電池定義

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介紹

物理學家亞歷山德羅·伏特在1790年跟隨路易吉·伽伐尼的研究和實驗，發現了第一個可操作的電池。在他的研究中，他專注於電化學電池進行的多種化學反應。到1800年，亞歷山德羅·伏特發現了電力的儲存或電池。它由交替浸在鹽水溶液中的鋅和銀層組成。

它也被稱為伏打電堆，後來邁克爾·法拉第根據這一發現提出了電化學定律。藉助這些定律，已經開發出各種用於商業用途的電池。後來，約翰·弗雷德里克·丹尼爾在1836年發現了丹尼爾電池，與伏打裝置相比，它具有更高的效率。

什麼是電池？

電池是一種包含兩個或多個電化學電池的裝置，它將儲存在活性材料中的化學能轉換為電能。所以它是電力的源泉。電池也是一種將化學能轉換為電能的裝置，但它只包含一個電化學單元。而電池是由電化學電池的組合，可以並聯或串聯連線。電池一直是一種重要的物質，因為它可以儲存電力。許多電子裝置都依靠電池工作。例如時鐘、筆記型電腦、手錶、遙控器、手機、玩具等。

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電池的工作原理

電池包含一個電化學單元，該單元包含陽極、陰極和電解質。在電解質和電極處發生的氧化還原反應負責產生電力。帶負電的陽極發生氧化反應，即失去電子。帶正電的陰極發生還原反應，即獲得電子。

也就是說，電化學電池中發生的氧化還原反應負責產生電力。將不同的金屬浸入相同的電解質溶液中，會涉及一種金屬失去電子，另一種金屬獲得電子。因此，電子濃度存在差異，從而產生電位差。這種電位差是電壓或電流的來源。這就是電池的工作原理。電池的容量取決於電化學單元中電極和電解質材料的數量。低溫始終有利於提高電池效率，因為它可以減少副反應的數量。

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電池的不同型別有哪些？

電池主要有兩種型別。它們是初級電池和次級電池。

• 初級電池 - 一次性且不可充電的電池稱為初級電池。它們不可充電，因為這種電池中發生的電化學反應是不可逆的。這些電池的電化學電池中存在的化合物被完全利用。因此，不會進一步產生電力。這種型別的電池用於需要長時間儲存的情況。它們重量輕且價格低廉。這種型別電池的主要用途是商業用途。它通常用於時鐘、手電筒、手錶、遙控器、煙霧探測器等裝置。

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• 次級電池 - 可逆且可充電的電池是次級電池。它們可充電，因為這些電池中發生的電化學反應是可逆的。透過進行化學反應，外部電源的供應將有助於充電過程。電流的流動方向與放電過程相反。並且這種型別電池的能量密度非常低，因為它們是可充電的。在溫度低時它也效率更高。這種型別的電池通常存在於筆記型電腦、手機、汽車電池等電子裝置中。

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電池中的電池型別

電池中存在不同型別的電化學電池。下面討論其中一些，

• 溼電池 - 在這種電化學電池中，電解質以溶液形式或液體形式存在。並且應使用絕緣材料來分離電極。一些溼電池包括丹尼爾電池、格羅夫電池、鉛酸電池等。

• 乾電池 - 電解質以糊狀形式而不是液體或溶液狀態存在的電池是乾電池。因此，對於始終涉及某種運動的電子裝置來說，這是一種重要的電池，因為不存在因溢位而導致的顆粒損失。它在行動式電子裝置中很常見。這種電池的一個例子是勒克朗謝電池。

重要的電池示例

由於有兩種型別的電池，因此可以給出這些電池的示例，

初級電池

• 銀/鋅 ($\mathrm{Zn/Ag_{2}O}$) 用於助聽器。

• 鋅 - 碳用於玩具。

• 鋰/固體電解質用於醫療領域的電子裝置。

• 鎂 $\mathrm{(Mg/MnO_{2})}$ 通常用於軍用和飛機無線電。

次級電池

• 鉛 - 二氧化鉛通常用於手機等電子裝置。

• 鎳 - 鎘電池與其他電池相比具有更高的放電率。

• 鎳 - 金屬氫化物電池通常用於行動式電子裝置。

• 鎳 - 氫電極電池用於衛星。

一些與電池相關的常見術語

下面討論一些與電池相關的術語。

• 蓄電池 - 可充電電池是蓄電池。

• 活性物質 - 電池的電化學電池中存在的化學活性物質，可以將化學反應轉化為電能，就是活性物質。

• 酸性電池 - 電解質為酸的電池型別稱為酸性電池。鉛酸電池就是一個例子。

• 鹼性蓄電池 - 它也是一種電池，其中電化學電池中使用的電解質是鹼性溶液。

• AB5 - 一種能夠進行可逆氫解吸和吸附反應的金屬合金。

• 實際容量或可用容量 - 以安培小時表示的電池的累積容量是實際容量。

• 交流發電機 - 為了在汽車中產生電流，使用了一種稱為交流發電機的發電機型別。

• CCA - (冷啟動電流) - 電池可以在寒冷的溫度下啟動發動機。電池的啟動功率隨著 CCA 額定的增加而增加。

結論

電池是重要的電力來源，有助於許多電子裝置的正常執行。電池的基本功能是將電池中的化學能轉換為電能。電池中存在電化學電池，負責釋放電力。電極和電解質反應導致產生電力。根據功能，即是否可充電，電池分為兩種型別。它們是初級電池和次級電池。兩種型別對於不同的功能都很重要。次級電池通常存在於手機、筆記型電腦、耳機等電子裝置中。而初級電池通常存在於遙控器、手錶、時鐘、玩具等中。電池中的電池也有兩種型別，它們是乾電池和溼電池。

常見問題

Q1. 什麼是電池電量？

答：電池中儲存的電能數量就是電池電量。它是一個主要與次級電池相關的術語。用於處理電子裝置的使用時間。

Q2. 電池是交流電還是直流電？

答：電池是直流電，其中電力的流動方向只有一個。所有電子裝置都使用直流電。

Q3. 壽命最長的電池是什麼？

答：壽命最長的電池是 Energizer Ultimate Lithium AA 電池。

Q4. 哪種電池最適合寒冷天氣？

答：與鉛酸電池相比，鋰電池在寒冷氣候下的效能要好得多。這是因為這些電池在低溫下會變得更弱。

Q5. 什麼使電池有危險？

答：電池中存在的化學物質與環境接觸時是有害的，因為它們會與環境中的空氣和水發生反應，釋放出有毒成分。考慮到這一點，與不可充電電池相比，可充電電池對環境的毒性較小。初級電池只能使用一次。