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        目前市面上常用的電池有哪些類型,各有什么特點?

        發布日期:2023-11-22 07:30:16瀏覽次數:136

        目前市面上常用的電池有哪些類型,各有什么特點?

        蓄電池是一種能夠儲存化學能并轉化為電能的電池,被廣泛應用于家用電器、電力系統、交通工具等各個領域。目前,多種類型的蓄電池得到了廣泛應用,其中最常用的四種品種分別是鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池。本文將分析各種蓄電池的優缺點。

        一、鉛酸蓄電池鉛酸蓄電池是應用最廣泛的蓄電池,常見于汽車、UPS等應用場合。鉛酸蓄電池具有功率密度低、使用壽命短、重量大等缺點,但也有一些優點,包括成本低、可靠性高等。鉛酸電池(VRLA),是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;充電狀態下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。一個單格鉛酸電池的標稱電壓是2.0V,能放電到1.5V,能充電到2.4V;在應用中,經常用6個單格鉛酸電池串聯起來組成標稱是12V的鉛酸電池,還有24V、36V、48V等。法國人普蘭特于1859年發明鉛酸蓄電池,已經歷了近150年的發展歷程,鉛酸蓄電池在理論研究方面,在產品種類及品種、產品電氣性能等方面都得到了長足的進步,不論是在交通、通信、電力、軍事還是在航海、航空各個經濟領域,鉛酸蓄電池都起到了不可缺少的重要作用。下面分析鉛酸蓄電池的優缺點:優點:1. 成本低廉:鉛酸蓄電池的生產工藝相對簡單,制造成本較低,因此其價格也相對比較低廉;2. 可靠性高:鉛酸蓄電池的設計和材料使用穩定可靠,具有承受一定的過度放電和充電的能力。缺點:1. 功率密度較低:鉛酸蓄電池的功率密度較低,因此輸出功率也較低;2. 壽命短:鉛酸蓄電池的使用壽命相對較短,通常約為2~3年;3. 重量大:與其他類型的蓄電池相比,同等容量的鉛酸蓄電池體積較大,重量也較重。

        二、鎳鎘蓄電池

        鎳鎘蓄電池(Nickel-cadmium battery) 正極活性物質主要由鎳制成,負極活性物質主要由鎘制成的一種堿性蓄電池。正極為氫氧化鎳,負極為鎘,電解液是氫氧化鉀溶液。其優點是輕便、抗震、壽命長,常用于小型電子設備。鎳鎘蓄電池是一種比鉛酸蓄電池功率密度更高、循環壽命更長的蓄電池。鎳鎘蓄電池通常用于軍事、工業及航空航天行業。下面分析鎳鎘蓄電池的優缺點:優點:1. 高功率密度:鎳鎘蓄電池的功率密度比鉛酸蓄電池高,因此輸出功率也更高;2. 長循環壽命: 鎳鎘蓄電池的使用壽命較長,通??梢匝h使用兩千次以上;3. 可以經受高溫:鎳鎘蓄電池耐受高溫,可以在-20°C到65°C的溫度范圍內正常工作。缺點:1. 材料成本高:鎳鎘蓄電池使用的是高純度鎳和鎘等材料,制造成本相對較高;2. 毒性較大:由于鎘元素的毒性,鎳鎘蓄電池被歸類為有毒有害物品,這意味著鎳鎘蓄電池需要進行特殊的處理和回收。

        三、鎳氫電池鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池是一種環保型的蓄電池,主要應用于消費電子等領域。它的功率密度比鉛酸蓄電池高,使用壽命一般較長,也較為輕便。下面分析鎳氫電池的優缺點:優點:1. 高功率密度:鎳氫電池的功率密度較高;2. 環保型:鎳氫電池不含有害物質,不會對環境造成傷害;3. 較為輕便:相對于鉛酸蓄電池,同等容量的鎳氫電池體積更小,重量更輕。缺點:1. 價格較高:鎳氫電池的價格相對較高,制造成本較高;2. 被動性不夠:在電池不使用時,其自放電速度也較快,因此需要經常充電以保持最佳性能。

        四、鋰離子電池鋰離子電池是目前市場上應用最廣泛的電池之一,廣泛應用于移動設備、電動工具、電子車等領域。鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開發成功。它是把鋰離子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成負極(傳統鋰電池用鋰或鋰合金作負極)。正極材料常用LixCoO2,也用LixNiO2和LixMnO4,電解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。根據鋰離子電池所用電解質材料的不同,鋰離子電池分為液態鋰離子電池(Liquified Lithium-Ion Battery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(Polymer Lithium-Ion Battery,簡稱為PLB)。下面分析鋰離子電池的優缺點:優點:1. 高功率密度:鋰離子電池的功率密度較高,比鉛酸蓄電池和鎳鎘蓄電池更高;2. 長使用壽命:鋰離子電池的使用壽命較長,能夠循環充放電數千次;3. 較為輕便:鋰離子電池相對于鉛酸蓄電池和鎳鎘蓄電池更輕。缺點:1. 容易著火爆炸:鋰離子電池的穩定性較差,如果不按正確的方式充電和使用,容易發生漏電、短路等問題,以及著火和爆炸等安全問題;2. 成本較高:鋰離子電池內部使用的材料較多,制造成本較高。綜上所述,不同類型的蓄電池各有優缺點,選擇哪種蓄電池取決于特定的應用場合和使用需求。在選購時應充分考慮成本、容量、功率密度、使用壽命、重量、安全性等因素。


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