电池类型，特性和反应 - 化学 - 2026

在市场上，您可以获得具有自己特点的不同类型的电池。电池不过是伏打电池，为消费者提供了随处携带电能的优势（只要条件不是很苛刻）。

通常可以购买绝缘的电池。但是，它们也可以实现串联或并联耦合，这就是所谓的电池。因此，有时会不加区别地使用术语“电池”和“电池”，即使它们不相同。

碱性电池：最受欢迎的电池类型之一。资料来源：Pexels。

堆栈可以有无数的颜色，形状和大小，就像它们可以由其他材料制成一样。而且，更重要的是，其内部结构会在其中发生化学反应，从而产生电，从而使它们彼此区分开。

例如，上图显示了三个碱性电池，这是最常见的一种。碱性是指电子释放和流动发生的介质是碱性的事实。也就是说，它的pH值大于7和OH ^-阴离子和其它负电荷为主。

综合排名

在解决其中一些不同类型的电池之前，有必要知道这些电池在全球范围内分为一次电池或二次电池。

主

一次电池是一旦消耗掉就必须丢弃或回收的电池，因为电流所基于的化学反应是不可逆的。因此，它们无法充电。

它们主要用于无法充电的应用场合。例如在战场中央的军事设备中 同样，它们是为耗能少的设备设计的，因此使用寿命更长。例如，远程控制或便携式控制台（例如Gameboy，Tetris和Tamagotchi）。

举另一个例子，碱性电池也属于主要类型。它们通常具有圆柱形状，尽管这并不意味着圆柱电池不能二次充电。

高中

与一次电池不同，二次电池一旦没电就可以充电。

这是因为在它们内部发生的化学反应是可逆的，因此，在施加一定电压后，会导致产物再次发生反应，从而再次开始反应。

一些二次电池（称为电池）通常很小，就像一次电池一样。然而，它们旨在用于消耗更多能量的设备，并且对于这些设备而言，在经济和精力上使用一次电池是不切实际的。例如，手机电池包含二次电池。

而且，二次电池被设计用于大型设备或电路。例如，汽车电池由几个电池或伏打电池组成。

它们通常比原电池和电池贵，但对于长期使用，它们最终是更合适和有效的选择。

其他方面

堆栈分为主要堆栈或次要堆栈。但在商业上或流行的情况下，通常根据形状（圆柱，矩形，按钮型），要使用的设备（相机，车辆，计算器），名称（AA，AAA，C，D，N，A23等）对它们进行分类。 ）及其IEC和ANSI代码。

同样，诸如电压（1.2至12伏），使用寿命和价格之类的特性也决定了它们在消费者眼中的分类。

电池类型清单

-碳锌

碳锌电池（也称为Leclanché电池或盐水电池）是最原始的电池之一，与其他电池相比，目前被认为几乎处于废弃状态。特别是与碱性电池相比，尽管碱性电池价格稍高一些，但寿命和电压却更长。

顾名思义，其电极由锌罐和石墨棒组成，分别对应于阳极和阴极。

在第一电极即阳极中，电子是由金属锌的氧化产生的。然后，这些电子通过外部电路为设备提供电能，然后最终到达石墨阴极，在石墨阴极通过减少其所浸入的二氧化锰来完成循环。

反应

电极上发生的反应的化学方程式为：

的Zn（S）→锌²⁺（AC）+ 2E ^- （阳极）

2的MnO ₂（S）+ 2E ^- + 2 NH ₄氯（水溶液）→锰₂ ö ₃（S）+ 2 NH ₃（水溶液）+ H ₂ O（1）+ 2 Cl ^- （水溶液）（阴极）

这些电池与碱性电池非常相似：二者均为圆柱形（例如图中的一个）。但是，可以通过详细阅读外部标明的特性或在IEC代码前加上字母R来区分碳锌电池。它们的电压为1.5V。

-碱性

碱性电池是非常相似的碳-锌型，条件是其中所述电极位于所述培养基含有OH的差^-阴离子。此培养基由氢氧化钾，KOH，这有助于所述OH的强电解质的^-即参与和电子的迁移“协作”。

它具有不同的大小和电压，尽管最常见的是1.5V。它们也许是市场上最知名的电池（例如金霸王）。

电极上发生的反应是：

的Zn（S）+ 2OH ^- （水溶液）→氧化锌（多个）+ H ₂ O（1）+ 2E ^- （阳极）

2MnO ₂（S）+ H ₂ O（1）+ 2E ^- →锰₂ ö ₃（S）+ 2OH ^- （水溶液）（阴极）

随着温度升高，反应发生得越快，电池放电越快。有趣的是，有谣言流传到他们的冰箱里，以延长他们的寿命。但是，冷却后，其内含物可能会发生凝固，从而可能导致后续缺陷或风险。

汞

可能是汞电池，可以与氧化银电池混淆。资料来源：Multicherry。

汞电池由于其特殊形状的银色纽扣而非常具有特色（上图）。几乎每个人乍一看都会认出他们。它们也是碱性的，但是它们的阴极除了石墨和二氧化锰外，还含有氧化汞，HgO。经还原后转化为金属汞：

的Zn（S）+ 2OH ^- （水溶液）→氧化锌（多个）+ H ₂ O（1）+ 2E ^-

氧化汞（多个）+ H ₂ O + 2e中^- →汞柱（S）+ 2OH ^-

注意如何OH ^-阴离子消耗，在这些细胞的反应再生。

它是小型电池，适用于小型设备，例如手表，计算器，玩具控件等。任何使用过这些物品的人都会意识到，几乎不需要“更换电池”就可以了。大约相当于10年。

氧化银

氧化银电池。资料来源：卢卡斯A，捷克共和国。

汞电池的主要缺陷在于，由于这种金属的毒性特性，丢弃时会对环境造成严重影响。也许这就是为什么它缺少IEC和ANSI代码的原因。对于氧化银电池，其IEC编码以字母S开头。

