电池是一个或多个电池的集合，这些电池经过化学反应以在电路内产生电子流。电池技术方面有很多研究和进步，因此，目前在世界范围内正在体验和使用突破性技术。由于需要存储产生的电能，电池开始发挥作用。由于要产生大量的能量，因此重要的是存储能量，以便在发电中断或需要为无法与电网连接的独立设备供电时可以使用该能量。在此应注意，电池中只能存储直流电，而不能存储交流电。
电池通常由三个主要组成部分组成。
- 阳极（负极）
- 阴极（正电极）
- 电解质
阳极是一个负极，向与电池连接的外部电路产生电子。当连接电池时，电子在阳极处开始堆积，这在两个电极之间引起电势差。然后，电子自然会尝试重新分配自身，这被电解质阻止了，因此，在连接电路时，它为电子提供了一条清晰的路径，使电子从阳极移动到阴极，从而为与其连接的电路供电。通过改变用于制造阳极，阴极和电解质的布置和材料，我们可以获得许多不同类型的电池化学成分，从而使我们能够设计不同类型的电池单体。在本文中，让我们了解不同类型的电池及其用途，让我们开始吧。
电池种类
电池通常可以分为不同的类别和类型，范围从化学成分，尺寸，形状系数和用例开始，但在所有这些之下，有两种主要的电池类型。
- 一次电池
- 二次电池
让我们更深入地了解Primacy细胞和Secondary Cell之间的主要区别。
1.一次电池
一次电池是指一旦耗尽就无法充电的电池。一次电池由其电化学反应不可逆的电化学电池制成。
从纽扣电池到AA电池，一次电池存在多种形式。它们通常用于无法充电或无法充电的独立应用中。军事级设备和电池供电设备就是一个很好的例子。使用可充电电池将是不切实际的，因为对电池充电将是士兵心目中的最后一件事。一次电池始终具有较高的比能量，并且使用它们的系统始终设计为消耗少量电量，以使电池寿命尽可能长。
使用一次电池的设备的其他例子包括; 起搏器，动物追踪器，手表，遥控器和儿童玩具等等。
最流行的一次电池类型是碱性电池。它们具有较高的比能量，并且环保，具有成本效益，即使完全放电也不会泄漏。它们可以保存数年，并具有良好的安全记录，并且可以在飞机上携带，而不受联合国运输和其他法规的约束。碱性电池的唯一缺点是低负载电流，这限制了它只能用于要求低电流的设备，例如遥控器，手电筒和便携式娱乐设备。
2.二次电池
二次电池是具有电化学电池的电池，其化学反应可通过沿相反的方向向电池施加一定的电压来逆转。也称为二次电池，与一次电池不同，二次电池可以在电池上的能量用完后进行充电。
它们通常用于高耗电量的应用以及使用单充电电池过于昂贵或不切实际的其他场景。小容量二次电池用于为移动电话等便携式电子设备以及其他小工具和电器供电，而重型电池则用于为各种电动汽车和其他高耗电量应用（如发电负荷均衡）供电。它们还与逆变器一起用作独立电源来供电。尽管购买可充电电池的初始成本始终比原电池高很多，但从长期来看，它们是最具成本效益的。
根据其化学性质，可将二次电池进一步分为几种其他类型。这非常重要，因为化学性质决定了电池的某些属性，包括比能量，循环寿命，保质期和价格等等。
以下是常用的不同类型的充电电池。
- 锂离子（Li-ion）
- 镍镉（Ni-Cd）
- 镍金属氢化物（Ni-MH）
- 铅酸
1.镍镉电池
镍镉电池（NiCd电池或NiCad电池）是一种可充电电池，是使用氢氧化镍氢氧化物和金属镉作为电极开发的。镍镉电池在不使用时能保持电压并保持电荷。但是，当对部分充电的电池进行充电时，NI-Cd电池很容易成为可怕的“记忆”效应的受害者，从而降低了电池的未来容量。
与其他类型的可充电电池相比，Ni-Cd电池在良好的低温下具有良好的寿命周期和性能，并具有相当的容量，但它们最显着的优势将是能够以高放电速率提供其全部额定容量。它们具有不同的尺寸，包括用于碱性电池，AAA至D的尺寸。Ni-Cd电池可单独使用，也可组装成两个或多个电池组。小包装用于便携式设备，电子产品和玩具，而大包装则用于飞机启动电池，电动汽车和备用电源。
镍镉电池的一些特性如下。
- 比能量：40-60W-h / kg
- 能量密度：50-150 Wh / L
- 比功率：150W / kg
- 充放电效率：70-90％
- 自放电率：10％/月
- 循环寿命/寿命：2000次
2.镍氢电池
