電池充電效率相關(guān)內(nèi)容

電池簡介

電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等于單位正電荷由負極通過電池內(nèi)部移到正極時，電池非靜電力（化學力）所做的功。電動勢取決于電極材料的化學性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。在電池反應(yīng)中，1千克反應(yīng)物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。因為電池中的反應(yīng)物并不全按電池反應(yīng)進行，同時電池內(nèi)阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大，其內(nèi)阻越小。

電池的能量儲存有限，電池所能輸出的總電荷量叫做它的容量，通常用安培小時作單位，它也是電池的一個重要參數(shù)。原電池制成后即可以產(chǎn)生電流，但在放電完畢即被作廢。

歷史

在古代，人類有可能已經(jīng)不斷地在研究和測試“電”這種東西了。一個被認為有數(shù)千年歷史的粘土瓶在1932年于伊拉克的巴格達附近被發(fā)現(xiàn)。它有一根插在銅制圓筒里的鐵條－可能是用來儲存靜電用的，然而瓶子的秘密可能永遠無法被揭曉。

可能是在這個發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)下，萊頓大學的馬森布羅克在1746年發(fā)明了收集電荷的“萊頓瓶”。因為他看到好不容易收集的電卻很容易地在空氣中逐漸消失，他想尋找一種保存電的方法。有一天，他用一支槍管懸在空中，用起電機與槍管連著，另用一根銅線從槍管中引出，浸入一個盛有水的玻璃瓶中，他讓一個助手一只手握著玻璃瓶，馬森布羅克在一旁使勁搖動起電機。這時他的助手不小心將中另一只手與槍管碰上，他猛然感到一次強烈的電擊，喊了起來。馬森布羅克于是與助手互換了一下，讓助手搖起電機，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰槍管。

不管制造這個粘土瓶的祖先是否知道有關(guān)靜電的事情，但可以確定的是古希臘人絕對知道。他們曉得如果摩擦一塊琥珀，就能吸引輕的物體。亞里斯多德(Aristotle)也知道有磁石這種東西，它是一種具有強大磁力能吸引鐵和金屬的礦石。 在十八世紀的四、五十年代，發(fā)電裝置的改善和大氣電現(xiàn)象的研究，吸引了物理學家們的廣泛興趣，1745年，普魯士的克萊斯特利用導線將摩擦所起的電引向裝有鐵釘?shù)牟Ａ俊．斔檬钟|及鐵釘時，受到猛烈的一擊。

在一封信里他描述了這次實驗結(jié)果：

“我想告訴你一個新奇但可怕的實驗事實，但我警告你無論如何也不要再重復這個實驗?！讶萜鞣旁谟沂稚?，我試圖用另一只手從充電的鐵柱上引出火花。突然，我的手受到了一下力量很大的打擊，使我的全身都震動了，……手臂和身體產(chǎn)生了一種無法形容的恐怖感覺。一句話，我以為我命休矣?！?

雖然馬森布羅克不愿再做這個實驗，但他由此得出結(jié)論：把帶電體放在玻璃瓶內(nèi)可以把電保存下來。只是當時搞不清楚起保存電作用的究竟是瓶子還是瓶子里的水，后來人們就把這個蓄電的瓶子稱作“萊頓瓶”，這個實驗稱為“萊頓瓶實驗”。這種“電震”現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，轟動一時，極大的增加了人們對萊頓瓶的關(guān)注。

馬森布羅克的警告起了相反的作用，人們在更大規(guī)模地重復進行著這種實驗，有時這種實驗簡直成了一種娛樂游戲。人們用萊頓瓶作火花放電殺老鼠的表演，有人用它來點酒精和火藥。其中規(guī)模最壯觀的一次示范表演是法國人諾萊特在巴黎圣母院前作的。諾萊特邀請了法王路易十五的皇室成員臨場觀看表演。他調(diào)來了七百個修道士，讓他們手拉手排成一行，全長達900英尺，約275米，隊伍十分壯觀。讓排頭的修道士用手拿住萊頓瓶，排尾的修道士手握萊頓瓶的引線，接著讓萊頓瓶起電，結(jié)果七百個修道士因受電擊幾乎同時跳了起來，在場的人無不為之目瞪口呆。諾萊特以令人信服的語氣向人們解釋了電的巨大威力。后來人們很快又把電用于醫(yī)學，將起電機產(chǎn)生的電通過病人身體，用于治療半身不遂，神經(jīng)痛等病癥。這種治療方法一直使用，直到人們弄明白電的作用后，才停止下來。

