7.1 电池的分类
1.按电极液种类分类
(1)碱性电池:电解质主要以氢氧化钾火溶液为主的电池,如碱性锌锰电池(俗称碱锰电池或酸性电池)、镍镉电池,镍氢电池等。
(2)酸性电池:主要以硫酸水溶液为介质,如锌锰干电池(也称为酸性电池)、海水电池等。
(3)有机电解液电池:主要以有机溶液为介质的电池,如锂电池、锂离子电池等。
2.按工作性质和储存方式分类
(1)一次电池:又称原电池或干电池,即放电后不能再充电的电池,如锌锰干电池、锂原电池等。
(2)二次电池:即可充电电池,又称蓄电池,能通过充放电反复多次循环使用的电池,如镍氢电池、锂离子电池、镍镉电池、铅酸蓄电池。
(3)燃料电池:又称连续电池,即活性材料连续注入电池,使其连续放电的电池,如氢氧燃料电池等。
(4)储备电池:又称激活电池,即电池储存时不直接接触电解液,直到电池使用时,才加入电解液,如银镁电池、银锌电池等。
3.按电池所用正、负极材料分类
(1)锌系列电池:如锌锰电池、银锌电池等。
(2)镍系列电池:如镍镉电池、镍氢电池等。
(3)铅系列电池:如铅酸电池等。
(4)二氧化锰系列电池:如锌锰电池、碱锰电池等。
(5)空气(氧化)系列电池:如锌空电池等。
(6)锂系列电池:如锂离子电池、锂锰电池。
锂离子二次电池就是按工作性质、正负极材料来划分的。锂离子二次电池按其电解液状态可分为液态锂离子电池(LIB)和固态锂离子电池(PLIB,聚合物锂离子电池);按其形状可分为方形锂离子电池、圆柱锂离子电池、异形电池;按其外壳的材质又可分为钢壳、铝壳、软包装等。
4.按规格分类
市面上常见的电池规格一般有1号、3号、5号、7号和纽扣电池,如图7-1所示。我们在电池体上看到的AAA、AA、C、D、N、F、SC等标识都是美国型号标识,在我国主要沿用美国的命名方式(表7-1)。
图7-1 常见电池
表7-1 中美电池型号对照表
5.按电压分类
在电学上,常用电压、容量等概念来衡量电池个体的属性和性能。一般单个干电池(包含碱性电池)的额定电压为1.5 V;镍镉电池和镍氢电池的额定电压为1.2 V;而锂离子电池和锂聚合物电池的额定电压是3.7 V;磷酸铁锂电池的额定电压是3.2 V。目前,市面上新能源电动车常用的电源分为三元锂电池与磷酸铁锂电池,其标准电压分别是3.7 V 和3.2 V。
注意
上文所说的电压都是指平均电压,该数值会随着放电电流、环境温度和正负极材料的不同而变化,而且放电电流的大小也会影响电池的放电能力。锂聚合物电池的放电电流与容量对比如图7-2所示。
图7-2 锂聚合物电池的放电电流与容量对比
6.按化学成分(原理)分类
在化学电池中,根据能否用充电方式恢复电池存储电能的特性,可以分为一次电池(原电池)和二次电池(蓄电池)两大类。
(1)一次电池:又可以分为普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、锌空电池、镁锰电池和银锌电池六个系列。
(2)二次电池:主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池和铅蓄电池等类型。在数码设备中,常用的电池类型是干电池(包括碱性电池)、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。
另外,还有太阳能电池、燃料电池、空气电池、铅酸蓄电池、银锌电池、镉-氧化银电池、锌-氧化银电池、锌-氧化汞电池、钠硫电池、固体电解质电池、热激活电池、水激活电池等。
普通干电池与碱性电池的特点比较见表7-2。
表7-2 普通干电池与碱性电池的特点比较