电池定义

电池是一种外部连接的电能源，可用于电器。它由一个或多个电化学电池组成。当电池提供电能时，其阴极和阳极分别代表其正极和负极。电子将从标有“负极”的端子流出，通过外部电路流向标有“正极”的端子。当电池连接到外部负载时，氧化还原反应会将高能反应物转化为低能产物。产生的自由能差以电能的形式传递给电池外部的负载。曾经仅用于描述由多个电池组成的设备的“电池”一词，现在也用于描述任何仅由一个电池组成的设备。

碱性电池，常用于手电筒和其他便携式电子设备，是初级电池（也称为“一次性”或“抛弃式”）的一个例子，它们仅供一次使用，然后因放电过程中电极材料的不可逆变化而被丢弃。通过施加电流，二次电池（可充电电池）可以重复充放电；反向电流可以恢复电极的原始化学成分。铅酸电池和锂离子电池，用于笔记本电脑和手机等便携式设备，就是两个例子。

电池的形状和尺寸范围很广，从为助听器和手表供电的微型电池，到像房间一样大的巨大电池组，它们为电话线和计算机数据中心提供备用或应急电力，这些在最高端。以每质量能量衡量，电池的比能量远低于汽油等典型燃料。在将电能转化为机械功方面，电动马达的效率比汽车的内燃机高，这有助于抵消这一点。

电池到底是什么？

电池是一种电化学装置，可以通过电流充电，并在需要时放电。电池可由一个或多个电化学电池组成。通常，电池由多个电化学电池组成，并连接到外部输入和输出设备。遥控器、手机和手电筒等小型电器通常使用电池作为电源。历史上，两个或两个以上电化学电池的组合一直被称为电池。然而，人们认为“电池”一词现在也包括只有一个电池的东西，因为这是大多数人认为的现代电池。

电池分为两大类——初级电池和二次电池。初级电池只能充电一次。这些电池在使用完后必须丢弃，因为它们不再有用。由于初级电池内部发生的电化学反应的不可逆性，这是它们无法充电的最常见原因。值得注意的是，初级电池也称为一次性电池。

另一方面，二次电池可以充电并重复使用多个充放电周期。这些电池内部发生的电化学反应通常是可逆的。因此，二次电池也称为可充电电池。放电时，反应物结合生成产物，从而产生电流。充电时，电流流入电池，促进反向反应，产物与反应物结合形成产物。

发明

根据巴格达博物馆和伊拉克文物部门负责人威尔海姆·科尼希的说法，1930年代发现了一个名为“巴格达电池”的公元一世纪的发明，由一个陶瓷罐、铜和铁组成。他认为它是一种电镀设备，但后来的理论认为它可能是一种电疗设备。

本杰明·富兰克林于1749年发明了“电池”一词，当时他使用了一系列连接的莱顿瓶电容器进行电气实验。富兰克林将几个瓶子组合成他称之为“电池”的装置，借鉴了军事上对一系列互连武器的称呼。通过增加储存容器的数量，可以储存更强的电荷，并且在放电时可以获得更多的电量。

意大利物理学家亚历山德罗·伏特于1800年发明并提出了伏打电堆，这是第一款电化学电池。该装置由堆叠的铜和锌板组成，中间夹着浸有盐水的纸盘，能够长时间产生恒定电流。伏特不知道电压是由化学过程引起的。他认为他的电池是无穷的能源供应，而电极的腐蚀是他操作中的一个不便之处，而不是必然结果，正如迈克尔·法拉第在1834年所证明的那样。

早期的电池在实验中表现出色，但在实际应用中，它们的电压不稳定，而且无法长时间维持高电流。丹尼尔电池是第一个实用的发电机，于1836年由英国科学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔开发。它迅速成为行业标准，并被广泛用作电报网络的电源。它由一个装有硫酸铜溶液的铜罐、一个锌电极和一个装有硫酸的未上釉的陶罐组成。

这些湿电池使用液体电解质，如果处理不当，可能会泄漏和溢出。许多电池将组件装在玻璃罐中，使其易碎，有时甚至致命。由于这些特性，湿电池不适合便携式电器。随着干电池的发明，它们使用糊状电解质而不是液体电解质，使得便携式电器在19世纪末成为可能。

