电池的分类及其应用和特点
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发布时间：2022-04-20 00:00
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时间：2022-06-26 13:07
一、铅蓄电池分类
(1)按蓄电池极板结构分类：有形成式、涂膏式和管式蓄电池;
(2)按蓄电池盖和结构分类：有开口式、排气式、防酸隔爆式和密封阀控式蓄电池;
(3)按蓄电池维护方式分类：有普通式、少维护式、免维护式蓄电池。
(4)按国家有关标准规定主要蓄电池系列产品有：
起动型蓄电池：主要用于汽车、拖拉机、柴油机船舶等起动和照明;
固定型蓄电池：主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源;
牵引型蓄电池：主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源;
铁路用蓄电池：主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力;
摩托车蓄电池：主要用于各种规格摩托车起动和照明;
煤矿用蓄电池：主要用于电力机车牵引动力电源;
储能用蓄电池：主要用于风力、水力发电电能储存。
二、各种铅蓄电池简介及特点
1
铅酸蓄电池
铅酸水电池又称为铅酸蓄电池，它的电极是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。
主要特点：采用稀硫酸做电解液，用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极
优点：电压稳定、价格便宜;
缺点：存储的电能低、使用寿命短和日常维护频繁。
常用的铅酸蓄电池主要分三大类：
1) 普通蓄电池;普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。
2)干荷蓄电池：它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过20—30分钟就可使用。
3)免维护蓄电池：免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种：第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护(添加补充液);另一种是电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。
主要特性↓
1)安全密封：在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出。
2)没有自由酸：特殊的吸液隔板将酸保持在内，电池内部没有自由酸液，因此电池可放置在任意位置。
3)泄气系统：电池内压超出正常水平后，VRLA(Valve-Regulated Lead Acid Battery即“阀控式密封铅酸蓄电池”的缩写)电池会放出多余气体并自动重新密封，保证电池内没有多余气体。
4)维护简单：由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，在使用电池的过程中不需要加水。
5)使用寿命长：采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板，电池可浮充使用10-15年。
6)质量稳定，可靠性高：采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统，电池的质量稳定，性能可靠。电压、容量和密封在线上进行100%检验。
2
镍氢蓄电池
镍氢蓄电池是正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由贮氢合金制成的一种碱性蓄电池。不含重金属镉、汞等有害元素,不会对环境及使用者造成污染和损害,所以又被誉为“绿色电池”
优点：1)比能量密度高：是镍镉电池的1.5-2倍多; 2.)环保 ;3)无记忆效应; 4)循环寿命长：在正确使用条件下可循环使用500次以上
缺点 1)自放电率高：满电常温下存储自放电率30～35%; 2)高温性能差; 3)在过充和过放时会排出气体;
主要特性↓
额定电压= 1.2V
刚充满电时电压(充电电压)约等于1.4~1.45V
终止电电压 = 1.0~1.1 V，放电过度会导致电池产生不可挽回的伤害
能量∕重量= 60-120 Wh/kg(瓦特小时/千克)
能量∕体积= 140-300 Wh/L(瓦特小时/升)即 504-1188kJ/kg(千焦耳/千克)
功率∕重量= 250-1000 W/kg
自放电率=一般为每月 2-30%，见温度而定，低自放电型号为每年10-30%
