簡介
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轉換為充電態,部分消耗在副反應上來產生氧氣,充電效率受到充電速率和環境溫度的影響,充電時充電電流必須在一定範圍內,電流太小或太大充電效率都很低,由於電池還存在自放電,致使電池無法充滿電。
注意事項
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!
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電池簡介
電池的性能參數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等於單位正電荷由負極通過電池內部移到正極時,電池非靜電力(化學力)所做的功。電動勢取決於電極材料的化學性質,與電池的大小無關。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。在電池反應中,1千克反應物質所產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。因為電池中的反應物並不全按電池反應進行,同時電池內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。原電池製成後即可以產生電流,但在放電完畢即被作廢。
歷史
在古代,人類有可能已經不斷地在研究和測試“電”這種東西了。一個被認為有數千年歷史的粘土瓶在1932年於伊拉克的巴格達附近被發現。它有一根插在銅製圓筒里的鐵條-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。
可能是在這個發現的啟發下,萊頓大學的馬森布羅克在1746年發明了收集電荷的“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,他讓一個助手一隻手握著玻璃瓶,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隻手與槍管碰上,他猛然感到一次強烈的電擊,喊了起來。馬森布羅克於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,另一隻手去碰槍管。
不管制造這個粘土瓶的祖先是否知道有關靜電的事情,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,發電裝置的改善和大氣電現象的研究,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的玻璃瓶。當他用手觸及鐵釘時,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複這個實驗。……把容器放在右手上,我試圖用另一隻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。”
雖然馬森布羅克不願再做這個實驗,但他由此得出結論:把帶電體放在玻璃瓶內可以把電保存下來。只是當時搞不清楚起保存電作用的究竟是瓶子還是瓶子裡的水,後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”現象的發現,轟動一時,極大的增加了人們對萊頓瓶的關注。
馬森布羅克的警告起了相反的作用,人們在更大規模地重複進行著這種實驗,有時這種實驗簡直成了一種娛樂遊戲。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。其中規模最壯觀的一次示範表演是法國人諾萊特在巴黎聖母院前作的。諾萊特邀請了法王路易十五的皇室成員臨場觀看錶演。他調來了七百個修道士,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。後來人們很快又把電用於醫學,將起電機產生的電通過病人身體,用於治療半身不遂,神經痛等病症。這種治療方法一直使用,直到人們弄明白電的作用後,才停止下來。
1786年,義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,卻並無此種反應。伽伐尼認為,出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電,他稱之為“生物電”。伽伐尼於1791年將此實驗結果寫成論文,公布於學術界。
伽伐尼的發現引起了物理學家們極大興趣,他們競相重複枷伐尼的實驗,企圖找到一種產生電流的方法,義大利物理學家伏特在多次實驗後認為:伽伐尼的“生物電”之說並不正確,青蛙的肌肉之所以能產生電流,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。結果發現,這兩種金屬片中,只要有一種與溶液發生了化學反應,金屬片之間就能夠產生電流。
1799年,伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水裡,發現連線兩塊金屬的導線中有電流通過。於是,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製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。
為了證明自己大發現是對的,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,然後叫助手將金屬導線把它們連線起來,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,伏特感到滿嘴的鹹味。
義大利物理學家伏特就多次重複了伽伐尼的實驗。作為物理學家,他的注意點主要集中在那兩根金屬上,而不在青蛙的神經上。對於伽伐尼發現的蛙腿抽搐的現象,他想這可能與電有關,但是他認為青蛙的肌肉和神經中是不存在電的,他推想電的流動可能是由兩種不同的金屬相互接觸產生的,與金屬是否接觸活動的或死的動物無關。實驗證明,只要在兩種金屬片中間隔以用鹽水或鹼水浸過的(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),並用金屬線把。