过去，在胡佛管系统中，“A”电池（为灯丝供电）使用湿电池，而“B”电池（提供板电压）使用干电池。

Future

2010年至2018年间，年电池消耗量增长了30%，2018年达到180Gwh。根据保守估计，增长率约为25%，需求将在2030年达到2600Gwh的峰值。成本节约也有望进一步推动需求，达到3562 GWh。

交通运输的电气化和在电网中的广泛部署，加上人为气候变化驱动的从化石燃料燃烧能源转向更清洁、可再生能源的转变以及更严格的排放规定，是推动电动电池行业高速增长的重要因素。

分布式电动电池，连接到智能电网以进行需求响应，并用于住宅储能，例如电动汽车（车对网），是这些系统中的活跃参与者。通过新的再利用技术，包括梯次利用部分使用的电池，可以提高电动电池的整体有用性，这还降低了储能成本，并由于电池寿命的延长而对污染和排放产生较小影响。在二次电池使用中，容量损失超过80%的汽车电池，通常在使用5-8年后，会被回收用作备用能源或在可再生能源存储系统中。

电网规模储能是指大量使用电池来收集和存储由电网或发电站产生的能量，然后根据需要将其放电以提供电力和其他电网服务。智能供电基础设施包含大量的电网规模储能，无论是交钥匙工程还是分布式。

化学和原理

电池直接将化学能转化为电能。在许多情况下，电能的产生是由于参与电化学过程的金属、氧化物或分子的内聚能或键能差异。例如，像锌和锂这样的高能金属可以储存能量，因为与过渡金属不同，它们不受d电子键合的支持。电池仅用于允许电子通过电路的外部部分流动，以进行能量上有利的氧化还原反应。

一定数量的伏打电池构成一个电池。每个电池由两个半电池组成，通过含有金属阳离子的导电电解质串联连接。电解质存在于两个半电池中；在一个半电池中，阴离子（带负电的离子）迁移到负电极，而阳离子（带正电的离子）迁移到正电极。当阳极的金属原子被氧化（失去电子）时，阴极的阳离子被还原（获得电子）。有些电池将一个电池分成两个半部分，每个半部分使用不同的电解质。

在这些电池中，使用隔膜将电解质分开，但仍允许离子在两个半部分之间移动并完成电路。每个半电池的电动势（emf，以伏特为单位）与参考值进行比较。半电池电动势之差构成电池的净电动势。因此，如果电极具有电动势，则净电动势定义为半反应还原电位之差。

端子电压（差），以伏特为单位，是施加在电池端子上的电场力。开路电压是既不充电也不放电的电池的端子电压，等于电池的电动势。由于内阻，放电电池的端子电压小于开路电压，而充电电池的端子电压高于开路电压。一个理想电池会维持稳定的端子电压，直到完全耗尽，届时电压会降至零，因为它内阻很小。如果该电池能够维持1.5伏特并产生1库仑的电荷，则其完成的功将为1.5焦耳。在实际电池中，随着电池的放电，开路电压降低，内阻升高。绘制电压和电阻随时间变化的图形通常是曲线；曲线的形状取决于所使用的化学成分和内部布局。

细胞内部电解质和电极之间的化学反应释放的能量决定了其端子之间的电压。碱性电池和锌碳电池的化学成分不同，但它们的电动势大致相同，均为1.5伏特；镍镉电池和镍氢电池的化学成分不同，但它们的电动势大致相同，均为1.2伏特。锂电池的电动势至少为3伏特，这是由于锂化合物反应中电化学势的显著变化。

