电池如何工作.docx
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电池如何工作
电池如何工作
电池，有两个端子。
一个端子标记为（+）（正极），另一个端子标记为（-）（负极）。
在AA型、C型或D型电池（普通的手电筒电池）中，电池的两端便是端子。
在大型的汽车蓄电池中，有两个较重的极柱用作端子。
电子聚集在电池的负极端子，如果在负极端子和正极端子之间连接一根金属线，电子便会从负极端子迅速流向正极端子（并且会瞬间击坏电池——这种情况通常比较危险，尤其对于大型电池更是如此，因此切勿执行此操作）。
电池内部的化学反应可生成电子，两个端子之间流动的电子数量取决于此化学反应生成电子的速度（电池的内部电阻）。
电子从电池流入金属线，并且必须从负极端子流向正极端子才会发生化学反应。
这就是电池在闲置一年以后仍具有大量能量的原因——除非电子从负极端子流向正极端子，否则将不会发生化学反应。
当连接金属线后，将开始发生化学反应。
1
其实要了解用于制作电池的电化学反应，可以轻松地在家进行实验。
要准确地进行这些实验，需要在当地的电子市场或硬件商店一个廉价的伏特-欧姆表。
确保伏特-欧姆表可以显示低电压（位于1伏范围内）和低电流（位于5至10毫安范围内）。
首先，可以使用硬币和纸板自制一个伏打电堆。
将盐与水混合在一起（尽量达到饱和），并将纸板浸入盐水中。
然后将一美分硬币和五美分硬币交替堆叠在一起，查看电堆生成的电压和电流读数是多少。
改变电堆的层数，并查看它对电压的影响。
节日尝试交替堆叠一美分硬币和十美分硬币，并查看结果如何。
也可以交替堆叠十美分硬币和五美分硬币。
还可以尝试使用的其他金属包括铝箔和钢，而每个金属组合都会生成略微不同的电压。
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另一个可以尝试的实验需要使用婴儿食品罐（如果你的家里没有婴儿，只需在商场几个婴儿食品罐，然后将其中的食品全部倒出即可）、稀酸、金属线和钉子。
向罐中倒满柠檬汁或醋（稀酸），然后将一根钉子和一根铜线放入罐中，使其互不接触。
可以尝试使用镀锌钉和普通的铁钉。
然后将伏特表与钉子和铜线连接在一起，测量电压和电流。
将柠檬汁替换为盐水，并使用其他硬币和金属，可以查看其对于电压和电流的影响。
你可以制作的最简单的电池或许称作锌碳电池。
通过了解该电池内部发生的化学反应，你可以对电池的基本原理有所了解。
假设有一瓶硫酸（H2SO4），将锌棒放入其中后，硫酸会立即将锌棒溶解。
随后会看到锌棒上生成了氢气气泡，此时锌棒和硫酸将开始变热。
下面介绍了所发生的化学反应：
l硫酸分子离解为三个离子：
两个H+离子和一个SO4--离子。
l锌棒表面上的锌原子失去两个电子（2e-），变为Zn++离子。
lZn++离子与SO4--离子结合生成ZnSO4，后者溶解于硫酸。
l锌原子失去的电子与硫酸中的氢离子结合生成H2分子（氢气）。
因此我们看到锌棒上产生了氢气泡。
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如果此时将一根碳棒放入硫酸中，则硫酸与碳棒之间不会发生任何反应。
但如果在锌棒与碳棒之间连接一根金属线，则将发生两个变化：
电子流经金属线并与碳棒上的氢结合，因此碳棒上开始产生氢气泡。
热量已经减少。
可以使用流经金属线的电子为电灯泡或相似负载供电，并可以测量金属线的电压和电流，而某些热能已转化为电子移动。
1）电子流经金属线并与碳棒上的氢结合，因此碳棒上开始产生氢气泡。
2）热量已经减少。
可以使用流经金属线的电子为电灯泡或相似负载供电，并可以测量金属线的电压和电流，而某些热能已转化为电子移动。
而电子很难移动到碳棒，因为它们更容易与碳棒上的氢结合。
该电池将产生0.76伏的特征电压。
最终，锌棒将完全溶解，或硫酸中的氢离子被耗光，从而使电池“耗尽”。
任何电池的内部均发生相同类型的电化学反应，从而导致电子从一极移动到另一极。
电池的电压取决于实际使用的金属和电解液——每个不同的反应都具有一个特征电压。
例如，下面介绍了汽车铅酸蓄电池的某个电池单元中发生的电化学反应：
a）该电池单元有两个极板，一个是铅极板，另一个是二氧化铅极板，两个极板浸泡在强硫酸电解液中。
b）铅与SO4结合生成PbSO4和一个电子。
c）二氧化铅、氢离子和SO4离子以及铅极板中的电子在二氧化铅极板上生成PbSO4和水。
电池放电时，两个极板上均生成PbSO4（硫酸铅），而硫酸中生成水。
每个电池单元的特征电压大约为2伏，因此六个电池单元组合在一起构成了一个12伏蓄电池。
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铅酸蓄电池有一个很好的特性，即反应完全可逆。
如果在适当的电压下向电池充电，两个极板上将再次生成铅和二氧化铅，从而可以不断地重复使用蓄电池。
