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电池作为移动电源,允许电动设备工作而无需直接插入插座。虽然存在许多类型的电池,但它们起作用的基本概念仍然相似:一个或多个电化学电池将存储的化学能转换成电能。电池通常由金属或塑料外壳制成,包含正极端子(阳极),负极端子(阴极)和允许离子在它们之间移动的电解质。
当两个端子之间的电路完成时,电池通过一系列反应产生电力。阳经历氧化反应,其中来自电解质的两种或更多种离子与阳结合以产生释放电子的化合物。同时,阴经历还原反应,其中阴物质,离子和自由电子结合成化合物。简单地说,阳反应产生电子,而阴中的反应吸收它们,并且从该过程产生电。电池将继续发电,直到电耗尽必要的物质以产生反应。电池类型和特性电池分为两种主要类型:初级和次级。原电池(一次性)使用一次并且无用,因为其中的电材料在充电期间不可逆地改变。常见的例子是锌 – 碳电池以及玩具,手电筒和大量便携式设备中使用的碱性电池。二次电池(可充电)可以多次放电和再充电,因为电的原始成分能够重新获得功能。实例包括用于车辆的铅酸电池和用于便携式电子设备的锂离子电池。
当对电池进行充电时,电池的正上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负。而作为负的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负碳层中的锂离子脱出,又运动回正。回正的锂离子越多,放电容量越高。
目前,除了以上三种常见电池以外,拥有更多优势的石墨烯电池逐渐进入各大车企研发部门的视野。石墨烯电池,是锂电池内添加石墨烯,从而开发出的一种新能源电池。石墨烯电池充电时间短,可把数小时的充电时间压缩至不到一分钟,石墨烯成分可以帮助锂电池降低产能时的热量,达到减少能量损失,减少了热量对电池的损害,从而提高了电池的使用寿命。但目前石墨烯电池成本昂贵,无法大规模应用。生物电池,是指将生物质能直接转化为电能的装置。2013年科学家已经发现可以把细菌体表蛋白生成的能量收集起来作为电能。被誉为未来电动车电池的重要发展方向。目前生物电池技术多用于航天宇宙飞船供电,民用领域尚未实现。