【学术干货】电池知识100问

81.什么是纸电池？

纸电池是一种新型电池，其组成部分也包括电极、电解液和隔离膜。具体而言，这种新型的纸电池是由植入了电极和电解液的纤维素纸构成，其中纤维素纸就起到了隔离物的作用。电极分别是加入纤维素中的碳纳米管和覆盖在纤维素制成的薄膜上的金属锂；而电解液就是六氟磷酸锂溶液。这种电池可折叠，厚度只相当于纸张。研究者认为，由于这种纸电池具有诸多的性能，因此将会成为一种新型的能源存储设备。

82.什么是光电池？

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，常用有硒光电池、硅光电池和硫化铊、硫化银光电池等。主要用于仪表，自动化遥测和遥控方面。有的光电池可以直接把太阳能转变为电能，这种光电池又叫太阳能电池。

83.什么是太阳能电池？太阳能电池的优点是什么？

太阳能电池就是将光能（主要为太阳光）转变为电能的装置。依据原理为光生伏打效应，即依据PN结的内建电场使光生载流子分离达到结的两边而产生光电压，连接到外电路则使得到功率输出。太阳能电池的功率与光照强度有关，光照越强，则功率输出越强。

太阳能系统易于安装，易于扩充，易于拆卸等优点。同时使用太阳能也很经济实惠，在操作过程重没有能量耗费。另外此系统耐机械磨损；一个太阳能系统需要可靠的太阳能电池以便于接受和储存太阳能。一般太阳能电池有如下优点：

01）高荷电吸收能力；

02）循环使用寿命长；

03）良好的可充性能；

04）无需保养。

84.什么是燃料电池？如何分类？

燃料电池是一个将化学能直接转化为电能的电化学系统。

最常见的分类方法是按照电解质的种类，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；磷酸型燃料电池，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型质子交换膜为电解质；熔融碳酸盐型燃料电池，以熔融的锂-钾碳酸盐或锂-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，如以氧化钇稳定的氧化锆膜为电解质。有时也按电池温度对电池进行分类，分为低温（工作温度低于100℃）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℃），包括培根型碱性燃料电池和磷酸型燃料电池；高温燃料电池（工作温度在600-1000℃），包括熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。

85.为什么燃料电池有着很大的发展潜力？

在最近一二十年里，美国特别注意燃料电池的研制工作，日本则在引进美国技术的基础上大力进行技术开发。燃料电池之所以引起一些发达国家的重视，主要是因为它有以下优点：

01）高效率。由于直接将燃料的化学能转换为电能，中间不经过热能转换，转换效率不受热力学卡诺循环的限制；由于没有机械能的转换，可免除机械传动损耗，再加上转换效率不因发电规模大小而变化，故燃料电池具有较高的转换效率；

02）低噪声、低污染。燃料电池在化学能转换为电能的过程中，没有机械运动的部件，只是控制系统有一部分小型运动部件，故它是低噪音的。此外，燃料电池还是低污染的能源。以磷酸型燃料电池为例，它排放的硫氧化物及氮化物都低于美国规定标准两个数量级；

03）适应性强。燃料电池可以使用各种含氢燃料，如甲烷、甲醇、乙醇、沼气、石油气、天然气和合成煤气等，氧化剂则是取之不尽、用之不竭的空气。燃料电池可以做成一定功率（如40千瓦）的标准组件，按照用户的需要组装成不同的功率和型式，安装在用户最方便的地方。如果需要也可以装成大型电站，与常规供电系统并网使用，这将有助于调节电力负荷；

04）建设周期短，维护简便。燃料电池在形成工业化生产之后，发电装置的各种标准组件，可在工厂进行连续化生产。它运输方便，还能在发电站现场进行组装。有人估算40千瓦磷酸型燃料电池的维护量，仅为同等功率柴油发电机的25%。

由于燃料电池具有这么多优点，美国和日本都十分重视它的发展。

86.什么是纳米电池？

纳米即10-9米，纳米电池即用纳米材料（如：纳米MnO2,LiMn2O4,Ni(OH)2等）制作的电池。纳米材料具有特殊的微观结构和物理化学性能（如量子尺寸效应，表面效应，和隧道量子效应等）。目前国内技术成熟的纳米电池是纳米活性碳纤维电池。主要用于电动汽车、电动摩托和电动助力车上。该种电池可充电循环1000次，连续使用达10年左右。一次充电只需20分钟左右，平路行程达400km，重量在128kg，已经超越美、日等国的电池汽车水平，它们生产的镍氢电池充电约需6-8小时，平路行程300km。