1786年，意大利解剖學家伽伐尼在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而只用一種金屬器械去觸動青蛙，卻并無此種反應(yīng)。伽伐尼認為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因為動物軀體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電，他稱之為“生物電”。伽伐尼于1791年將此實驗結(jié)果寫成論文，公布于學術(shù)界。

伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了物理學家們極大興趣，他們競相重復枷伐尼的實驗，企圖找到一種產(chǎn)生電流的方法，意大利物理學家伏特在多次實驗后認為：伽伐尼的“生物電”之說并不正確，青蛙的肌肉之所以能產(chǎn)生電流，大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點，伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進行試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩種金屬片中，只要有一種與溶液發(fā)生了化學反應(yīng)，金屬片之間就能夠產(chǎn)生電流。

1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的制成了世界上第一個電池──“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學實驗，電報機的電力來源。

為了證明自己大發(fā)現(xiàn)是對的，伏特決定更深入地了解電的來源。一天，他拿出一塊錫片和一枚銀幣，把這兩種金屬放在自己的舌頭上，然后叫助手將金屬導線把它們連接起來，霎時，他感到滿嘴的酸味兒。接著，他將銀幣和錫片交換了位置，當助手將金屬導線接通的一瞬間，伏特感到滿嘴的咸味。

意大利物理學家伏特就多次重復了伽伐尼的實驗。作為物理學家，他的注意點主要集中在那兩根金屬上，而不在青蛙的神經(jīng)上。對于伽伐尼發(fā)現(xiàn)的蛙腿抽搐的現(xiàn)象，他想這可能與電有關(guān)，但是他認為青蛙的肌肉和神經(jīng)中是不存在電的，他推想電的流動可能是由兩種不同的金屬相互接觸產(chǎn)生的，與金屬是否接觸活動的或死的動物無關(guān)。實驗證明，只要在兩種金屬片中間隔以用鹽水或堿水浸過的（甚至只要是濕和）硬紙、麻布、皮革或其它海綿狀的東西（他認為這是使實驗成功所必須的），并用金屬線把。2100433B

通常電池廠商都是建議充電量必須為額定容量的1.5倍，才能將電池充飽。也就是說若以0.1A的電流充電需要充15小時，以3A的電流充電需要充半小時，雖理論填充量是額定容量的1.5倍，但實際填充量差不多剛好為額定容量。所以我們在對各類電池充電時要注意這些！

電池在一定放電條件下放至某一截止電壓時放出的容量與輸入的電池容量的比值，它可按照以下公式計算：

充電效率=（（放電電流* 放電至截止電壓的時間）/（充電電流* 充電時間））* 100%

輸入的能量部分用來將活性物質(zhì)轉(zhuǎn)換為充電態(tài)，部分消耗在副反應(yīng)上來產(chǎn)生氧氣，充電效率受到充電速率和環(huán)境溫度的影響，充電時充電電流必須在一定范圍內(nèi)，電流太小或太大充電效率都很低，由于電池還存在自放電，致使電池無法充滿電。

鐵電池早期應(yīng)用

鎳鐵電池由愛迪生在1901年發(fā)明，當時被用作電動汽車的能源，比如底特律電動車(Detroit Electric）。鎳鐵電池與鎳鎘電池相比，最大的優(yōu)勢是價格低廉，但由于這類電池充電效率低，以及后來制氫技術(shù)的大發(fā)展，鎳鐵電池技術(shù)逐漸衰落。

鐵電池后期應(yīng)用

愛迪生在1903到1940年間制造這些電池，為公司帶來了可觀的利潤。使愛迪生失望的是，沒有人接受用他的電池來啟動內(nèi)燃機，而上述的電動汽車在引進這些電池的幾年后就停產(chǎn)了。最后，這種電池只是在鐵路信號發(fā)送及備用電源方面得到廣泛的應(yīng)用。