镍氢（Ni-MH）是可充电电池的另一种化学结构。电池正极的化学反应类似于镍镉电池（NiCd），两种电池都使用相同的氢氧化镍氢氧化物（NiOOH）。但是，镍氢氢化物的负极使用的是吸氢合金，而不是镍镉电池中使用的镉。
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镍氢电池因其高容量和高能量密度而被应用在高耗电设备中。NiMH电池的容量是相同大小的NiCd电池的2到3倍，其能量密度可以接近锂离子电池的能量密度。与NiCd化学物质不同，基于NiMH化学物质的电池不易受NiCad经历的“记忆”效应的影响。
以下是基于镍氢金属化学物质的电池的一些特性；
- 比能量：60-120h / kg
- 能量密度：140-300 Wh / L
- 比功率：250-1000 W / kg
- 充放电效率：66％-92％
- 自放电率：20 o C时为1.3-2.9％/月
- 循环寿命/寿命：180 -2000
3.锂离子电池
锂离子电池是最受欢迎的可充电电池之一。锂电池有很多不同类型，但是在所有锂离子电池中，锂离子电池是最常用的。您会发现这些锂电池在电动汽车和其他便携式设备中流行的形式有所不同。如果您想了解有关电动汽车电池的更多信息，可以查看有关电动汽车电池的文章。它们存在于不同的便携式设备中，包括移动电话，智能设备以及在家中使用的其他几种电池设备。由于它们的轻质性，它们也可用于航空航天和军事应用。
锂离子电池是一种可再充电电池，其中，在放电过程中，来自负极的锂离子迁移到正极，并在充电时迁移回到负极。与不可充电锂电池中使用的金属锂相比，锂离子电池使用嵌入的锂化合物作为一种电极材料。
与其他类型的电池相比，锂离子电池通常具有高能量密度，很少或没有记忆效应以及较低的自放电。它们的化学性质以及性能和成本在不同的使用情况下会有所不同，例如，手持电子设备中使用的锂离子电池通常基于钴酸锂（LiCoO 2），当锂离子电池受损时，锂离子电池提供高能量密度和低安全风险由于降低了发生不幸事件的可能性，基于磷酸铁锂的电池具有较低的能量密度，因此更加安全，被广泛用于为电动工具和医疗设备供电。锂离子电池提供最佳的性能重量比，锂硫电池提供最高的重量比。
锂离子电池的一些属性如下：
- 比能量：100：265W-h / kg
- 能量密度：250：693 Wh / L
- 比功率：250：340 W / kg
- 充放电百分比：80-90％
- 循环寿命：400：1200循环
- 标称电池电压：NMC 3.6 / 3.85V
4.铅酸电池
铅酸电池是重型应用中使用的低成本可靠的电力主力。它们通常非常大，并且由于其重量，它们总是用于非便携式应用，例如太阳能电池板储能，车辆点火和照明，备用电源以及发电/配电中的负载均衡。铅酸是最古老的可充电电池类型，在当今世界仍然非常重要和重要。铅酸电池的能量/体积和能量/重量比非常低，但功率/重量比却相对较大，因此可以在需要时提供巨大的浪涌电流。这些特性以及其低成本使得这些电池具有吸引力，可用于多种大电流应用，例如为汽车启动电机供电以及存储在备用电源中。如果您想进一步了解铅酸电池的不同类型，其构造和应用，还可以查看有关铅酸电池工作的文章。
这些电池中的每一个都有其最合适的区域，下面的图像有助于在它们之间进行选择。
为您的应用选择合适的电池
阻碍物联网等技术革命的主要问题之一是电源，电池寿命会影响需要较长电池寿命的设备的成功部署，即使采用了多种电源管理技术来使电池使用寿命更长，仍然必须选择兼容的电池以达到预期的结果。
在为您的项目选择正确类型的电池时，请考虑以下因素。
1.能量密度： 能量密度是每单位质量或体积可以存储的总能量。这决定了您的设备需要充电之前保持开启状态的时间。
2.功率密度：每单位质量或体积的最大能量排放率。低功耗：笔记本电脑，i-pod。大功率：电动工具。
3.安全：重要的是要考虑要制造的设备的工作温度。在高温下，某些电池组件会击穿并发生放热反应。高温通常会降低大多数电池的性能。
4.寿命周期的耐久性：大多数应用需要较长的电池寿命，需要具有反复循环（充电和放电）的电池能量密度和功率密度稳定性。
5.成本：成本是您将要做出的任何工程决策的重要组成部分。重要的是，您选择电池的成本要与其性能相称，并且不会异常增加项目的总体成本。