电池类型

如今，大多数电子设备都在使用电池。电池有助于使大多数电器和电子设备便携，以便在没有电源的地方使用。大多数人知道电池有两种类型：可充电和不可充电。但事实上，在可充电和不可充电类别下还有许多不同类型的电池。我们也可以说，电池是无线电子设备和设备的基础。

在本文中，我们将讨论不同类型的电池及其特性。在讨论电池类型之前，让我们先了解一下电池的定义

什么是电池？

每块电池通常是一种电化电池，其中两个电极之间会进行多种氧化还原反应。这些电极充当化学能的来源。电池是一种化学装置，用于以化学物质的形式存储电能，并通过电化学反应释放电能。电化学反应有助于电子通过电路从一种物质（电极板）转移到另一种物质。这意味着存储的化学能会在电池内部转化为直流电或电能。

根据电压要求，一块电池可能包含一个或多个串联/并联排列的单元。最常见的电池示例是移动电源，它有助于为智能手机、无线耳机等其他便携式设备充电。

注意：重要的是要注意，电池只能存储直流电 (DC)。它们不适合存储交流电 (AC)。这就是为什么直流电主要用于便携式电子设备的原因。

什么是电池单元？

尽管电池以储存化学能而闻名，但负责实际能量储存的基本单位是电池单元。单元是指作为通过化学能守恒产生的实质性电能来源的基本电化学单元。

单元由三个主要组件构成，如电解质和两个电极。然而，它还包括端子、外壳、隔板和其他组件。说到电极，一个单元由两个不同的电极组成，即阳极（负极）和阴极（正极）。阳极将电子转移到外部电路，在电化学反应过程中被氧化。阴极从内部电路接收电子，在电化学反应过程中被还原。

因此，单元中的能量守恒是由于电化学氧化还原反应。除此之外，第三个组成部分电解质起着电荷（离子）在阳极和阴极之间传递介质的作用。

电池类型

尽管有许多电池类型，但它们大致可分为以下两类

• 一次电池（不可充电）
• 二次电池（可充电）

然而，它们也可以根据其应用进行不同的分类。现在让我们来理解以上两种主要类型

一次电池

一次电池是不支持充电机制的电池。这些电池一旦放电，就无法再次充电。这些类型的电池具有电化学单元，其电化学反应无法逆转。特别是，一次电池中的氧化还原反应只沿一个方向进行。这些电池中的反应物在一段时间后会被消耗，导致其“死亡”。因此，一旦化学物质耗尽，一次电池就报废了，无法用于操作支持的设备。

一次电池主要设计用于消耗相对较少电力的设备。这最终使这些电池尽可能耐用或持久。一次电池通常被称为不可充电电池或一次性电池。

以下是常用的几种一次电池类型

碱性电池

碱性电池是一种主要使用锌和二氧化锰的化学成分制造的电池。在这些电池中，氢氧化钾作为电解质参与。这些电池中使用的氢氧化钾是纯碱性材料，因此制造的电池称为碱性电池。碱性电池广泛用于遥控器、手电筒、挂钟以及许多其他便携式玩具和设备。通常，这些电池的功率密度约为 100 Wh/Kg。

在优点方面，碱性电池以其体积小、性能高效、循环寿命长、保质期长和泄漏风险低而闻名。它们通常具有低内阻，这有助于这些电池在其不活跃状态下保持储存的能量。此外，它们的成本可能与其寿命相比显得很高。

纽扣电池

纽扣电池是一种包含单元的电池，其化学成分也是碱性的。然而，锂和氧化银化学物质也用于制造这些电池。这些化学物质有助于为这些电池提供稳定或恒定的电压，即使尺寸很小。纽扣电池广泛用于手表、计算器、台钟和小电子设备。通常，这些电池的功率密度约为 270 Wh/Kg。

在优点方面，纽扣电池重量轻、体积小、价格便宜，并且保质期长。此外，当电池串联排列时，它们可以达到高达 3V 的高标称电压。然而，这类电池需要电池座，并且通常具有低电流消耗能力。

除了以上两种一次电池类型外，一些较少使用的一次电池类型及其特性和应用如下表所示

二次电池

二次电池是指支持充电机制的电池。这些电池包含电化学单元，可以通过在电池上反向施加特定电压来逆转化学反应。简单来说，二次电池在通过电路中与外部相反的方向（即从负极端子到正极端子）的电流后会充电。

二次电池通常有两种不同的用法。第一类应用是，这些电池在连接到电源的同时为其他设备供电。此外，第二类包括可以同时充电或使用的二次电池。这意味着它们首先用作一次电池，直到放电，然后使用某种充电机制将其充回到原始状态。二次电池也被称为可充电电池。

