正極反應(yīng)式為① ② ③即：PbO₂ 2e^- SO₄^2- 4H =PbSO₄ 2H₂O。（注意：在電極反應(yīng)式中應(yīng)遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒；在負(fù)極反應(yīng)式與正極反應(yīng)式相加求總反應(yīng)時要注意得失電子數(shù)要相等。）

再如：Ag-Zn高能電池（鈕扣電池）由Ag₂O、Zn及KOH溶液組成?？偡磻?yīng)為：Zn Ag₂O H₂O=Zn(OH)₂ 2Ag

根據(jù)原電池原理可知：Zn做負(fù)，Ag₂O做正極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。負(fù)極極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)為：Zn–2e^-=Zn² ，Zn² 進(jìn)入溶液后又與溶液中的OH^-反應(yīng)Zn² 2OH^-=Zn(OH)₂。

所以負(fù)極反應(yīng)為：Zn–2e^- 2OH^-=Zn(OH)₂;

正極為Ag₂O得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即Ag₂O 2e^-=2Ag O^2-;

O^2-在中性或堿性環(huán)境中也不能單獨(dú)存在，只能結(jié)合H₂O生成OH^-，故在中性或堿性條件下O^2- H₂O=2OH^-，所以正極反應(yīng)式為：Ag₂O 2e^- H₂O=2Ag 2OH^-。

離子交換膜電池

離子交換膜燃料電池是氫離子交換膜的低溫型水介質(zhì)氫/氧燃料電池。