只要含有足够的离子以导电，几乎任何液体或潮湿材料都可以作为电池的电解质。可以将两种不同金属的电极放入柠檬、土豆等中，并作为新奇或科学演示产生少量电能。

两枚硬币（如镍币和一分钱）加上一些浸泡在盐水中的纸巾可以制作一个伏打电堆。当许多这样的组合串联堆叠时，它们可以暂时取代标准电池，尽管单个组合产生的电压非常低。

类型

初级电池和二次电池

电池分为初级和二次两种形式

初级电池的设计是直到耗尽电量后才丢弃。由于大多数化学反应是不可逆的，因此无法充电。当反应物供应耗尽时，电池停止发电并失效。

通过向电池单元供应电流，可以逆转二次电池的化学反应，这被称为充电。这会再生它们，以允许重复使用、充电和再利用初始化学反应物。

某些初级电池类型（例如电报电路）可以通过更换电极来使其功能化。由于活性成分耗尽、电解质损失和内部腐蚀，二次电池无法连续充电。

初级电池，也称为初级电池，组装后即可发电。它们常用于电流要求较低的便携式设备，仅偶尔使用，或位于远离常规电源的地方，例如报警和通信系统，其中其他形式的电力仅是零星且不可靠的。由于化学过程难以逆转，并且活性成分可能无法恢复到原始状态，一次性初级电池无法可靠地充电。电池制造商不建议尝试为初级电池充电。尽管一次性电池的能量密度通常高于可充电电池，但在低至 75 欧姆的负载下的高耗电应用中，一次性电池的性能不佳。碱性电池和锌碳电池是两种常见的一次性电池类型。

二次电池，可充电电池，或简称二次电池——通常由需要放电的活性成分构成。它们在使用前必须充电。在（再）充电过程中，通过施加电流，可以将放电和使用过程中发生的化学反应逆转。术语“充电器”是指提供适当电流的设备。铅酸电池是一种常见的可充电电池类型，广泛用于各种船舶和汽车应用，是最传统的类型。该方法使用敞口容器中的电解质，以确保安全地释放过充电过程中产生的氢气，这需要保持电池直立并充分通风周围区域。由于铅酸电池能够产生大量的电能，因此它相对较重。

铅酸电池

据信，法国物理学家兼发明家加斯顿·普兰特于1859年开发了铅酸电池。据了解，这是最古老的可充电电池之一。铅酸电池以其非常高的能量体积比和非常低的能量重量比而闻名。然而，该电池的电化学电池具有非常高的功率重量比。它们能够产生强大的浪涌电流的能力与此相关。这些特性使得铅酸电池特别适用于汽车和车辆，以提供启动发动机所需的大电流。这一特性和电池相对较低的价格也为其普及做出了贡献。

铅酸电池具有几项重要特性，包括

• 它可以储存电荷长达三年。
• 它可作为紧急情况下的备用电源。
• 在其功率范围内，其价格是电池中最低的之一。

镍镉电池的另一个名称是镍镉电池

镍镉电池，有时也称为“NiCad电池”，是一种可充电电池，它使用金属镉和氢氧化镍作为其电极。NiCad电池以具有一系列放电速率而闻名，这些速率取决于电池的尺寸。例如，一个标准的AA尺寸电池的最大放电速率约为1.8安培。而D尺寸电池的放电速率可达3.5安培。

这是NiCad电池主要特性的摘要

• 镍镉电池的特点是电能放电速度极快且均匀。
• 这种电池通常很容易获得且价格合理。
• 电视遥控器和一些玩具等小型电子设备经常使用NiCad电池。

锂离子电池，或称LIB电池，是一种电池，它

锂离子电池，有时也称为LIB，是一种可充电的二次电池。众所周知，LIB广泛应用于航空航天领域，并在电动汽车电源领域有广泛应用。

有证据表明，在电池放电过程中，锂离子会从负极穿过电解质移动到正极。同样，在充电时，这些锂离子也会反向移动。锂离子电池的负极通常使用石墨作为燃料，而正极通常使用嵌入式锂化合物。由于其巨大的储能能力、无记忆效应（LFP电池除外）以及低自放电率，锂离子电池备受追捧。

这是几个重要LIB属性的列表。

• 锂离子电池是最可靠、最安全的电池类型之一。此外，该电池还具有极大的能量容量。
• 移动设备和便携式计算设备（如笔记本电脑和平板电脑）经常使用LIB。
• 该电池的自放电率非常缓慢。根据公认的事实，其能量容量也是镍镉电池的两倍。

组合 (Composition)