尽管二次电池的功率密度较高，但它们的能量密度低于一次电池。此外，二次电池的低温性能和高放电率。以下是常用的几种二次电池类型

铅酸电池

顾名思义，铅酸电池是使用铅酸作为主要成分制造的，成本相对较低。这些电池大多有各种尺寸，主要用于为车辆照明供电。这些电池的其他应用包括机器人、机械等。

铅酸电池通常具有标称电压，从 2V 开始。例如，2V、6V、12V 和 24V。通常，这些电池的功率密度约为 7 Wh/Kg。尽管铅酸电池的功率密度较低，但它们的功率输出能力很高。

镍镉 (Ni-Cd) 电池

镍镉电池以镍和镉为基础化学成分制造。这些电池通常有所有标准尺寸，如 AA、AAA、C 和方形。它们价格低廉，并且可以在各种环境下工作。此外，与镍氢电池相比，它们的放电速率相对较低。这些电池主要用于太阳能灯、无绳电话和遥控玩具。

镍镉电池通常具有 1.2V 的标称电压。然而，它们通常以 3 节电池组合使用，提供 3.6V 的总电压。通常，这些电池的功率密度约为 60 Wh/Kg。

镍氢 (Ni-MH) 电池

镍氢电池使用镍金属氢化物制造，并且比镍镉电池更受青睐，因为它们对环境的影响不像镍镉电池那么大。与镍镉电池一样，镍氢电池也以标准尺寸提供。镍氢电池是镍镉电池的绝佳替代品，因为它们的可用性和相似的功能。但是，它们价格昂贵，并且自放电率很高。这类电池的用途与碱性电池和镍镉电池相同。

镍氢电池通常具有 1.25V 的标称电压。通常，这些电池的功率密度约为 100 Wh/Kg。

锂离子 (Li-ion) 电池

锂离子电池，也称为锂离子电池，使用锂金属和高效的可充电机制制造。这些电池广泛用于便携式设备和设备，尤其是在智能手机中。

锂离子电池的标称电压为 3.7V 和 7.2V。它们具有广泛的电容量，范围从 100mAh 到 1000mAh。尽管锂离子电池体积小、重量轻，但它们的充电速率高（约为 1C 到 10C）。此外，与它们的大小相比，这些电池的功率密度非常高。它们的功率密度约为 100 Wh/Kg。

锂聚合物 (Li-Po) 电池

锂聚合物电池，或锂离子聚合物电池，是可充电的，属于锂离子技术。与液体电解质不同，锂聚合物电池使用高导电聚合物电解质制造。它们比锂离子电池更薄、更轻、更具保护性。然而，它们价格昂贵。

锂聚合物电池常用于遥控玩具、机器人、无人机等便携式设备。通常，这些电池的功率密度约为 185 Wh/Kg。

SMF（免维护密封）电池

SMF（免维护密封电池）主要用于为 UPS 应用提供一致、可靠且低维护的电源。这类电池即使在电力不足的地区也只需要很少的维护。此外，它们被认为具有深循环应用。SMF 电池有多种电压，从 12V 开始。

这些电池在数据和存储领域至关重要。它们即使在断电后也能持续提供不间断的电源，从而防止设备意外关机并降低数据丢失的风险。随后，SMF 电池被认为是可靠且成熟的电池系统。

基于应用对电池的分类

根据不同的电池应用，它们通常分为以下三类

家用电池

这些是我们日常家用中最常使用的电池。有些家用电池是可充电的，我们通常可以将它们插入充电器并充电以重复使用。重复使用后，它们会报废，必须更换。此外，还有一些不可充电的家用电池，我们只能使用一段时间。它们是一次性电池，一旦完全放电，就需要回收。此类电池不支持充电。

家用电池通常细分为以下几类

• 可充电电池：如锂离子电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池等。
• 不可充电电池：如碱性电池和碳锌电池、氧化银电池、汞电池等。

家用电池有不同的形状和尺寸。它们用于许多家用电器，如时钟、手表、相机、手电筒等。

工业电池

普通用户或个人不常用这些电池。组织、公司和行业主要使用它们。该类别制造的电池能够满足重载需求。它们广泛应用于各种重型应用，主要用于铁路、数据中心、机械、电信、公用事业等的备用电源。工业电池大多是可充电且尺寸较大的。

一些标准的工业电池是镍铁电池和湿式镍镉 (NiCd) 电池。

汽车电池

这些电池被认为比工业电池更用户友好且最简单的版本。这些电池大多相对较小，并支持一定次数循环的充电系统。汽车电池广泛用于为汽车、自行车、船只以及许多其他机动车辆供电。汽车电池的典型例子是铅酸电池。其他例子包括电动汽车电池、混合动力汽车电池以及阀控式铅酸电池或 VRLA 电池。