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电池

电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。具有正极负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源,可以得到具有稳定电压,稳定电流,长时间稳定供电,受外界影响很小的电流,并且电池结构简单,携带方便,充放电操作简便易行,不受外界气候和温度的影响,性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量(焦);F为法拉第常数=96500库=26.8安小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。极化的原因有三:①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化;②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;③由电极-电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。

一般分为:1.2.3.5.7号,其中5号和7号尤为常用,所谓的AA电池就是5号电池,而AAA电池就是7号电池。


额定电压为1.5V

各电池具体外型尺寸 (mm)如下:
AD型电池(大号电池/LR20/AM1) 直径ф34.2; 高度61.5mm
BC型电池(2号电池/LR14/AM2) 直径ф26.2; 高度50.0mm
CAA型电池(5号电池/LR6/AM3) 直径ф14.5; 高度50.5mm
DAAA型电池(7号电池/LR03/AM4) 直径ф10.5; 高度44.5mm
EAA/2型电池(8号电池LR1/AM5) 直径ф11.0; 高度30.0mm
FAAAA型电池(9号电池/LR61/AM6) 直径ф8.0; 高度39.5mm
GAAAA/2型电池(小9号电池/LR61/AM6) 直径ф8.0; 高度28.0mm

例如:

AA就是人们通常所说的5号电池,一般尺寸为:直径14mm,高度49mm。日本是称为“3形"

AAA就是人们通常所说的7号电池,一般尺寸为:直径11mm,高度44mm。日本是称为”4形“

其他型号

说说常见的“AAAA,AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些型号

AAAA型号少见,一次性的AAAA劲量碱性电池偶尔还能见到,一般是电脑笔里面用的。标准的AAAA(平头)电池高度41.5±0.5mm,直径8.1±0.2mm。

AAA型号电池就比较常见,以前的MP3用的多是AAA电池,标准的AAA(平头)电池高度43.6±0.5mm,直径10.1±0.2mm。

AA型号电池就更是尽人皆知,数码相机,电动玩具都少不了AA电池,标准的AA(平头)电池高度48.0±0.5mm,直径14.1±0.2mm。

只用一个A表示型号的电池不常见,这一系列通常作电池组里面的电池芯,老摄像机的镍镉,镍氢电池,几乎都是4/5A,或者4/5SC的电池芯。标准的A(平头)电池高度49.0±0.5mm,直径16.8±0.2mm。

SC型号也不常见,一般是电池组里面的电池芯,多在电动工具和摄像机以及进口设备上能见到,标准的SC(平头)电池高度42.0±0.5mm,直径22.1±0.2mm。

C型号也就是二号电池,标准的C(平头)电池高度49.5±0.5mm,直径25.3±0.2mm。

D型号就是一号电池,用途广泛,民用,军工,特异型直流电源都能找到D型电池,标准的D(平头)电池高度59.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。

N型号不常见,标准的N(平头)电池高度28.5±0.5mm,直径11.7±0.2mm。

F型号电池,现在是电动助力车,动力电池的新一代产品,大有取代铅酸免维护蓄电池的趋势,一般都是作电池芯(个人见解:其实个太大,不好单独使用,呵呵)。标准的F(平头)电池高度89.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。

大家注意到,(平头)字样,指的是电池正极是平的,没有突起,使用做电池组点焊使用的电池芯,一般同等型号尖头的(可以用作单体电池供电的),在高度上就多了0.5mm。以此类推。还有,电池很多的时候并不是规规矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些主型号,前面还时常有分数“1/3,2/3,1/2,2/3,4/5,5/4,7/5”,这些分数表示的是池体相应的高度,例如“2/3AA”就是表示高是一般AA电池的2/3的充电电池;再如“4/5A”就是表示高是一般A电池的4/5的充电电池。

还有一种型号表示方法,是五位数字,例如,14500,17490,26500,前两位数字是指池体直径,后三位数字是指池体高,例如14500就是指AA电池,即大约14mm直径,50mm高。

废旧电池潜在的污染已引起社会各界的广泛关注。中国是世界上头号干电池生产和消费大国,有资料表明,中国目前有1400多家电池生产企业,1980年干电池的生产量已超过美国而跃居世界第一。1998年中国干电池的生产量达到140亿只,而同年世界干电池的总产量约为300亿只。

