电池100问系列--电池类型与应用领域

75.电池如何分类？

电池根据其转换能量的方式可分为两类：物理电池和化学电池。

物理电池，例如太阳能电池、飞轮电池等；

化学电池是将化学能转化为电能的装置，一般称为化学电池或化学电源。化学电池按工作性质可分为一次电池（一次电池）、二次电池（可充电电池）、燃料电池（连续电池）、活化电池等。

1、原电池又称一次电池，如果原电池中电解液不流动，则称为干电池。该类电池的反应不可逆或可逆反应难以进行。电池放电后不能重复使用，如锌锰电池、碱锰电池等。

2、二次电池又称充电电池，是可以反复充放电的电池，例如：氢镍电池、锂离子电池、镍镉电池等。

3、燃料电池又称连续电池，是指在电池内不断注入活性物质，从而不断放电的电池，例如氢氧燃料电池；

4、激活型电池又称储备电池，是指在贮存期间，正负极活性物质不直接接触的电池，使用前需通过临时注入电解液或用其他方法激活电池后再使用，如镁银电池。

76.一次电池、二次电池、铅酸电池可能的发展方向有哪些？

一次电池向绿色无汞碱锰电池方向发展；二次电池向镍氢、锂离子电池方向发展；铅酸电池向全密封、免维护电池方向发展。

77.什么是智能二次电池？

智能电池配备的芯片不仅能为设备提供电力，还能控制其主要功能。这种电池还可以显示剩余容量、循环次数、温度等。虽然智能电池目前尚未上市，但未来它们将在市场上占据主要地位——尤其是在便携式相机、无绳电话、手机和笔记本电脑中。

78.什么是纸电池？

纸电池又称薄膜电池或薄层电池，是一种新型电池，其组成部件还包括电极、电解液和隔膜。具体来说，这种新型纸电池是一种锂聚合物电池，由纤维素纸构成，电极和电解液植入其中，其中纤维素纸起绝缘体的作用，电极为加入纤维素中的碳纳米管和覆盖在纤维素薄膜上的金属锂；而电解液则是六氟磷酸锂溶液。这种电池可折叠，厚度仅相当于纸张。研究人员认为，由于这种纸电池的诸多性能，它将成为一种新型的储能装置。

79.什么是光电管？

光电池是一种在光的照射下产生电动势的半导体元件。光电池的种类很多，常用的有硒光电池、硅光电池以及硫化铊、硫化银光电池。主要用于仪器仪表、自动遥测和遥控方面。有的光电池能把太阳能直接转换成电能，这种光电池又叫太阳能电池。

80.什么是太阳能电池？太阳能电池的优点是什么？

太阳能电池是将光能（主要是太阳光）转换为电能的装置。其原理是光生伏特效应，即PN结的内建电场将光生载流子分离到结的两侧产生光电压，接通外电路实现功率输出。太阳能电池的功率与光照强度有关，光照越强，功率输出越强。

太阳能系统安装、扩建、拆卸都很方便，同时使用太阳能也很经济，运行时不会消耗任何能源，此外，该系统还耐机械磨损；太阳能系统需要可靠的太阳能电池来接收和储存太阳能。一般来说，太阳能电池具有以下优点：

01）高电荷吸收能力；

02）循环寿命长；

03）良好的充电性；

04)无需维护。

81.什么是燃料电池？燃料电池如何分类？

燃料电池又称连续电池，是一种将化学能直接转化为电能的电化学体系。当活性物质不断注入电池中时，电池可实现连续放电，例如氢氧燃料电池。

最常见的分类方法是根据电解质种类划分，据此可将燃料电池分为：碱性燃料电池，一般以氢氧化钾为电解质；磷酸燃料电池，以浓磷酸为电解质；质子交换膜燃料电池，以全氟或部分氟化的磺酸质子交换膜为电解质；熔融碳酸盐燃料电池，以熔融的锂-钾碳酸或锂-钠碳酸盐为电解质；固体氧化物燃料电池，以固体氧化物为氧离子导体，例如以氧化钇稳定化的氧化锆膜为电解质。电池有时也根据电池温度进行分类，包括低温（工作温度在100℃以下）燃料电池，包括碱性燃料电池和质子交换膜燃料电池；中温燃料电池（工作温度在100～300℃之间），包括培根型碱性燃料电池和磷酸燃料电池；高温燃料电池（工作温度在600-1000℃之间），包括熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。

82.燃料电池为什么具有巨大的发展潜力？

近10至20年来，美国特别重视燃料电池的研究和开发，日本则在引进美国技术的基础上，大力进行技术开发。

燃料电池之所以受到一些发达国家的重视，主要是因为它具有以下优点：

01）效率高。由于燃料的化学能直接转化为电能，不需要中间热能转换，转化效率不受热力学卡诺循环的限制；由于不存在机械能转换，可以避免机械传动损失，且转化效率不随发电规模的大小而变化，因此燃料电池具有较高的转化效率；

02）低噪音、低污染。燃料电池在将化学能转化为电能的过程中，没有机械运动部件，只有控制系统中的一些小运动部件，因此噪音低。此外，燃料电池还是一种低污染能源，以磷酸燃料电池为例，其排放的硫氧化物和氮氧化物比美国标准低两个数量级；

03）适应性强。燃料电池可使用多种含氢燃料，如甲烷、甲醇、乙醇、沼气、石油气、天然气和合成煤气等，氧化剂为取之不尽的空气。燃料电池可制成一定功率（如40千瓦）的标准组件，根据用户需要组装成不同功率和类型，安装在用户最方便的地方。必要时，也可安装成大型发电站，接入常规供电系统，利于调节电力负荷；