各种电化学电池类型已被开发出来，包括原电池、电解电池、燃料电池、液流电池和伏打堆，每种电池都有不同的化学过程和结构。

湿电池具有液体电解质。由于内部完全浸没在液体中，它们也被称为“溢流电池”和“排气电池”。干电池是首先被制造出来的，而湿电池被用作电化学学习工具。它们可以使用烧杯等基本实验室设备来演示电化学电池的工作原理。理解腐蚀对于使用一种称为浓差电池的特定湿电池至关重要。

湿电池可以是初级电池（不可充电）或二次电池（可充电）。所有可用的初级电池，包括丹尼尔电池，最初都是作为敞口玻璃罐湿电池制造的。Leclanche电池、Grove电池、Bunsen电池、铬酸电池、Clark电池和Weston电池是其他初级湿电池。第一个干电池是修改Leclanche电池的化学成分而成的。尽管凝胶电池已在许多地方取代了湿电池，但湿电池仍用于汽车电池以及工业中用于开关设备、电话或超大不间断电源的备用电源。这些应用通常使用铅酸电池或镍镉电池。熔盐电池的电解质是熔盐，可以是初级或二次电池。它们必须隔热良好以保持热量，因为它们在高温下工作。

干电池使用具有适量湿度的糊状电解质，以允许电流通过。与湿电池不同，干电池可以在任何方向上工作而不会泄漏，因为它没有松散的液体，因此适合便携式设备。相比之下，原始的湿电池通常是易碎的玻璃罐，导电棒从顶部悬挂，需要小心处理以防止泄漏。直到凝胶电池的发明，铅酸电池的安全性才和干电池相当，并且可以便携。

锌碳电池，也称为干式勒克朗谢电池，是一种典型的干电池，其标称电压与碱性电池相似，均为1.5伏特（因为它们都使用相同的锌-二氧化锰组合）。在典型的干电池中，锌阳极通常呈圆柱形罐状，而碳阴极通常呈中心杆状。糊状氯化铵电解质位于锌阳极旁边。电解质和碳阴极之间的剩余空间填充有由氯化铵和二氧化锰组成的第二糊状物，后者用作去极化剂。在某些设计中，可以使用氯化锌代替氯化铵。

未组装的备用电池可以长时间保存而无需使用或提供电力（可能长达数年）。

当需要电池时，它会被组装起来（例如，通过添加电解质），充电并准备使用。例如，枪支发射引起的爆炸可能会点燃电子炮弹引信的电池。当加速器打碎电解质胶囊时，电池会被激活，并为引信内的电路供电。通常，备用电池在长时间储存（数年）后，仅供短暂时间（几秒或几分钟）使用。水激活电池在水下浸没后激活，用于军事或海洋设备。

2017年2月28日，得克萨斯大学奥斯汀分校发布新闻稿称，由锂离子电池发明者约翰·古迪纳夫领导的团队开发了一种新型固态电池。该新闻稿称，这种电池“可能为手持移动设备、电动汽车和固定储能带来更安全、充电更快、寿命更长的可充电电池”。据报道，固态电池的“能量密度是原来的三倍”，从而延长了电动汽车的使用寿命。由于该方法使用了更便宜、对环境有益的成分，如从海水中提取的钠，因此也更环保。此外，它们的寿命也大大延长。

索尼公司制造了一种生物电池，其工作原理与生物体从糖中发电的方式相似。电池使用分解碳水化合物的酶来产生电能。

作为铅酸湿电池的替代品，密封阀控式铅酸电池（VRLA电池）在汽车行业中很受欢迎。VRLA电池使用固定化的硫酸电解质，以降低泄漏风险并延长保质期。VRLA电池使电解质固定化。有两种类型：

• 凝胶电池（也称为“凝胶电池”）的电解质呈半固态。
• 一种称为“吸附玻璃纤维毡”（AGM）的特殊玻璃纤维毡吸收电解质。

便携式可充电电池也有宽密封“干电池”版本，这些版本对于笔记本电脑和移动设备应用很有用。这些电池有镍镉（NiCd）、镍锌（NiZn）、镍氢（NiMH）和锂离子（Li-ion）等类型（按成本递减和功率密度递增的顺序）。锂离子电池在干电池可充电市场中占据主导地位。镍镉电池仍用于电动工具、双向无线电和医疗设备，但大部分已被镍氢电池取代，因为镍氢电池容量更高。