在锌碳电池中，由于很难使氢气返回到电解液中，因此很难发生逆向反应。
在几乎所有使用电池的设备中，你都不可能一次仅使用一个电池单元。
通常需要将电池单元串联在一起形成更高的电压，或将其并联在一起形成更高的电流。
使用串联结构可以增加电压。
使用并联结构可以增加电流。
下图显示了这两种结构：
所示
如果假设每个电池单元生成1.5伏电压，则四个并联电池也将生成1.5伏电压，但提供的电流却为单个电池单元的四倍。
下面的结构称为“串联”结构。
四个电压加在一起将生成6伏电压。
通常情况下，当你电池包时，包装上会显示电池的额定电压和额定电流，可以将额定的毫安时划分为多种不同的形式，一个500毫安时的电池可以在100小时内生成5毫安电流，在50小时内生成10毫安电流、在20小时内生成25毫安电流，或（在理论上）在1小时内生成500毫安电流，甚至在30分钟内生成1,000毫安电流。
但电池并不具备如此高的线性。
首先，所有电池都有一个额定的最大电流——一个500毫安时的电池无法在1秒内生成30,000毫安电流，原因是该电池的化学反应无法在如此短的时间内发生，并且在更高的电流强度下，电池会生成大量热量，从而损失了某些能量。
此外，在极低的电流强度下，许多化学电池的寿命可能会比预期的寿命长或短。
但在通常的使用范围内，可以对额定毫安时进行一定程度的线性划分。
使用额定的毫安时，可以粗略估计电池在给定负载下的持续供电时间。
电池保养常识：
1
记忆效应镍氢充电电池上常见的现象。
具体表现就是：
如果长期不充满电就开始使用电池的话，电池的电量就会明显下降，就算以后想充满也充不满了。
所以保养镍氢电池的重要方式就是：
电必须用完了才能开始充电，充满了电了才允许投入使用。
现在常用的锂电池的记忆效应是可以小到忽略不计的。
2
完全充电，完全放电
是针对锂电池来说的。
完全放电就是指把用电智能设备，如手机，调整到最低功率状态耗去电量直到手机自动关机的过程。
完全充电就是指把完全放电的用电智能设备，如手机，接到充电器上直到手机上提示“充满”的过程。
3
过度放电
是针对锂电池来说的。
完全放电后锂电池内部还会留有少量电量，但这部分电量对于锂电池的活性和寿命至关重要。
过度放电：
完全放电后，如果继续采用其它方式，如：
强行再次开启手机、电池接小灯泡耗费残留电量的话，这叫过度放电，
会对锂电池造成不可逆转的伤害。
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保护芯片
锂电池对充放电时对接入的电流电压有极为严格的要求，为了保护电池不因为外界电环境失常而损坏，电池本体内部会设置管理电池状态的芯片。
这个芯片同时还有记录电池容量，校正电池容量的功能。
现在，就算是山寨手机电池也是不会节省这个关键的保护芯片的，不然山寨手机电池根本不可能用很久。
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过冲过放保护电路
用电智能设备内置的全面管理电池的芯片及电路。
比如手机上，就有这样的电路，大概功能如下：
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电时，提供最合适的电压电流给电池。
在合适的时机停止充电。
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充电时，时刻检查电池残留电量，在合适的时机命令手机关机，防止过度放电。
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开机时，检查电池是否已被完全放电，如果已被完全放电，则提示用户充电，然后关机。
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避免电池或充电线电力异常，发现异常时断开电路，保护手机。
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过度充电：
是针对锂电池来说的。
正常情况下，锂电池充到一定电压（也就是充满）就会被上级电路截断充电电流，但由于某些设备内置的过冲过放保护电路的电压电流参数不同（如手机电池座充），导致虽已充满，但还未停止充电的现象。
过度充电也会导致电池性能伤害。
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激活
锂电池长期（三个月以上）不使用，会产生电极材料钝化，电池性能下降，可以采用三次完全充电、完全放电来解除纯化，发挥出电池的最高性能。
二、常见错误观点：
1
首先使用必须进行完全放电，然后进行完全充电，重复三次，以便于激活电池。
否则电池就永远都不好用了！
！
解答：
如果实在闲的没事做，这么做可以，但不是必须的，因为激活操作不是必须放在第一次使用就做的。
只要随着不断的使用,电极钝化无需刻意激活也可以慢慢消失。
2
，充电时不要使用手机，对电池有害，也会产生超大量辐射伤害人体。
