《电池基础认识》课件

电池基础认识电池是一种将化学能转化为电能的装置了解电池的基本原理和构造有助于更好地使用和维护电池从而延长电池的使用寿命下面让我们一起探讨一下电池的,基本知识电池的定义能量储存器电池是一种能量储存和转换的装置通过化学反应存储电能,电流发生器电池能够产生直流电为电子设备或电路提供所需的电力,便携式电源电池可以为手机、笔记本电脑等移动设备供电方便携带使用,电池的工作原理电化学反应1电池的工作原理是基于电化学反应通过化学反应产生电子流从,而产生电流正负极反应2电池的正极和负极会发生氧化还原反应负极发生氧化反应失去,电子正极发生还原反应获得电子,电解质传递3电池内部的电解质可以传导离子促进正负极之间的电子流动从,,而产生电流输出电池的构造电极隔膜电解质电池的电极是电池中最重要的组成部分,负隔膜是电池中用于分隔正负极的关键部件,电解质是电池中负责离子传导的重要组成部责电化学反应产生电流正极和负极材料不起到绝缘和离子传导的作用,确保电池安全分,它决定了电池的能量密度和功率密度等同,决定了电池的性能运行关键性能指标电池的分类按电池原理分类按充放电次数分类按能量密度分类按电池形状分类电池可以根据工作原理分为化可充电电池和一次性电池是两电池可分为高能量密度和低能电池可分为圆柱形、方形和纽学电池、电容电池、燃料电池大类可充电电池如锂电池和量密度两类高能量密度电池扣型等多种外型不同形状的等不同类型化学电池是最常镍氢电池可反复充放电使用,如锂离子电池能量密度大,使电池有各自的应用场景见的一种电池而一次性电池则只能使用一次用时间长干电池干电池是一种常见的一次性电池类型它由阳极、阴极和电解质组成通过化学,反应产生电流来为电子设备供电干电池无需维护使用便利广泛应用于遥控器,,、玩具等日常用品中干电池的种类包括碳性干电池、碱性干电池和锌碳干电池等它们具有不同的-电压、容量和使用寿命特点适用于不同的应用场景,铅酸电池铅酸电池是最早的二次电池之一主要由正负极板、隔板和电解液,组成它具有制造简单、成本低廉、充放电性能稳定等优点广泛,应用于汽车、、电动工具等但容量和能量密度较低且对环UPS,境有一定污染镍氢电池环保无毒充放电性能优秀广泛应用镍氢电池采用无汞、无镉等重金属的环保材镍氢电池拥有较高的能量密度和功率密度,镍氢电池广泛应用于手机、笔记本电脑、电料,安全性和环境友好性更好可快速充放电,循环寿命长动工具等多种便携式电子设备中锂离子电池锂离子电池是目前应用最广泛的二次电池之一其采用锂离子作为充放电介质具有高能量密度、长寿命、无记忆效应等特点广泛,,应用于电子设备、电动车等领域锂离子电池的正极通常采用钴酸锂、镍酸锂等材料负极则多使用石墨材料,钠硫电池钠硫电池是一种新型大功率、长寿命的碱性金属气体电池其采用柔性多孔炭-材料作为正极金属钠作为负极电解质为熔融钠硫盐该电池具有能量密度大、,,-功率密度高、循环寿命长、成本低等优点钠硫电池可广泛应用于电力调峰、新能源汽车、航天等领域是未来电池技术发,展的重要方向之一电池的特性电池容量能量密度12电池容量指每个电池单元储存电池的能量密度反映了单位重的电荷量，决定电池的使用时量或体积内所储存的能量大小长容量越大，使用时间越长，决定电池的便携性和续航能力功率密度内阻34电池的功率密度描述了单位体电池内部存在的电阻阻碍电流积或重量内所能输出的功率大流动，影响电池的效率和放电小，决定电池的供电能力性能内阻越小越好电池容量容量单位安时Ah定义电池在规定时间内可放出的电量是电池的储能能力影响因素电池结构、材料、工艺、温度、使用条件等容量测试方法按照规定的放电电流和终止电压进行测试电池能量密度能量密度是电池最重要的性能指标之一,它反映了电池在单位重量或体积内所储存的能量能量密度越高,意味着电池体积和重量越小,可应用范围越广电池功率密度5000W/kg电池的峰值功率密度可达5000瓦特每千克3000W/L电池的体积功率密度可达3000瓦特每升2倍与传统铅酸电池相比,锂离子电池的功率密度可提高2倍以上电池内阻电池内阻是电池内部电路的电阻它反映了电池在放电过程中的损耗程度内阻,越小电池的功率输出和效率就越高,内阻影响因素阻值通常范围电池正负极材料