2000年代的电池发展包括纳米球电池，其放电速率比当前电池高约100倍，以及具有电量监测器和电池保护电路的智能电池组，这些电池组可防止过放电损坏。USBCELL是另一个嵌入式电子设备电池的例子，它允许通过USB连接器为AA电池充电。由于自放电率低（LSD），二次电池在交付前可以充电。

由太阳能驱动的最长、最高飞行使用了锂硫电池。

工业和消费级

所有不同种类的电池都生产消费级和工业级。工业级电池价格更贵，可能具有更好的功率与尺寸比、更低的自放电率（因此不使用时寿命更长）、更高的抗泄漏性，并且例如能够承受与医疗高压灭菌消毒相关的高温和高湿。

组合与管理

使用电池的设备需要将标准格式的电池放入电池座。当设备不使用标准格式的电池时，它们通常会捆绑成特殊的电池组，该电池组可能包含多个单元，并具有额外的功能，如电池管理系统和电池隔离器，以确保电池能够均匀充放电。

尺寸

消费者容易获得的初级电池包括用于电子手表的小型纽扣电池，以及用于信号电路或其他长期应用的6号电池。大型二次电池可为潜艇供电、稳定电力系统并帮助平衡峰值需求，因为二次电池的产量非常大。

2017年，特斯拉在澳大利亚南部建造了世界上最大的电池。其存储容量为129 MWh。2013年在中国河北省建造了一个耗资5亿美元的电池，存储容量为36 MWh。阿拉斯加费尔班克斯也有一个由镍镉电池组成的规模庞大的电池。其表面积为2000平方米（22000平方英尺），重达1300吨，比一个足球场还大。

性能、容量和放电

内部化学成分、电流消耗和温度仅仅是影响电池在负载循环、充电循环和寿命期间性能变化的众多变量中的几个例子。电池在寒冷时提供的电力较少。因此，一些车主会加装电池加热器，这是一种小型电加热垫，可以在寒冷地区为汽车电池保温。

电池能够在其额定电压下提供的电荷量称为其容量。随着电极材料数量的增加，电池的容量也会增加。尽管开发出相同的开路电压，但小尺寸电池的容量比具有相同化学成分的大尺寸电池低。安时（Ah）等单位用于测量容量。

新电池通常在 68 °F (20 °C) 下可稳定提供 20 小时的电流，同时保持每个电池的端子电压高于预定值，通常表示为 20 小时乘以电池的容量。例如，额定容量为 100 A/h 的电池在室温下可连续提供 5 A 电流 20 小时。电池可以提供的储存电荷量取决于一些因素，包括电池的化学成分、电荷输送的电流速率、所需的端子电压、电池储存的时间长度、环境温度和其他因素。容量随放电速率的增加而降低。

长时间储存或放电至容量极低百分比的电池会因通常不可逆的副反应而损失容量，这些副反应会消耗电荷载流子而不会产生电流。这种过程称为“内部自放电”。当电池充电时发生的其他副反应也可能降低连续放电的容量。当电池充电次数足够多时，它基本上会失去所有容量并停止发电。由于内部能量损失以及离子通过电解质移动速率的限制，电池的效率各不相同。缓慢放电比快速放电更能发挥电池的容量（高于最低阈值）。

除非超出负载限制，否则安装不同安时额定值的电池不会影响额定电压的设备的运行（尽管可能会改变运行时间）。碱性电池的总容量会降低，高负载（如数码相机）也是如此。例如，额定放电时间为 10 或 20 小时的 2 A/h 电池无法在指示的容量下维持 1 A 电流整整两个小时。

