可供我们使用的最有用的电子设备之一也是最常见的电子设备之一。现代电池是我们最喜欢的技术中的佼佼者,您几乎不用花时间学习它们的工作原理就可以被宽恕。
但是现在是时候了,您仅需了解一下即可扩展知识库
电池的简要历史记录
亚历山德罗·沃尔塔(Alessandro Volta)展示了1800年第一个可运行的电磁电池。他的那堆铜和锌板被盐水隔开,浸泡过的纸盘会在“合理的"时间内产生稳定的电压。
在1836年,约翰·弗雷德里克·丹尼尔(John Frederic Daniell)标准化了电池的设计。充满硫酸铜溶液的铜锅浸入装有硫酸的无釉陶土容器和锌电极中,成为事实上的电池标准,适用于不计其数的电报网络。
快速发展到牛津大学, 1979年。John Goodenough和Koichi Mizushima演示了一种工作电压为4伏的可充电电池,该电池使用钴酸锂为正极,金属锂为负极。我们知道锂电池的前体已经诞生了-但直到1991年,索尼和旭化成才在其便携式电子设备中商业化。
什么是现代电池?
我们使用“现代电池"一词来描述为我们的便携式技术设备供电的电化学电池。电池分为两种常见的类别:
大多数现代便携式电子设备都使用锂基电池,其中最常见的是锂离子( Li-ion )电池。您可能还会遇到锂聚合物( Li-Po )电池,该电池具有与之相对应的电化学组成和一般化学性质,但制造成本更高且能量密度更低。
尽管如此,锂聚合物电池仍因其轻巧,灵活的设计以及在更高和更低温度下的改进的工作能力而受到人们的欢迎,这是锂离子电池所不能克服的。
锂离子电池通常包含插层的锂化合物,例如钴酸锂(LiCoO 2 )作为一个电极,石墨作为第二电极,有机溶剂作为电解质。之所以使用这种化合物,是因为其能量密度高,不使用时电荷损失缓慢,并且不需要记忆循环即可延长电池寿命。
所有锂基电池都将包含一个压力温度系数。这是一种故障安全开关或传感器,旨在防止电池在极端条件下或过度使用时过热,该过程通常会通过永久性破坏使充电/放电过程成为可能的化学物质而使电池无用。
充电过程
锂基电池因其高能量密度和可充电特性而成为便携式技术的首选电池。
在充电过程中,锂离子通过电解质移动从正极锂钴氧化物电极到负极石墨电极。在放电或使用时,离子通过电解质从负向正移动。此过程在相对较高的电压下发生-与1.5伏的碱性AA电池相比为3.7伏-这就是为什么锂基电池已成为许多消费电子产品选择的便携式电源的原因。
锂基于电池的电池还作为笔记本电脑电池等较大电池组的一部分。这些电池组的特征是将多个锂离子电池绑定到一个较大的组件中,并将包含许多其他组件:
基于锂的电池可以执行数千次充电/放电循环,直到电池的质量真正开始下降,但是有几种方法可能会损坏电池,从而可能使您身处危险之中
电池维护
在大多数锂基电池LiCoO 2 中发现的正极如果电池损坏,可能会带来许多危害。与许多其他电池选件不同,损害易燃,加压的化合物会产生极端的后果。为了减轻这种情况,锂基电池要经过许多安全测试,其中许多测试都比酸基电池更严格。
锂基电池的实例很多。在极端高温条件下点燃。处于热胁迫下的电池加上任何额外的意外压力或短路都可能“爆炸",从而导致电池损坏,并且便携式技术经常受损。
每种锂电池电池在电池内有一个内置的隔板。这在充电/放电过程中区分了正电极和负电极。如果此隔板穿孔或损坏,则电极可能会接触。
电池具有通风机制以防止这种情况的发生,但最终由于排放出的化合物的性质,电池会具有迅速释放的热量,从而导致爆炸。
由于化学反应产生的热量,爆炸性反应的机会仍然存在。
锂基电池更喜欢局部放电,而不是“深度"放电或“完全放电"。它们没有电荷存储器,因此部分放电不会影响未来的性能。
但是,“深度"放电(即完全耗尽电池)将导致锂基电池的电压降低。跌落并可能导致电池永久损坏。
锂基电池老化。根据所经历的充电/放电循环次数,它们的最大寿命被认为在2-4年之间。这并不是说您应该跟踪使用电池的次数,因为那样会很困难。但是推迟使用新电池并放在架子上不会延长电池寿命–电池仍只能使用2-4年。
还值得检查一下何时制造电池。购买新的便携式技术产品。如果将其在仓库中闲置一年,那么电池寿命已经减少了一年。请与产品制造商联系,并在可能的情况下要求购买新电池。
有些现代电池管理应用程序声称能够随着时间的推移逆转当前公认的电池退化,例如batteryOS',该产品将将于2015年2月推出。
Li-Air
下一代锂电池将具有锂空气化学特性,可在日益轻巧的设计中实现极高的能量密度。锂空气电池通过利用丰富的氧气来感应电流而不是在内部存储所需的化学氧化剂,从而获得了比传统电池更高的能量密度优势。
不幸的是,仍然需要对许多其他方面进行研究。商业上可行的Li-Air产品将在我们的便携式设备中出现之前的关键领域。
这是否有助于您了解便携式设备中的电池?让我们知道您的想法!
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