电池工作的原理是什么,电池是如何工作的?
电池放电时内部物质发生化学反应产生电能。一个产生电子的化学反应例子是,氧化铁产生铁锈。铁与氧气发生反应,电子与氧发生转移生成氧化铁。
电池的标准制造是使用具有不同电极电势的两种金属或化合物,并将它们用一个多孔绝缘体分隔开。电极电势是存储在原子和化合物中的能量,当具有可用的外部设备连接时,实现电子的转移。
导电流体如盐水和用于传输可溶性离子的水溶液在化学反应中从一个金属流向另一个金属,被称为电解质。
在放电过程中失去电子的金属或化合物叫做阴极,接收电子的金属或化合物叫阳极。通过外部连接实现电子从阳极到阴极的流动就是我们用来运转我们的电子设备。
原电池和充电电池
产生电子流的化学反应过程不可逆的称为原电池。反应物一次放电后电池容量耗尽。
最常见的原电池是碳锌电池。当电解液是碱时,电池的持续时间更长。我们从超市买的都是碱性电池。
处理这些原电池最大的挑战是找到重复利用它们的办法。当使用的电池数量越来越多而且经常替换它们非常不经济时,处理它们就变得更加重要。
最早的可充电电池,镍镉电池(NiCd),也使用碱作为电解液。1989年开发除了镍氢电池(NiMH),它比镍镉电池寿命更长。
这些类型的电池对于充电过程中的过度充电和过热非常敏感,因此充电率被控制在最大充电率之下。
复杂控制器可以加速充电过程,不需要花费数个小时来充电。
大多数简单的充电器,充电过程需要一夜时间。
便携式应用,如手机和笔记本电脑,一直在寻觅存贮量大体积小的充电装置。这虽然增加了剧烈放电的风险,但是可以通过手机电池中电流限制器来进行控制。