电池

电池是一种能源，由一个或多个电化学电池组成，两端称为阳极 (-) 和阴极 (+)。电化学电池将化学能转化为电能。电池内部是一种电解质，通常由可溶性盐或酸组成，它充当导电介质，允许电荷通过电池。

当电池断开连接时，正负两端的电荷相等，这意味着没有电流。当连接到外部电阻或设备时，电池会出现电荷不平衡，从而推动电子通过设备的导电材料到达电池的正极。但是，虽然电子或负电荷是通过电路移动的，但电流是按照正电荷的方向测量的，从电池内部的正极流向负极，反之亦然。

根据电压和负载的不同，单个电池可以为从汽车发动机或计算机到手机或灯泡的任何设备供电。对于大多数电子设备，使用错误的电压可能会导致您的设备无法启动或冒着炸毁其电子组件的风险，有时甚至无法修复。

正确电压的电池能够为设备供电，而不会影响其性能或损害其硬件。此外，根据设备的能量消耗和电池的负载，一次电池充电可以持续几个小时到几天不等。

电池有各种形状和尺寸，以满足各种需求。它们的范围从用于手表和助听器的微型电池到几米宽，用作应急电源或存储来自太阳能发电厂和风电场的可再生能源。

本杰明·富兰克林在他的实验中创造了“电池”这个词来指代连接电容器，但 1800 年是亚历山德罗·沃尔特开发出第一个“真正的”电池。从那时起，这些电池的实用性和普遍性稳步提高。

通常，电池根据制成的电化学电池的类型分为一次电池或二次电池。

原电池
原电池又称不可充电电池，是一次性电池，只能使用一次。这是因为在其电化学电池中产生电能的化学反应无法逆转。一起反应产生电能的材料不能回到它们原来的反应前状态。

这些电池通常用于不需要太多能量的便携式设备，例如遥控器和儿童玩具。一次性电池被广泛使用，因为它们方便、便宜、几乎不需要维护并且在紧急情况下可靠。

但并非所有一次性电池都是一样的。电池电化学电池的组件在其性能和应用中发挥着重要作用。锌碳电池因其成本低、性能可靠而成为最常见的类型。相比之下，碱性电池和氧化汞电池等电池的受众更小。它们比锌碳对应物更昂贵，但更稳定，可以在极端环境和天气条件下发挥作用，并且具有更长的整体保质期。

二次电池
二次电池是可充电电池，可以使用多次但具有设定的预期寿命。由于它们的耐用性和提供更多能量的能力，它们经常用于较大的设备，如笔记本电脑、平板电脑，甚至汽车。在可充电电池耗尽其电化学能量后，外部电流可以将化学物质逆转回其原始状态，准备再次重复发电循环。与电子设备一样，在为二次电池充电时，充电器需要为电池提供合适的电压。过高的电压可能会大大缩短电池的使用寿命、引起火灾或损坏其电化学电池。

说到充电电池的类型，它们根据化学成分和电解液的状态分为湿电池和干电池。湿电池是最古老的可充电电池类型。它们包含液体电解质，两个电极浸入其中，充当电池的阳极和阴极。湿电池通常用于航空、电力储存、手机信号塔和电力公用事业等要求严苛的行业，因为它们在适当的情况下价格合理且经久耐用。

尽管名称如此，但干电池并不完全干燥。他们的电解质由含有足够水分的糊状物组成，可以让电子通过。这些是经常用于手机和笔记本电脑等便携式电子产品的可充电类型，因为它们被认为更安全。锂离子（Li-ion 或 LIB）电池是最常用的可充电电池类型。优化后，它们的能量密度可以增加 56.8%，使它们具有最高的功率重量比，使它们既紧凑又有效地提供能源。最近的研究还发现，锂离子电池可以通过在其使用过程中施加短的、间歇性的高电流脉冲来防止其劣化。

其他类型包括镍金属混合 (NiMH)、镍锌 (NiZn) 和镍镉 (NiCd)电池。与一次性电池类似，它们的容量和耐用性各不相同。镍氢电池通常比镍镉电池更受青睐，因为它们具有更高的电池容量和不含有毒金属。然而，镍镉电池由于其使用寿命更长，仍广泛用于医疗设备和电动工具。