04）建设周期短，维护方便。燃料电池产业化后，发电装置各种标准部件可在工厂连续生产，运输方便，可在发电厂现场组装。有人估算，40kW磷酸燃料电池的维护成本仅为同功率柴油发电机的25%。

由于燃料电池有如此多的优点，美国和日本都非常重视它的发展。

83.什么是纳米电池？

纳米是指10-9米。纳米电池是用纳米材料（如纳米MnO2、Ni(OH)2等）制成的电池。纳米材料具有特殊的微观结构和物理化学性质（如量子尺寸效应、表面效应、隧道量子效应等）。目前，国内最成熟的纳米电池是纳米活性碳纤维电池，主要应用于电动汽车、电动摩托车和电动助力车。该类电池可充放电循环1000次，连续使用约10年。充电一次仅需20分钟左右，平路续航里程400km。重量128kg，已超越美国、日本等国家的电池水平。他们生产的镍氢电池充电约需6-8小时，平路续航里程300km。

84.什么是塑料锂离子电池？

所谓塑料锂离子电池，是指采用离子导电聚合物作为电解质，可以是干状态，也可以是胶体状态。

85.哪些设备最适合使用可充电电池？

充电电池特别适合于需要相对高能量供给的电器设备或需要大电流放电的设备，例如便携式单机、CD机、小型收音机、电子游戏机、电动玩具、家用电器、专业相机、手机、无绳电话、笔记本电脑等需要高能量的设备。不经常使用的设备最好不要使用充电电池，因为充电电池的自放电率很大。但如果设备需要大电流放电，则必须使用充电电池。一般情况下，用户最好按照制造商提供的说明选择适合设备的电池。

86.不同类型电池的电压及使用范围有哪些？

电池型号

电压

使用领域

SLI（引擎）

6V 或更高

汽车、商用车、摩托车等

锂电池

6伏

相机等

锂锰纽扣电池

3伏

袖珍计算器、手表、遥控设备等。

银氧纽扣电池

1.55伏

手表、小钟表等

碱性锰圆形电池

1.5伏

便携式视频设备、相机、游戏机等。

碱锰纽扣电池

1.5伏

袖珍计算器、电器设备等。

锌碳圆形电池

1.5伏

警报器、闪光灯、玩具等。

锌空气纽扣电池

1.4伏

助听器等

MnO2纽扣电池

1.35伏

助听器、照相机等

镍镉电池

1.2伏

电动工具、便携式相机、移动电话、无绳电话、电动玩具、应急灯、电动自行车等。

镍氢电池

1.2伏

移动电话、无绳电话、便携式相机、笔记本电脑、应急灯、家用电器等。

锂离子电池

3.6伏

手机、笔记本电脑等

87.充电电池有哪些种类？适用于哪些设备？

电池类型

特征

应用设备

镍氢圆形/方形电池

高容量、环保（不含汞、铅、镉）、过充保护

音响设备、录像机、移动电话、无绳电话、应急灯、笔记本电脑

镍氢纽扣电池

高容量、环保、过充保护

移动电话、无绳电话

镍镉圆形电池

高负载能力

音响设备、电动工具

镍镉纽扣电池

高负载能力

无绳电话，记忆

锂离子电池

高负载能力、高能量密度

手机、笔记本电脑、录像机

铅酸电池

价格便宜，易加工，寿命短，重量重

船舶、汽车、工矿灯等。

88.应急灯使用什么类型的电池？

01)密封镍氢电池/镍镉电池;

02）可调阀控铅酸蓄电池；

03) 其他类型的电池如果符合IEC 60598(2000)(应急照明部分)标准(应急照明部分)相应的安全和性能标准也可以使用。

89.无绳电话使用的充电电池的寿命是多长？

无绳电池使用的充电电池的使用寿命随客户的产品设计特点及其对电池的成本要求而不同，一般使用寿命为2-3年或更长。需要强调的是，当出现以下几种情况时，需要更换电池：

01）充电后，通话时间越来越短；

02）通话信号不够清晰，接收效果很模糊，噪音大；

03）无绳电话与基站之间的距离需要越来越近，也就是无绳电话的使用范围越来越窄。

90.遥控器可以使用什么类型的电池？

遥控器必须确保电池处于固定位置才能使用。不同遥控器可使用不同类型的锌碳电池。它们通过 IEC 标准指示进行识别，常用的电池有 AAA、AA 和 9V 大电池。使用碱性电池也是更好的选择，它可以提供两倍于锌碳电池的工作时间。它们也通过 IEC 标准进行识别（LR03、LR6、6LR61）。但是，由于遥控器只需要很小的电流，因此使用锌碳电池更经济。

原则上也可使用可充电二次电池，但由于二次电池的自放电率高且需要反复充电，因此它们不适合用于遥控设备。

91.电池产品有哪些类型？分别适用于哪些应用领域？

应用领域包括但不限于：

消费产品：数码相机、数码摄像机、MP3/MP4播放器、PDA、电动牙刷、电动剃须刀、录音机、电子词典、电子书阅读器、游戏机、无线鼠标等。

电动工具：电锯、电钻等。

小家电：便携式吸尘器、电动拖把等。

电动玩具：遥控玩具、航模、船模等。

电动车：电动自行车、电动汽车等。

照明灯具：应急灯、草坪灯、工矿灯、太阳能灯、LED灯等。

美容保健：电动美容美发仪器等。