电池(battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置.
原理
电池
在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。为吉布斯反应自由能增量(焦);F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。极化的原因有三:①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化;②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;③由电极-电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。
据悉,国际**铅酸蓄电池联合会(ALABC,以下简称“联合会”)是一个非赢利性组织,有着20多年的历史,现有78个会员单位,分别来自美国、英国、德国、加拿大、中国等国家的研发机构和公司。
宋斌表示,圣阳是我国**批加入国际**铅酸蓄电池联合会的电池企业。多年来,联合会有很多相关专题研究得都非常深入,因此加入联合会,不能仅从一个地区或国家来考虑,而是要从整个行业的层面来考虑。如果能将联合会的一些研究成果应用到国内电池企业,对于加速国内铅酸电池技术的提升、推动整个行业的发展都将大有好处。
现阶段,国内的很多道路车辆和非道路车辆都在使用铅酸电池,对此,宋斌表示,铅酸电池虽在体积、重量等方面有局限性,但它更加安全、可靠、并且完全可以再回收。目前国内的场地车和低速车大量使用铅酸电池,就是因为它的这些特点满足了市场需求,更加经济实用。20年前,在全球的化学电源电池当中,铅酸电池占到市场总量的70%~80%左右;现阶段,铅酸电池也占到二次化学电池总量的60%~65%;相信在未来10年、甚至在更长时间内,铅酸电池仍将是二次化学电源中非常有竞争力的一种。