解答：
充电时使用手机是否对电池有害要根据情况来说（本文后会说明），但是有一点可以确定的是，充电时使用手机绝对不会产生比平时使用手机多的辐射。
锂电池在寿命周期内只能充放电XXX次，所以每次用就尽量用到自动关机，每次充就尽量充到满电。
第一个子句是对的，后面是错的。
这个次数中的每一次，都是指完整的一次，比如从20%充电到30%停止充电，这个只算是1/10次，从80%放电到60%,只能算是1/5次。
前三次充电必须达到12小时，否则就影响电池性能。
如果是为了激活电池，只需要手机提示充满电就已经足够，一般手机，都会在5小时内提示充满，完成后如果继续接着充电器，过冲过放保护电路会截断手机的充电电流。
之后电池就处于不状态，和充满后马上拨除充电线的效果是一样的。
前三次充电必须达到12小时是针对镍氢充电电池来说的，结果被很多厂家习惯性地、无知地写在锂电池用户手册上，没文化真可怕。
国际大厂，如戴尔，联想，华硕，apple的产品上是绝对不会出现“12小时”这样的文字的。
而且对于锂电池来说，这是共性，也是原理的一部分，不可能有的厂家生产的需要12小时，有的厂家的不需要。
需要注意的是，如果采用座充，由于绝大部分座充达不到官方线充的最高电流，充电时间可能会超过6小时，但只要充满电，坐充也会自动断电，和用线充是一样的。
充满电了就最好马上拨除充电线，防止过充。
过冲过放保护电路不是吃素的，OK如果发生过充，多半是因为过冲过放保护电路损坏，但以现在的电子产品工艺和抗压能力来说,这概率实在低到不行，不必提心吊胆。
手机一旦开始提示用户充电，就一定要马上充电，或者马上关机，避免过放。
过冲过放保护电路不是吃素的，OK这个电路会在必要的时候（也就是过放之前）强制关机，不会损坏电池的。
手机的提示是为了让用户提前知道，以提前做好处理或者心理准备。
需要注意的是，如果手机已经自动关机就千万不能为了打个电话而强行开机了，因为很有可能造成过放，而且由于保护的存在，开机未完成前多半会被过冲过放保护电路强行断电。
三、正确地使用
1
新出厂的电池：
无需任何处理，如激活等，可直接投入正常使用。
2
闲置不长时间的电池（三个月内）：
无需任何处理（如激活等），可直接投入正常使用。
3
置较长时间的电池（三个月以上）：
可做激活处理，使得电池活性达到最高，也可不做，使其随着正常使用自然恢复到最高活性。
4
子产品的评测人员，为了保证对电池续航时间的正确统计，有必要在测试前进行激活处理。
5
锂电池正常充电方法：
随时充电，并可随时停止充电，不要有所顾忌。
这点是锂电池的重要优点----无记忆效应决定的，请正视这个优点，并让您的锂电尽量展现它的这个重要优点。
四、中的锂电池最怕什么
1
100℃以上高温
会严重影响电池寿命和储电能力，并可能成造成电池熔化，或爆炸。
所以，请让锂电池远离火源及其它热源。
2
5℃到100℃高温
是的，你没有看错，从35℃开始（人体温一般为36.2℃-37.2℃）电池寿命就开始被温度明显影响，温度越高，影响越大。
锂电池的设计寿命最少也有400次完全充放电，按手机平均每三天充一次电来算，一块电池应该至少能用三年半。
但绝大多数电池都没有能活那么久，很大部分的原因是因为电池被人的体温影响，另一部分原因是因为被手机其它芯片发热所影响。
为什么笔记本电脑的电池为怎么总感觉没有手机的耐用，那是因为：
其一、笔记本电脑发热比手机多的多，电脑芯片的热量很容易传导到电池上，超过40℃轻轻松。
其二、为了更快的充电，笔记本充电电流一般较高，电池容量大，充电放电电池本身也会发热。
其三、电池一般位于下面板处，更不容易散热。
再，如果您的设备在使用中会产生更大的热量，如手机长时间打电话，手机玩大型游戏，笔记本电脑玩游戏，并且这个热量会传导到电池上，加上充电时电池本身的发热，虽然不会产生安全风险，但也会影响到电池。
所以如果，发现充电使用中的设备发热明显（如iphone手机边充电边玩3D游戏），则可以考虑先等充满电了，再连着充电线玩。
3
-40℃低温以下
会到达冰点彻底冻坏。
4
10℃到-40℃低温
会降低电池续航能力，但不会对电池造成永久伤害，只要温度回到室温，电量又会自动恢复回来。
五、闲置中的锂电池最怕什么：
1
35℃以上高温，和中锂电相同。
2
满电后闲置，电池老化的比平时更快。
3
分放电后闲置，电池闲置过程中会自放电，充分放电后电池自放电会造成过放。
4
-40℃低温以下，会到达冰点彻底冻坏。
5
锂电池理想状态：
中的锂电环境温度在20℃（差不多是室内温度）左右较为合适，此时电池放电充电性能均能最大化。
如果要长时间（三个月以上）闲置电池，请一定要充到40%左右再闲置（短时间就算了，关键是麻烦）。
因为这样，所以电池出厂时，电池厂基本上都是充到40%再出厂的。
闲置的电池温度越低，老化越慢，但不要低于-40℃。
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