充放电效率= 66%
充放电循环次数= 500 -1800次
3
锂离子电池
锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍。
锂系电池可分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。
锂离子电池容易与下面两种电池混淆：
1.锂电池：以金属锂为负极。
2.锂离子聚合物电池：用聚合物来凝胶化液态有机溶剂。或者直接用全固态聚合物电解质。
锂离子电池一般以石墨类碳材料为负极。
优点：1)电压高;2)比能量大;3)循环寿命长;4)安全性能好;5)多种保护机制;6)保护电路;7)自放电小;8) 快速充电;9) 工作温度;
缺点：1)衰老;2)回收率;3)不能过充;4)不能过放;
4
镍镉电池
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。
基本特点
1.镍镉电池可重复500次以上的充放电，非常的经济;
2.内阻小，可供大电流的放电，当它放电时电压的变化很小，作为直流电源是一种质量极佳的电池;
3.因为采用完全密封式，因此不会有电解液漏出的现象，也完全不需要补充电解液;
4.与其他种类电池相比之下，镍镉电池可耐过充电或放过电，操作简单方便;
5.长时间的放置下也不会使性能劣化，当十分充完电后即可恢复原来的特性;
6.可使用在很广的温度范围内;
7.因为它采用金属容器而作成，有机械性的坚固;
8.镍镉电池在非常严格的品质管理下被制造完成，有非常优良的品质性赖性。
主要特征 ↓
1)高寿命：镍镉电池可以提供500次以上的充放电周期，寿命几乎等同于使用该种电池的设备的服务期。
2).优异的放电性能：在大电流放电的情况下，镍镉电池具有低内阻和高电压的放电特性，因而应用广泛。
3)储存期长：镍镉电池储存寿命长而且*条件少，在长期储存后仍可正常充电。
4)高倍率充电性能：镍镉电池可根据应用需要进行快速充电, 满充时间仅为1.2小时。
5)大范围温度适应性：普通型镍镉电池可以应用于较高或较低温度环境。高温型电池可以在70摄氏度或者更高温度的环境中使用。
6)可靠的安全阀：安全阀提供了免维护功能。镍镉电池在充放电或者储存过程中可以自由使用。由于密封圈使用的是特殊材料，再加上密封剂的作用，使得镍镉电池很少出现漏液现象。
7)广泛的应用领域：镍镉电池容量从100mH 至7000mH不等。通常使用的有标准型，消费型，高温型和大电流放电型等四大类，可应用于任何无线设备。
8)高质量﹑高可靠性产品通过了QS 9000质量认证。
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钠硫蓄电池
钠硫电池，是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。在一定的工作度下，钠离子透过电解质隔膜与硫之间发生的可逆反应，形成能量的释放和储存。
优点：
1)高比能量。比能量是指电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量。是锂电池的4倍、镍电池的5倍、铝酸电池的10倍。
2)大电流、高功率放电。
3)无自放电现象，高充放电效率。
4)充电时间短。
5)使用长寿命。
6)体积小、结构紧凑、质量轻。
7)无污染、可回收。
8)安全可靠。
此外，还具有无污染释放、无振动、无噪声等特点。
缺点： 1)不能处理部分循环;2)过度充电时很危险;3)高温350ºC熔解硫和钠，因此需要附加供热设备来维持温度。
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镍锌蓄电池
镍锌电池是一种可以替代镍氢电池的新型电池，标称1.6V，常见有5号aa和7号aaa。与镍氢、镍镉电池相比，具有电压高、放电电流强的特点。在数码相机、闪光灯、电动玩具方面有着无与伦比的优势。
但实际测评中，我们发现镍锌电池除了电压高，达到1.5V之外，内阻并不比高质量镍氢电池小，且性质极不稳定，寿命非常短，虽然是老技术，但非常不成熟，很多朋友都有使用半年甚至三个月不到就彻底报废并再次换回1.2V镍氢电池的经历，寿命还是这些新能源面临的主要问题，建议理智选择。
优点
1、电压高：镍锌蓄电池单体额定工作电压在1.65V，比镍镉、镍氢蓄电池高0.4V左右。
2、比能量高：镍锌蓄电池的比能量可达到60-80Wh/kg，远高于镍氢电池的40-60Wh/kg和镍镉电池的20-40Wh/kg，在同等质量下可提供更大的能量，可以达到现有铅酸电池的3倍。
3、放电功率高：镍锌蓄电池的大电流放电性能好，结合自身的高电压，可提供远高于镍镉、镍氢电池的10c、20c放电功率，在同等容量放电条件下，可提供更持久的动力。
4、环保：镍锌蓄电池的正负极材料都属于环保材料，具有与环境友好的特点。