0.01-1Ω电池尺寸和容量

0.1-10Ω电池老化程度1-100Ω电池寿命5-10500-1000年次大部分电池的典型使用寿命电池的充放电循环次数20%60°C容量损失高温极限电池在使用过程中逐渐衰减的一个重要指标超过此温度会加速电池老化和损坏电池的充放电充电过程1电池通过外部电源供电使正、负极内部的化学反应逆向进行,充电状态2电池容量逐渐恢复电压上升至规定值,充电结束3电池电压达到上限自动停止充电,电池的充电过程是电池内部化学反应的逆向进行通过外部电源供电使正负极内部发生反向的化学变化从而将电池的电量逐步恢复充电,,,过程中电池容量逐步增加电压也会相应上升当电池电压达到上限时充电过程自动结束,,充电过程电池接入1将电池与充电器正确连接恒流充电2以恒定电流对电池进行充电恒压充电3维持电池端电压在设定值充电完成4电池电量充满充电结束,充电过程包括电池接入、恒流充电、恒压充电和充电完成四个步骤首先将电池与充电器连接然后以恒定电流对电池充电直至电池电压达到设定值,,,最后维持电压直至电池完全充满整个过程需要精细控制以确保电池安全充满放电过程电解质离子迁移在放电过程中电解质中的离子在电场的作用下从负极向正极方,向移动电子流动电子从负极流向外部电路再从外部电路进入正极完成电能的输,,出化学反应发生负极的活性物质发生化学反应释放出电子提供电能,,电池维护定期检查补充电解液定期检查电池状态包括电压、容对于可充电电池需要定期补充蒸,,量、内阻等参数了解电池使用情发的电解液保持电池容量,,况保持清洁合理充放电及时清理电池表面的污垢和腐蚀遵守正确的充放电方式避免过充,,保持良好的接触状态过放,延长电池使用寿命电池使用注意事项安全操作存储条件定期检查使用环境使用电池时要遵守安全操作规电池应存放在阴凉、干燥的环应定期检查电池的外观、接口电池应避免在高温、潮湿或有程避免短路、过充、过放等境中避免高温、潮湿等不利等情况及时发现并处理异常腐蚀性气体的环境中使用以,,,,情况发生,以确保使用安全条件,以延长电池使用寿命情况,确保电池使用安全免影响电池性能和安全电池安全电池安全隐患电池火灾风险电池如果使用不当、充放电不当或者如果电池被刺穿或过充过放,都可能引受到外力损坏等都可能引发漏液、爆发电池内部短路从而产生大量热量引,,,炸等安全隐患,给生活带来危险发电池起火甚至爆炸电池有毒物质电池回收重要性电池内部含有锂、镉、汞等有毒重金电池使用后必须妥善回收处理,避免造属如果电池渗漏会污染环境对人体健成二次污染同时也为资源循环利用做,,,康造成伤害出贡献电池爆炸原因电池短路过充过放金属异物进入电池会导致电池内过度充电或放电会破坏电池内部部短路产生大电流引发高温和结构导致内部温度升高引发燃,,,,爆炸烧或爆炸电池老化外部撞击经过长期使用,电池内部会发生电池遭受强烈撞击可能导致内部化学反应变化可能出现渗漏或损坏引发危险反应,,爆炸电池过充过放危害电池过充电池过放电池安全隐患会导致电池内部温度升高产生化学反应会造成电池电极物质消耗使电池容量降过充过放会导致电池寿命缩短严重影响,,,,严重情况下可能发生爆炸和起火低长期过放可能导致电池永久性损坏使用安全,甚至引发火灾等安全事故电池短路隐患短路原因电池内部组件接触或外部接触导致电路闭合而引起短路短路危害短路会导致电池过度放电从而引发高温、爆炸和燃烧等严重后果,短路预防使用时要注意防止外部金属物品接触电池正负极定期检查电池状态,电池环境影响资源耗费废弃污染电池生产过程中需要消耗大量稀报废电池如果未经妥善处理,会导有金属和化学物质对环境造成资致重金属和化学物质泄露污染土,,源枯竭和污染壤和水源碳足迹电池在生产、运输和使用过程中会产生大量碳排放加剧温室效应,电池的回收利用回收利用重要性回收渠道再利用应用电池包含有毒重金属,需要通过专业回收处许多电池制造商和零售商都设有专门的回收通过化学提取和再加工,可以从废旧电池中理避免污染环境且废旧电池中还含有可站点消费者可以就近回收废旧电池政府回收铅、锂、镍等有价值的金属用于制造,,,再利用的材料,回收后可重新用于制造新电和环保组织也组织各种回收活动新电池或其他产品池电池废弃处理回收利用安全处理环保措施垃圾分类废弃电池可以通过回收利用得废弃电池需要专业的处理方式电池生产商应当加强电池回收将废电池投放到指定的回收箱到再利用这不仅能减少环境,避免电池内部物质泄漏对环体系建设,确保废弃电池能够或者带到指定的回收站点,做污染,还可以回收利用电池中境造成危害应将电池进行妥得到适当处理消费者也要养好电池的分类,有助于后续的的宝贵金属资源善的分类和无害化处理成良好的电池回收习惯资源回收利用未来电池发展趋势新材料电池能量密度提升12采用钠离子、锂硫、固态等新未来电池将通过材料、结构等型材料的电池将成为未来发展方面的创新提高电能存储密度的趋势成本降低安全性提高34新技术的突破将大幅降低电池通过结构和材料的优化,电池的生产成本,提高其商业价值安全性也将显著提高钠离子电池钠离子电池是一种新型可充电电池技术它使用钠离子作为电池的,活性物质与锂离子电池相比钠离子电池具有成本低廉、资源丰,富的优势钠离子电池采用钠元素作为正极材料相比锂离子电池在能量密度,,、充放电性能和安全性方面有较大提升此外钠离子电池还可用,于大规模储能系统全固态电池全固态电池是一种新型电池技术其采用固体电解质代替传统的液体电解质这,种结构使电池具有更高的安全性和能量密度有望在电动车、电网储能等领域广,泛应用全固态电池还可以大幅提高电池的循环寿命和温度稳定性。