電池的工作原理和工作原理
從技術上的廣義上講，“電池”一詞指的是一種設備，它允許在特定操作條件下積累某種類型的能量，並在其他條件下將其用於人類需要。
它們用於需要在一定時間內收集能量然後用它來執行大型勞動密集型過程的地方。例如，用於船閘的液壓蓄能器可以讓船隻在河床上上升到一個新的高度。
電池與電的工作原理相同：首先，它們從外部充電源積累（積累）電能，然後將其提供給連接的消費者做功。就其性質而言，它們屬於化學電流源，能夠反復進行放電和充電的周期性循環。
在運行過程中，電極板的組件與其填充物質 - 電解質之間不斷發生化學反應。
電池裝置的示意圖可以用簡化的圖來表示，當兩塊帶有電線的不同金屬板插入容器主體以提供電接觸時。將電解液倒入極板之間。
放電時的電池操作
當負載（例如燈泡）連接到電極時，會形成閉合電路，放電電流流過該電路。它是由金屬零件中的電子和電解質中的陰離子與陽離子的運動形成的。
該過程通常顯示在具有鎳鎘電極設計的圖表上。
在這裡，氧化鎳和石墨添加劑可提高導電性，用作正極材料。負極金屬為海綿狀鎘。
在放電過程中，氧化鎳中的活性氧顆粒被釋放到電解液中並被引導至負極板，鎘在負極板中被氧化。
充電時的電池性能
當負載關閉時，當電源和消費者的正負端子重合時，恆定（在某些情況下，脈動）電壓施加到板端子，其值大於相同極性的充電電池的電壓.
充電器總是有更多的功率，這會“抑制”電池中的剩餘能量並產生與放電方向相反的電流。結果，電極和電解質之間的內部化學過程發生變化。例如，在一盒鎳鎘板上，正極富含氧氣，而負極則為純鎘狀態。
電池在放電和充電時，極板（電極）材料的化學成分會發生變化，但電解液不會發生變化。
電池連接方式
並聯
一個人可以承受的放電電流量取決於許多因素，但主要取決於設計、使用的材料及其尺寸。電極處極板的面積越大，它們能承受的電流就越大。
當需要增加負載電流時，使用此原理將相同類型的電池並聯在電池中。但是要為這種設計充電，則需要增加電源的功率。這種方法很少用於現成的結構，因為現在立即購買所需的電池要容易得多。但是酸性電池製造商使用它，將不同的板連接成單個塊。
串行連接
根據所用材料的不同，日常生活中常見的電池的兩個電極板之間會產生1.2 / 1.5或2.0伏特的電壓。 （實際上，這個範圍要寬得多。）顯然，這對於許多電子設備來說是不夠的。因此，同型號的電池串聯起來，往往是一種情況。
這種設計的一個例子是基於硫酸和鉛電極板的廣泛汽車開發。
通常，在人們之間，尤其是在運輸司機中，習慣上將任何設備稱為電池，而不管其組成元素 - 盒子的數量。然而，這並不完全正確。該結構由幾個串聯的盒子組裝而成，已經是一個電池，其縮寫名稱為“АКБ”……其內部結構如圖所示。
每個罐子由兩個塊組成，帶有一組用於正極和負極的板。這些塊相互配合而無需金屬接觸，並有可能通過電解質進行可靠的電連接。
在這種情況下，接觸板具有額外的柵格並且通過隔板彼此分開。
將板連接成塊增加了它們的工作面積，降低了整個結構的總阻力，並允許您增加連接負載的功率。
在盒子的外面，這樣的電池具有下圖所示的元件。
它顯示堅固的塑料外殼用蓋子密封，並在頂部配備兩個端子（通常為錐形），用於連接到汽車的電路。極性標記印在它們的端子上：«+» 和 «-«。通常正極端子的直徑略大於負極端子以防止接線錯誤。
可維修電池在每個罐子的頂部都有一個注水孔，用於控制電解液液位或在運行期間添加蒸餾水。塞子擰入其中，保護外殼內部腔體免受污染，同時防止電池傾斜時電解液溢出。
由於使用強大的電荷，可能會從電解質中放氣（並且在密集駕駛期間可能會發生此過程），因此在塞子上開孔以防止箱內壓力增加。氧氣和氫氣，以及電解質蒸汽，通過它們排出。建議避免此類涉及過大充電電流的情況。
同一圖顯示了堤岸之間的元件連接和電極板的佈置。
汽車啟動電池（鉛酸）的工作原理是雙硫酸鹽化。在放電/充電過程中，它們會發生電化學過程，伴隨著電極活性物質的化學成分隨著電解質（硫酸）中水的釋放/吸收而發生變化。
這解釋了充電時電解液比重的增加和電池放電時電解液比重的降低。換句話說，密度值可以讓您評估電池的電氣狀況。一種特殊的設備用於測量它 - 汽車比重計。
蒸餾水是酸性電池電解液的一部分，在負溫度下會變成固態——冰。因此，為了防止汽車電池在寒冷的天氣結冰，有必要採取規則中規定的特殊措施為了剝削。
有哪些類型的電池？
各種用途的現代生產生產出三打以上具有不同電極和電解液成分的產品。 12 種已知型號僅使用鋰電池。
可以找到以下作為電極金屬：
-
帶領;
-
鐵;
-
鋰;
-
鈦;
-
鈷;
-
鎘;
-
鎳;
-
鋅;
-
銀;
-
釩;
-
鋁
-
其他一些項目。
它們會影響電輸出特性，從而影響應用。
能夠承受內燃機曲軸通過電啟動馬達轉動而產生的短期高負荷是鉛酸蓄電池的特性。它們廣泛應用於交通運輸、不間斷電源和應急電源系統。
標準 原電池 （普通電池）通常用鎳鎘、鎳鋅和鎳氫電池代替。
但鋰離子或鋰聚合物設計在移動和計算設備、建築工具甚至電動汽車中都能可靠地工作。
根據所用電解液的類型，電池有：
-
酸的
-
鹼性。
根據用途對電池進行分類。例如，在現代條件下，出現了用於能量傳輸的設備——為其他來源充電。在沒有交流電網的情況下，所謂的外部電池可以幫助許多移動設備的所有者。它能夠為平板電腦、智能手機、手機反复充電。
所有這些電池都具有相同的工作原理和類似的裝置。例如下圖所示的鋰離子手指模型，在很多方面都重複了之前討論過的酸性電池的設計。
在這裡我們看到相同的接觸電極、板、分離器和外殼。只有它們是在考慮其他工作條件的情況下製作的。
電池的基本電氣特性
設備的操作受參數影響：
-
容量;
-
能量密度;
-
自放電；
-
溫度狀態。
容量稱為電池的最大電荷，它能夠在放電至最低電壓期間提供。它以挂件（SI 系統）和安培小時（非系統單位）表示。
作為容量的一種，有“能量容量”，它決定了放電到最低允許電壓時釋放的能量。它以焦耳 (SI) 和瓦時（非 SI 單位）為單位進行測量。
能量密度表示為能量與電池重量或體積之比。
自放電考慮了在端子上沒有負載的情況下充電後的容量損失。這取決於設計，並且由於多種原因電極之間的絕緣擊穿會加劇這種情況。
工作溫度會影響電氣特性，如果嚴重偏離製造商指定的標準，可能會損壞電池。熱和冷是不可接受的，它們會影響化學反應的過程和箱內環境的壓力。