5、性价比高：镍锌蓄电池由于单体电压高，在组合电池时可随着电压的升高，比镍镉、镍氢电池使用只数少，从而降低电池组的总成本。如采用4.8V镍镉电池组，用三只镍锌电池做成的电池组，价格可以降低10%。循环寿命高达500次。
6、可替代性高：在电池组的应用中，镍锌蓄电池是取代镉镍电池、镍氢电池的理想能源，可以用作电动工具、电动车电源;在民用电池领域，镍锌蓄电池可替代碱性一次电池，从而节省能源，保护环境;同样电压需求的电池重量是现有铅酸电池的一半，特别适合轻便电动自行车使用。
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锌空气蓄电池
锌空气电池，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。分为中性和碱性两个体系的锌空气电池，分别用字母A和P表示，其后再用数字表示电池的型号。
优点：体积小，电荷容量大，质量小，能在宽广的温度范围内正常工作，且无腐蚀，工作安全可靠，成本低廉等
特点：
1) 比能量高，一般在200Wh/kg以上;
2) 可以在高电流密度下工作;
3) 材料来源丰富，成本较低。
缺点：
1)空气电极的结构比通常的金属氧化物电极要更复杂
2)空气电极工作时需暴露于空气中，而空气电极又是多孔的，所以实际上也就使电解液暴露于空气中，因此空气电池无法做成密封电池，电解液也会蒸发或被空气中二氧化碳碳酸盐化，而*了电池的寿命。
3)锌空气电池作为二次电池，其充放电循环数还较低。
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飞轮电池
飞轮电池是90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池 的局限，用物理方法实现储能。众所周知，当飞轮以一定角速度 旋转时，它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电 能的。高技术型的飞轮用于储存电能，就很像标准电池。
优点：
1)能量密度高：储能密度可达100～200 wh/kg，功率密度可达5000～l0000 w/kg。
2)能量转换效率高：工作效率高达百分之90。
3)体积小、重量轻：飞轮直径约二十多厘米，总重在十几千克左右。
4)工作温度范围宽：对环境温度没有严格要求。
5)使用寿命长：不受重复深度放电影响，能够循环几百万次运行，预期寿命20年以上。
6)低损耗、低维护：磁悬浮轴承和真空环境使机械损耗可以被忽略，系统维护周期长。
缺点：大功率、短时间(一般就是几十秒)的延时
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时间：2022-06-26 13:08
1.干电池
干电池也叫锰锌电池，所谓干电池是相对于伏打电池而言，所谓锰锌是指其原材料。针对其它材料的干电池如氧化银电池，镍镉电池而言。锰锌电池的电压是15V。干电池是消耗化学原料产生电能的。它的电压不高，所能产生的持续电流不能超过1安培。
2.铅蓄电池
蓄电池是应用最广泛的电池之一。用一个玻璃槽或塑料槽，注满硫酸，再插入两块铅板，一块与充电机正极相连，一块与充电机负极相连，经过十几小时的充电就形成了一块蓄电池。它的正负极之间有2伏的电压。蓄电池的好处是可以反复多次使用。另外，由于它的内阻极小，所以可以提供很大的电流。用它给汽车的发动机供电，瞬时电流可达20多安培。蓄电池充电时是将电能贮存起来，放电时又把化学能转化为电能。
3.锂电池
以锂为负极的电池。它是60年代以后发展起来的新型高能量电池。按所用电解质不同分为：
①高温熔融盐锂电池；
②有机电解质锂电池；
③无机非水电解质锂电池；
④固体电解质锂电池；
⑤锂水电池。
锂电池的优点是单体电池电压高，比能量大，储存寿命长（可达10年），高低温性能好，可在-40～150℃使用。缺点是价格昂贵，安全性不高。另外电压滞后和安全问题尚待改善。大力发展动力电池和新的正极材料的出现，特别是磷酸亚铁锂材料的发展，对锂电发展有很大帮助。
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时间：2022-06-26 13:08
是电动汽车的动力源泉。目前，制约电动汽车发展的关键因素是动力蓄电池不理想。电动汽车蓄电池的主要性能指标是比能量、比功率和使用寿命等。要使电动汽车能与内燃机汽车相竞事，关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长、成本低的蓄电池。
2、铅酸蓄电池
已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。它也是成熟的电动汽车蓄电池，目前约有8％～90％的采用率。它可靠性好、原材料易得、价格便宜；比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短；另一个是使用寿命短，使用成本过高。
