七类常用电池优缺点对比(电池的这些特性您了解吗)(1)

每天我们都离不开电池。电池为手机、遥控器、汽车、电瓶车、智能穿戴甚至家用燃气灶等众多日用品提供电力支持。事实上,除了发电设备和电容器外,电池是唯一的移动电力储备装置。意大利物理学家亚历山德罗·沃尔塔于 1800 年发明了第一块电池。随后电池在世界范围内得到普遍应用。电池的工作原理很简单,它依靠化学反应在电路内产生电子流动,然后将储存的化学能转化为直流电能。虽然哪种设备使用什么型号的电池很明确,但了解各种常见的电池类型,可以增进我们对电池的认识,以便更好地做出正确的选择。

电池的类型从是否可充电复用上分为两种类型,一次性电池和充电电池。一次性电池是不可充电的,充电电池以不同的方式工作,它们适合反复充电。一次性电池最为常见,只要没有特别标明是可以充电的电池,都是一次性电池,它们较为简单的制造工艺,可以有效地降低成本,是经济可靠的电池。充电电池使用了特殊的材料,因此价格较贵,而且也不是永久能够一直使用的,充电电池有其充(放)电次数的限制,随着使用次数的增加,它的容量会下降,效能会降低。这些我们将结合电池材质来进一步探讨。

七类常用电池优缺点对比(电池的这些特性您了解吗)(2)

碱性电池是目前使用最为普遍的一次性电池。它的化学成分基本上是锌(Zn)和二氧化锰(MnO2),因为使用的电解液是氢氧化钾,它是一种纯碱性物质,因此电池被称为碱性电池。其功率密度为 100 瓦时/公斤。碱性电池高容量、低内阻,空闲状态下的放电状态更小,因此具有很长的保质期,电池的泄漏率低,能效高。常见的5号电池、纽扣电池大部分都是碱性电池。

七类常用电池优缺点对比(电池的这些特性您了解吗)(3)

充电电池是一种具有成本效益的解决方案,从长远来看可以为您节省资金。充电电池与经常搭配使用在高功率的设备上,主流的充电电池有锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池。

锂离子电池是当今世界上最受欢迎和经常使用的电池,它们为笔记本电脑、手机和便携式电子设备以及医疗设备和电动工具供电。它们不需要定期维护,并提供极高的能量密度。锂离子电池能量密度高,充电快,自放电率在充电电池中最低,每月损失的电量不足 5%,而镍氢电池每月损失高达 20%。此外锂离子电池与其他可充电电池相比,新电池不需要长时间充电。只需正常充电即可。锂离子电池的缺点主要有三点,一是需要保护电路以防止过热和限制过压;二是会随着时间的推移,整体容量会慢慢下降,导致供电时长缩短;三是锂离子电池必须使用指定的电池充电设备充电,否则会加速缩短使用寿命,甚至发生火灾或爆炸。尽管锂离子电池较贵,但它们具有高性能和高效率且环保安全,是充电电池的首选。

七类常用电池优缺点对比(电池的这些特性您了解吗)(4)

镍镉电池是玩具、数码相机或其他高耗电设备(如手电筒)的热门选择。它们经常被做成像5号电池那样标准型号的电池和 9V电池。 与其他电池(例如碱性电池)相比,镍镉电池的独特之处在于它们能保持稳定的电压直到电池耗尽。 每个电池 1.2V,它不会高电压或低电压放电,并能进行大电流放电。如果在手电筒使用镍镉电池,灯光亮度将保持恒定,直到电池电量耗尽,但这也意味着镍镉电池会突然停止供电。镍镉电池不能长时间储存,充电前需要完全放电,过度充电会导致电池容量下降,材料中含有有毒金属,存在环保问题。

镍氢电池虽然也被标记为高密度电池,但它的循环寿命较低,只能充电约 500 次。镍氢电池的其他特性和镍镉相同,它们可能不是烟雾报警器、电视遥控器或时钟等应用的最佳选择。 所有这些设备消耗的电量都非常低,而镍镉电池有较大的自放电,一般充好电的镍镉电池最好在 30 天内使用。与镍镉一样,镍氢能满负荷供电,直到所有电量都耗尽。镍氢电池在使用前需要充满电,过度充电会导致电池容量下降,在高速放电设备中表现不佳。值得一提的是镍氢电池较为环保。

七类常用电池优缺点对比(电池的这些特性您了解吗)(5)

此外铅酸电池也是常用的充电电池,它由非常便宜的铅酸组成,主要用于为汽车提供电力。铅酸电池体积较大,有 2V 到 24V 的标称电压,它的功率密度为 7 Wh/Kg。铅酸电池成本低廉、易于充电,具有高功率输出能力,不足就是体积大、重量重、功率密度非常低,因此它们常被用于汽车、UPS(不间断电源)、机器人、重型机械的电源装置。

请不要随意丢弃电池,因为电池内部都是碱性或酸性化学物质,还会含有活性物质(如锂),如遇到短路、高温将会有造成伤害的危险。此外镍镉电池的内部材料含有有毒性物质,会对环境造成影响。将电池合理分类投放到回收点,才是唯一正确的做法。

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