汞电池的替代品之一是氧化银电池，价格昂贵得多，但对生态的影响较小（上图）。它们最初含有汞，可保护锌免受碱性腐蚀。

它的电压为1.5V，其应用与汞电池非常相似。实际上，乍看之下，两个电池看起来都是一样的。尽管可能会有更大的氧化银堆。

其电极上的反应是：

的Zn（S）+ 2OH ^- （水溶液）→锌（OH）₂（S）+ 2e中^-

的Ag ₂ O（s）+ 2H ⁺（水溶液）+ 2e中^- →2AG（S）+ H ₂ O（L）

水随后经历电解，分解成H ⁺和OH ^-离子。

注意，代替汞，在阴极上形成金属银。

-镍镉（NiCad）

镍镉电池。资料来源：LordOider。

从这一点出发，考虑二次电池或蓄电池。像汞电池一样，镍镉电池也因为金属镉而对环境（对于野生动植物和健康）有害。

它们的特征在于会产生高电流，并且可以多次充电。实际上，它们总共可以充电2000次，这相当于非凡的耐用性。

它的电极由氢氧化镍氢氧化物，阴极用NiO（OH）和阳极用金属镉组成。从本质上讲，化学原理相同：镉（而不是锌）失去电子，而镉NiO（OH）获得电子。

半电池反应为：

镉（S）+ 2OH ^- （水溶液）→CD（OH）₂（S）+ 2E ^-

2NiO（OH）（S）+ 2H ₂ O（1）+ 2E ^- →2NI（OH）₂（S）+ OH ^- （水溶液）

该OH ^-阴离子，再次，来自KOH电解质。然后，NiCad电池最终会产生镍和镉金属氢氧化物。

它们既可以单独使用也可以组合使用（如上图的黄色所示）。因此，它们采用大包装或小包装。小孩子可以在玩具中使用；但大型飞机则用于飞机和电动汽车。

-镍氢（Ni-HM）

镍氢电池。资料来源：来自Flickr的Ramesh NG（https://www.flickr.com/photos/rameshng/5645036051）

Ni-HM（镍和金属氢化物）是另一种能量容量超过NiCad的电池或电池。它可以采用圆柱体形式（常规电池，如上图所示），也可以采用电池形式。

化学上，它具有与NiCad电池几乎相同的特性，主要区别在于其负极：阴极不是镉，而是稀土和过渡金属的金属间合金。

这种合金负责吸收在充电过程中形成的氢，生成复杂的金属氢化物（因此，其名称为字母H）。

尽管Ni-HM电池提供的功率更多（大约高出40％），但它们更昂贵，磨损更快，并且无法与NiCad电池充电相同次数。也就是说，它们的使用寿命较短。但是，它们缺乏记忆效应（由于未完全放电而导致电池性能下降）。

出于这个原因，不应将它们用于长期工作的机械中。尽管使用LSD-NiHM电池可以缓解此问题。同样，Ni-HM电池或电池组具有非常稳定的热特性，可以在很宽的温度范围内操作而不会带来危险。

反应

电极上发生的反应是：

的Ni（OH）₂（S）+ OH ^- （水溶液）⇌的NiO（OH）（S）+ H ₂ O（L）+ E ^-

ħ ₂ O（1）+ M（S）+ E ^- ⇌OH ^- （水溶液）+ MH（S）

-离子锂

笔记本电脑的锂离子电池。资料来源：维基百科的Kristoferb。

在锂电池和电池中，它们基于Li ⁺离子的迁移，Li ⁺离子从阳极转移到阴极，这是由于正电荷增加而产生的静电斥力的产物。

某些可以充电，例如笔记本电脑电池（上图），而另一些则不能充电，圆柱形和矩形电池（LiSO ₂，LiSOCl ₂或LiMnO ₂）不能充电。

锂离子电池的特点是非常轻巧且充满活力，因此可以在许多电子设备中使用，例如智能手机和医疗设备。同样，它们几乎不受记忆效应的影响，其电荷密度超过NiCad和Ni-HM电池和电池，并且放电时间更长。

但是，它们对高温非常敏感，甚至爆炸。并且，与其他电池相比，它们往往更昂贵。尽管如此，锂电池仍在市场上受到青睐，许多消费者将其评为最佳电池。

-酸性铅

典型的汽车铅酸电池。资料来源：Tntflash

最后，顾名思义，铅酸细菌不含OH- ^，而是H ⁺离子。具体而言，是浓硫酸。伏打电池位于其框内（上图），其中三个或六个可以串联耦合，分别提供6或12 V电池。

它能够产生大量的电荷，并且由于它们非常重，因此适用于无法手动运输的应用或设备。例如汽车，太阳能电池板和潜水艇。这种酸性电池是最古老的，并且在汽车工业中仍然存在。

它的电极由铅制成：PbO ₂用于阴极，海绵状金属铅用于阳极。其中发生的反应是：

铅（S）+ HSO ^- ₄（水溶液）→硫酸铅₄（S）+ H ⁺（水溶液）+ 2e的^-

的PbO ₂（S）+ HSO ^- ₄（水溶液）+ 3H ⁺（水溶液）+ 2e中^- →硫酸铅₄（S）+ 2H ₂ O（L）

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