3、镍镉电池
目前，镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池其比能量可达55W·h／kg，比功率超过190W／kg，可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4－5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能色量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作，以免重金属镉成环境污染。
4、镍氢蓄电池
镍氢蓄电池和镍镉蓄电池一样，也属于碱性电池，其特性和镍镉蓄电池相似，不过镍氢蓄电池不含镉、铜，不存在重金属污染问题。目前生产电动汽车镍氢蓄电池的公司主要是Ovonie公司，它现有80A·h和130A·h两种单元电池，并由此构成30kw·h和50kw·h两种规格的电池。其比能量达75－80W·h/kg，比功率达160－230W／kg，循环使用寿命超过600次。这种蓄电池曾装在几种电动汽车上试用，其中一类车一次充电可行驶345km，有一辆车一年中行驶了8万多公里。由于价格较高，目前尚未大批量生产。估计随着镍氢蓄电池技术的发展，其比能量可超过80w·h／kg，循环使用寿命可超过2000次，远景价格可降至150美元/Kw·h。通用汽车公司已把它作为今后几年电动汽车优先考虑蓄电池。
5、钠硫蓄电池
钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车菩电池，美国福特汽车公司的Mnivan电动汽车就是使用钠硫蓄电池的。它已被美国先进电池联合体（USMABC）列为中期发展的电动汽车蓄电池，德国ABB公司生产的B240K型钠硫蓄电池，其质量为17.5kg，蓄电量19.2Kw·h；比能量达109W·h／kg，循环使用寿命1200次，装车试验时最好的一辆车无故障地行驶了2300km。钠硫蓄电池主要存在高温腐蚀严重，电池寿命较短。性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。
电池列为其电动汽车蓄电池的长期开发目标，锤电池的种类繁多，常见的有色锂离子电他、高温锂熔直盐电池、锂聚合物电池和但聚合物固体电解质电池等，锂离子电池比能量的理论值为570W·h／kg，它目前达到的性能指标是：比能量为100w·h／k8，比功率200w/kg，循环使用寿命为1200次，充电时间2－4小时。
6、锌空气电池
锌空气电池的潜在比能量在200w·h/kg左右。美国DEMI公司为电动汽车开发的锌空气电池的比能量已达160W·h／kg左右，但它目前尚存在寿命短、比功率小、不能输出大电流及难以充电等缺点。美国的CRX电动汽车装的就是锌空气电池，该车为弥补它的不足，还装有镍镉蓄电池以帮助汽车起运和加速CRX车的锌空气电池组质量为340kg，充足电后可存储45kw·h的能量，同时装备CRX的重达159kg的镍锡蓄电池充足电后有4kw·h能量。充电12分钟可使CRX电动汽车行驶65km，充电一小时则可行驶160km。
7、飞轮电池
飞轮电池是90年代才提出的新概念电池，它突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。众所周知。当飞轮以一定角速度旋转时，它就具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换成电能的。高技术型的飞轮用于储存电能，就很像标准电池。飞轮电池中有一个电机，充电时该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速从而增大其功能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能（动能）到电能的转换。当飞轮电池公出电的时，飞轮转速逐渐下降，飞轮电他的飞轮是在真空环境下运转的，转速极高（高达200000r/min），使用的轴承为非接触式磁轴承。据称，飞轮电池比能呈可达150W·h／kg，比功率达5000-10000W／kg，使用寿命长达25年，可供电动汽车行驶500万公里。
8、燃料电池
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。它不经历热机过程，不受热力循环*，故能量转换效率高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100％，实际效率已达60％~80％，是普通内燃机热效率的2—3倍。现在应用于电动汽车中的燃料电池是一种被称为质于交换膜燃料电池（PEMFC），它以纯氢为燃料，以空气成龙为氧化剂。