电池充电或放电的速率使用 C 速率来衡量。它是通过将电池的电流除以电池以其标称额定容量运行一小时所需的理论最大电流绘制而成的。其单位是 h-1。由于内部电阻损耗和细胞内的化学反应，电池在短短一个小时内以额定容量运行的情况很少见。电池的容量通常在低 C 速率下测得，而在高 C 速率下充电或放电会缩短电池的使用寿命和容量。制造商通常会发布数据表，其中包含容量与 C 速率曲线的图表。电池的 C 速率额定值也表示它在电路中能够安全提供的电流。可充电电池的容量和充电周期额定值通常基于 4 小时 (0.25C)、8 小时 (0.125C) 或更长的放电时间。制造商可能会将某些类型额定为远低于一小时 (1C) 的放电时间，例如在计算机不间断电源中，尽管这些类型可能具有较短的循环寿命。

截至 2012 年，最快的充电/放电电池技术是磷酸铁锂 (LiFePO4)，其完全放电时间为 10 到 20 秒。

寿命

可充电电池的电池寿命（及其同义词电池寿命）有两种定义，而非充电电池只有一种。对于可充电电池，它可以指电池在无法正常运行时可以承受的充电或放电周期数，或者设备一次充满电可以运行的时间。对于非充电电池，这两种寿命是等效的，因为按定义，电池只能持续一个周期。（“保质期”是指电池在生产和使用之间保持性能的时间。）所有电池的可用容量都会随着温度的降低而降低。与当今使用的大多数电池相反，1812 年发明的赞博尼堆即使在不进行翻新或充电的情况下，也能提供很长的使用寿命，尽管它仅提供纳安级别的电流。自 1840 年以来，牛津电动钟几乎一直运行在其最初的电池对上，据信它们是赞博尼堆。

一次性电池在室温（20-30 °C）储存时，每年通常会损失 8-20% 的初始电荷。这种速率称为“自放电”速率，是由于电池内部发生“副”化学反应，即使没有施加负载也不会产生电流。虽然一些电池可能因冷冻而损坏，但在较低温度下储存的电池中，副反应较少。刚充满电的镍镉（NiCd）电池在最初 24 小时内会损失 10% 的电荷，之后每月以约 10% 的速率衰减。老化的可充电电池，尤其是镍基电池，比一次性碱性电池的自放电速度更快。尽管如此，现代锂设计和更电流化的低自放电镍氢（NiMH）电池的自放电速率已经降低（但仍高于初级电池）。

每次充电和放电时，电池极板上的活性物质都会发生化学变化。此外，活性物质可能会因物理体积变化而损失，从而降低电池的充电能力。购买时，大多数镍基电池都部分放电；因此，在使用前需要充电。较新的镍氢电池的放电速率仅为每年 15%，购买时即可使用。

每次充电和放电循环都会导致一定程度的退化。退化的两个主要原因是电解质从电极迁移或活性物质从电极脱落。高容量镍氢电池（超过 2,500 mAh）可存活约 500 个周期，而低容量镍氢电池（1,700 至 2,000 mAh）可充电约 1,000 次。镍镉电池通常额定为 1,000 个周期，然后其内阻会稳定升高到可用水平以上。快速充电会缩短电池寿命，因为它会促进成分变化。如果充电器无法确定电池是否已充满电，则很可能发生过充电，这可能是有害的。

如果镍镉电池以特定重复方式使用，可能会出现容量降低，称为“记忆效应”。通过几个简单的步骤，可以避免这种效应。尽管化学成分相似，但镍氢电池不易出现记忆效应。

可充电汽车铅酸电池必须承受振动、冲击和不同温度的应力。由于这些压力以及铅板的硫化，汽车电池在正常使用中可承受长达六年的寿命。为了增加电流，汽车启动电池（SLI：启动、照明、点火）包含许多薄极板。通常，极板越厚，寿命越长。在使用前，它们通常只进行轻微放电。“深循环”的铅酸电池（如高尔夫球车中的电池）具有明显更厚的极板。

铅酸电池的主要优点是成本低廉，但其主要缺点是给定容量和电压下尺寸和重量大。铅酸电池的容量绝不能低于 20%，否则充电时内阻可能产生热量并损坏电池。深循环铅酸系统通常包括低电量警告灯或低电量断电开关，以防止损坏缩短电池寿命。