如此庞大的电池数量,使得一个极大的问题暴露出来,那就是如何让这么多的电池不去破坏污染人们生存的环境。据调查,废旧电池内含有大量的重金属以及废酸、废碱等电解质溶液。如果随意丢弃,腐败的电池会破坏人们的水源,侵蚀人类赖以生存的庄稼和土地,人们的生存环境面临着巨大的威胁。如果一节一号电池在地里腐烂,它的有毒物质能使一平方米的土地失去使用价值;扔一粒纽扣电池进水里,它其中所含的有毒物质会造成60万升水体的污染,相当于一个人一生的用水量;废旧电池中含有重金属镉、铅、汞、镍、锌、锰等,其中镉、铅、汞是对人体危害较大的物质。而镍、锌等金属虽然在一定浓度范围内是有益物质,但在环境中超过极限,也将对人体造成危害。废旧电池中的重金属会影响种子的萌发与生长。废旧电池渗出的重金属会造成江、河、湖、海等水体的污染,危及水生物的生存和水资源的利用,间接威胁人类的健康。废酸、废碱等电解质溶液可能污染土地,使土地酸化和盐碱化,这就如同埋在人们身边的一颗定时炸弹。因此,对废旧电池的收集与处置非常重要,如果处置不当,可能对生态环境和人类健康造成严重危害。随意丢弃废旧电池不仅污染环境,也是一种资源浪费。有人算了一笔帐以全国每年生产100亿只电池计算,全年消耗15.6万吨锌,22.6万吨二氧化锰,2080吨铜,2.7万吨氯化锌,7.9万吨氯化铵,4.3万吨碳棒。尽管先进的科技已给了们正确的指向,但中国的电池污染现象仍不容乐观。目前中国的大部分废旧电池混入生活垃圾被一并埋入地下,久而久之,经过转化使电池腐烂,重金属溶出,既可能污染地下水体,又可能污染土壤,最终通过各种途径进入人的食物链。生物从环境中摄取的重金属经过食物链的生物放大作用,逐级在较高级的生物中成千上万倍地富集,然后经过食物链进入人的身体,在某些器官中积蓄造成慢性中毒,日本的水俣病就是汞中毒的典型案例。

电池一般分为一次性电池和充电电池。主要的一次性电池包括锌锰电池(含锌及二氧化锰)、锌汞电池(含锌及氧化汞)及锂电池等几类。主要的充电电池则包括镉镍、铁镍、锌银、锌空气和锂硫化铁及铅酸蓄电池等。人们日常生活中使用最多的是锌锰电池及锌汞电池,而使电池造成污染的主要是汞(Hg)和镉(Cd)。

关于锂离子电池安全的首个国家强制标准已经出台,并将于2015年8月1日起正式实施。该标准的标准号为GB 31241-2014,全称为《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》,包含30多项数据指标。虽然其并非移动电源整机国标,但由于锂离子电池是移动电源(属于整机设备)的安全关键件,因此该标准实施之后,移动电源用的锂离子电池也应满足其要求,移动电源的质量和安全性在一定程度上也会得到规范。另外,专门针对移动电源的国家标准《信息技术便携式数字设备用移动电源通用规范》也已由国家标准委下达制订计划,由中国电子技术标准化研究院牵头组织起草,相信距离正式出台的时间应该也不会太久。手机移动外接电源品牌众多,容量有大有小,造型更是五花八门、多种多样,如有钥匙链造型的,有类似于移动硬盘形状的,有手机壳形式的,很多产品不仅外形设计美观,小巧玲珑,而且携带使用起来非常方便。据专家介绍,移动电源的核心部件是内部的电芯。常用的有两种:聚合物固态锂离子电芯和液态锂离子电芯,后者就是常被提到的18650电芯。

因为前者比后者价格高,所以多数移动电源都会选择配置18650电芯。劣质的移动电源一般会选择回收再加工的18650电芯,多半是将废弃电脑的电芯回收再利用,这些电芯如果制作工艺不达标,可能会发生自爆现象,不但会烧毁手机,对人身安全也可能造成危害。除了烧坏手机和自燃这两个严重问题之外,电量明显偏低,充几次电后无法再充电等问题也成为消费者投诉的热点。不少商家还在“大容量”上搞猫腻,目前市场上1万毫安时容量以上的外接电源比比皆是,但消费者在使用中给手机充电的次数往往达不到规定次数,虚报容量问题更是非常普遍。近年来,由于移动电源制造业门槛低,市场需求愈来愈大,许多原来做手机等电子产品的厂商纷纷涉足电源行业。然而,在激烈竞争的市场背后却存在着严重的违规现象,消费者在购买时要格外留心。据业内人士介绍,由于之前移动电源并没有统一的国家标准或行业标准,不同厂商在电芯、电路板的用料方面存在很大差距;山寨厂商更是直接采购劣质电芯、电路板,然后装入外壳,移动电源就造出来了,因此产品质量很难得到保证。

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