87.什么是塑料锂离子电池？

目前所说的塑料锂离子电池是指采用离子导电的聚合物作为电解质，这种聚合物可以是干态的也可以是胶态的。

88.充电电池最好用在哪些设备上？

充电电池特别适用于需要相对较高能源供给的用电设备或要求大电流放电的设备，如便携式单放机、CD播放机、小型收音机、电子游戏机、电动玩具、家用电器、专业照相机、移动电话、无绳电话、笔记本计算机等其它需要较高能量的设备。不常用的设备最好不要使用充电电池，因为充电电池自放电较大，但如果设备需要大电流放电，则必须用充电电池，一般用户最好按照生产商提供的使用说明书的指导来选择适合设备的电池。

89.不同类型电池的电压及使用领域是怎样的？

90.可充电电池有哪些类型？分别适于哪些设备？

91.使用在应急灯上的电池类型有哪些？

01）密封镍氢电池；

02）可调节阀铅酸电池；

03）其它类型电池如果符合IEC60598（2000）（应急灯部分）标准（应急灯部分）的相应安全和性能标准也可使用。

92.用于无绳电话的可充电电池的使用寿命是多久？

正常使用情况下，使用寿命为2-3年或更长时间，当发生以下情况时，电池需要更换：

01）充电后，通话时间一次比一次短；

02）通话信号不够清晰，接受效果很模糊，噪音较大；

03）无绳电话与机座的距离需越来越近，即无绳电话能够的使用范围越来越窄。

93.哪一类电池可用于遥控装置？

遥控装置只能通过确保电池在其固定的位置上才能使用。不同类型的锌碳电池可用于不同的遥控装置。他们可通过IEC标准指示来识别，通常使用的电池有AAA、AA以及9V的大型电池。使用碱类电池也是比较好的选择，这种类型的电池可提供锌碳电池两倍的工作时间。它们也可通过IEC标准来识别（LR03,LR6,6LR61）。不过，因为遥控装置只需较小的电流，锌碳电池使用起来要经济实惠。

充电的二次电池原则上也可使用，但是真正用在遥控装置上，由于二次电池存在的较高的自放电率，需要反复充电，因此这种类型的电池不太实用。

94.电池产品有哪些类型？分别适合哪些应用领域？

镍氢电池的应用领域包含但不局限于：

锂离子电池的应用领域包含但不限于：

电池与环境

95.电池对环境有什么影响？

现今几乎所有电池均不含汞，但重金属仍然是汞电池、可充电镍镉电池、铅酸电池的必要组成部分。如果处置不当且数量较多的话，这些重金属将对环境产生有害的影响，目前国际上已有专门机构回收氧化锰、镍镉和铅酸电池。例如：非盈利机构RBRC公司。

96.环境温度对电池性能有何影响？

在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降。假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升。温度也影响电解液的传送速度。温度上升则加快传送，温度下降传送减慢，电池充放电性能也会受到影响，但温度太高，超过45℃，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。

97.什么是绿色环保电池？

绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制、开发的一类高性能、无污染电池。目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰原电池和可充电电池以及正在研制、开发的锂或锂离子塑料蓄电池和燃料电池等都属于这一范畴。此外，目前已广泛应用并利用太阳能进行光电转换的太阳电池（又称光伏发电），也可列入这一范畴。

科技有限公司一直致力于环保电池（镍氢、锂离子）的研究与供应，且我司产品从电池内部材料（正负极）到外部包装材料均符合ROTHS标准要求。

98.目前正在使用和研究的“绿色电池”有哪些？

新型绿色环保电池是指近年来已经投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂离子蓄电池、金属氢化物镍蓄电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料蓄电池、燃烧电池、电化学储能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。此外，目前已经广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池。

99.废旧电池的危害性的主要体现在那里？

对人体健康和生态环境危害较大、列入危险废物控制名录的废电池主要有：含汞电池，主要是氧化汞电池；铅酸蓄电池：含镉电池，主要是镍镉电池。由于废弃电池乱扔，这些电池会污染到土壤、水域、人通过食用蔬菜、鱼等食用物、对人的健康造成伤害。

100.废旧电池污染环境的途径是什么？

这些电池的组成物质在使用过程中，被封存在电池壳内部，并不会对环境造成影响。但经过长期机械磨损和腐蚀，使得内部的重金属和酸碱等泄露出来，进入土壤或水源，就会通过各种途进入人的食物链。全过程简述如下：土壤或水源——微生物——动物——循环粉尘——农作物——食物——人体——神经——沉积并发病。其它水源植物食品消化生物从环境中摄取的重金属可以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地富积，然后经过食物进入人的身体，在某些器官中积蓄造成慢性中毒。

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