通过将电池保存在低温下（例如冰箱或冰柜中），可以延长电池寿命，这会延迟不良反应。碱性电池的寿命通过这种储存方式可以延长约 5%，而可充电电池的保电时间可以长得多，具体取决于类型。必须将电池恢复到室温才能达到最佳电压；在 0 °C 下以 250 mA 放电的碱性电池的效率仅为在 20 °C 下的 50%。像 Duracell 这样的碱性电池制造商不建议冷藏电池。

危险

电池爆炸是过度使用或故障的常见原因，例如尝试为初级（不可充电）电池充电或短路。

当电池充电过快时，电池内部会产生压力，最终可能导致电池外壳破裂，因为爆炸性气体混合物（氢气和氧气）的形成速度可能快于其通过（例如，通过内置通风口）逸出的速度。在严重情况下，电池化学物质可能会有力地喷射出外壳并伤及他人。对该问题的专家分析表明，这种使用方式“在阳极和阴极之间，锂离子通过液体电解质传输。当电池充电过快时，电池单元可能会发生短路，从而导致爆炸和火灾。”

汽车电池最容易爆炸，因为短路会产生极高的电流。当这些电池过充电时，会产生氢气，这是极易爆炸的（因为电解质中的水被电解）。在正常使用中，过充电量通常很小，产生的氢气也很少，会很快消散。然而，在“搭电启动”汽车时，高电流会迅速释放大量的氢气，这些氢气可能被附近产生的火花（例如，在拆卸跳线电缆时）引爆。

电池爆炸可能由过充电、泄漏或不可修复的损坏引起，即尝试为电池充电超过其电容量。充电器或之后使用过充电电池的设备都可能受到损坏。当电池燃烧时，蒸汽会在密封的盒子内积聚，从而导致爆炸。

许多电池化合物有毒、腐蚀性或两者兼有。无论有意还是意外，发生泄漏时释放的化学物质都可能有害。例如，锌“罐”经常在制造一次性电池时用作反应物和作为其他试剂的容器。如果这种类型的电池过充电，化学物质可能会通过容器剩余的纸板和塑料泄漏。电池所驱动的设备可能会因活性化学物质泄漏而损坏或无法运行。因此，许多电子设备制造商建议在长时间不使用的设备中取出电池。

作为电极或电解质，各种不同类型的电池使用铅、汞和镉等危险物质。为了避免造成环境危害，每块电池在其生命周期结束后都必须进行处理。电子垃圾包括电池（电子垃圾）。电子垃圾回收服务回收有毒物质，这些物质之后可以用于新电池。据估计，美国每年购买的近三十亿块电池中，有 179,000 吨最终被填埋。

如果误食，电池可能有害甚至致命。微型纽扣电池尤其容易被幼儿误食。消化过程中电池的电放电可能导致组织损伤；这种损伤有时会很严重，甚至可能导致死亡。被吞食的圆盘电池通常只有在卡在消化系统中时才会引起问题。食道是圆盘电池最常卡住的地方，导致临床后果。例如，儿童年龄和电池尺寸会影响圆盘电池卡在食道的可能性。小于 21-23 毫米的电池对大龄儿童不会造成问题。由于电池的电流产生了氢氧化钠，可能发生液化坏死（通常在阳极）。一旦摄入六小时后，就会发生穿孔。

法规和立法

关于电动电池的法律涵盖了回收和安全处置等主题。

由于《含汞和可充电电池管理法》，美国于1996年禁止销售含汞电池，该法还为可充电电池标签制定了标准化要求，并要求可充电电池易于拆卸。在加利福尼亚州和纽约市，禁止将可充电电池放入固体垃圾。在美国和加拿大，电池行业负责回收可充电电池，并在邻近商家设有回收点。

欧盟的电池指令也包含类似的标准，要求提高电池回收率，并鼓励研究更好的电池回收技术。

结论

随着技术的飞速发展，电池已迅速成为我们每个人的必需品。手机、笔记本电脑、相机、汽车、船只和医疗设备等各种电子设备都由它们供电。

鉴于我们对这些设备的依赖程度，我们应该更普遍地理解电池是如何工作的以及它们的能力。