电池不可能充多少电量进去就能储存有多少电量,一定会有所
耗损,除了阳极和阴极漏电间的绝缘体漏电之外,材料也不可能无瑕地储存所有电量。电池放电时取出的电量与充电时流进去电池的电量之比,称之为
充电效率。
简介
电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输入的
电池容量的比值,它可按照以下公式计算:
充电效率=((
放电电流* 放电至截止电压的时间)/(充电电流* 充电时间))* 100%
输入的能量部分用来将活性物质转换为充电态,部分消耗在副反应上来产生氧气,
充电效率受到充电速率和环境温度的影响,充电时充电电流必须在一定范围内,电流太小或太大充电效率都很低,由于电池还存在
自放电,致使电池无法充满电。
注意事项
通常电池厂商都是建议充电量必须为
额定容量的1.5倍,才能将电池充饱。也就是说若以0.1A的电流充电需要充15小时,以3A的电流充电需要充半小时,虽理论填充量是额定容量的1.5倍,但实际填充量差不多刚好为额定容量。所以我们在对各类电池充电时要注意这些!
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电池简介
电池的性能参数主要有
电动势、容量、
比能量和电阻。电动势等于单位
正电荷由负极通过电池内部移到正极时,电池
非静电力(化学力)所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质,与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量,通常用
安培小时作单位。在电池反应中,1千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行,同时
电池内阻也要引起电动势降,因此常把比能量高的电池称做
高能电池。电池的面积越大,其内阻越小。
电池的能量储存有限,电池所能输出的总电荷量叫做它的容量,通常用
安培小时作单位,它也是电池的一个重要参数。原电池制成后即可以产生电流,但在放电完毕即被作废。
历史
在古代,人类有可能已经不断地在研究和测试“电”这种东西了。一个被认为有数千年历史的粘土瓶在1932年于
伊拉克的
巴格达附近被发现。它有一根插在铜制圆筒里的铁条-可能是用来储存静电用的,然而瓶子的秘密可能永远无法被揭晓。
可能是在这个发现的启发下,
莱顿大学的马森布罗克在1746年发明了收集电荷的“
莱顿瓶”。因为他看到好不容易收集的电却很容易地在空气中逐渐消失,他想寻找一种保存电的方法。有一天,他用一支枪管悬在空中,用起电机与枪管连着,另用一根铜线从枪管中引出,浸入一个盛有水的玻璃瓶中,他让一个助手一只手握着玻璃瓶,马森布罗克在一旁使劲摇动起电机。这时他的助手不小心将中另一只手与枪管碰上,他猛然感到一次强烈的电击,喊了起来。马森布罗克于是与助手互换了一下,让助手摇起电机,他自己一手拿水瓶子,另一只手去碰枪管。
不管制造这个粘土瓶的祖先是否知道有关静电的事情,但可以确定的是古希腊人绝对知道。他们晓得如果摩擦一块琥珀,就能吸引轻的物体。
亚里斯多德(
Aristotle)也知道有磁石这种东西,它是一种具有强大
磁力能吸引铁和金属的矿石。 在十八世纪的四、五十年代,发电装置的改善和大气电现象的研究,吸引了物理学家们的广泛兴趣,1745年,
普鲁士的克莱斯特利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时,受到猛烈的一击。
在一封信里他描述了这次实验结果:
“我想告诉你一个新奇但可怕的实验事实,但我警告你无论如何也不要再重复这个实验。……把容器放在右手上,我试图用另一只手从充电的铁柱上引出火花。突然,我的手受到了一下力量很大的打击,使我的全身都震动了,……手臂和身体产生了一种无法形容的恐怖感觉。一句话,我以为我命休矣。”
虽然马森布罗克不愿再做这个实验,但他由此得出结论:把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来。只是当时搞不清楚起保存电作用的究竟是瓶子还是瓶子里的水,后来人们就把这个蓄电的瓶子称作“
莱顿瓶”,这个实验称为“莱顿瓶实验”。这种“电震”现象的发现,轰动一时,极大的增加了人们对莱顿瓶的关注。
马森布罗克的警告起了相反的作用,人们在更大规模地重复进行着这种实验,有时这种实验简直成了一种娱乐游戏。人们用莱顿瓶作
火花放电杀老鼠的表演,有人用它来点酒精和火药。其中规模最壮观的一次示范表演是法国人诺莱特在
巴黎圣母院前作的。诺莱特邀请了法王
路易十五的皇室成员临场观看表演。他调来了七百个修道士,让他们手拉手排成一行,全长达900英尺,约275米,队伍十分壮观。让排头的修道士用手拿住莱顿瓶,排尾的修道士手握莱顿瓶的引线,接着让莱顿瓶起电,结果七百个修道士因受电击几乎同时跳了起来,在场的人无不为之目瞪口呆。诺莱特以令人信服的语气向人们解释了电的巨大威力。后来人们很快又把电用于医学,将起电机产生的电通过病人身体,用于治疗
半身不遂,神经痛等病症。这种治疗方法一直使用,直到人们弄明白电的作用后,才停止下来。
1786年,意大利解剖学家
伽伐尼在做青蛙解剖时,两手分别拿着不同的金属器械,无意中同时碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激,而只用一种金属器械去触动青蛙,却并无此种反应。伽伐尼认为,出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电,他称之为“生物电”。伽伐尼于1791年将此实验结果写成论文,公布于学术界。
伽伐尼的发现引起了物理学家们极大兴趣,他们竞相重复枷伐尼的实验,企图找到一种产生电流的方法,意大利物理学家伏特在多次实验后认为:伽伐尼的“
生物电”之说并不正确,青蛙的肌肉之所以能产生电流,大概是肌肉中某种液体在起作用。为了论证自己的观点,伏特把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验。结果发现,这两种金属片中,只要有一种与溶液发生了化学反应,金属片之间就能够产生电流。
1799年,伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是,他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,平叠起来。用手触摸两端时,会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功的制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验,
电报机的电力来源。
为了证明自己大发现是对的,伏特决定更深入地了解电的来源。一天,他拿出一块锡片和一枚银币,把这两种金属放在自己的舌头上,然后叫助手将金属导线把它们连接起来,霎时,他感到满嘴的酸味儿。接着,他将银币和锡片交换了位置,当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到满嘴的咸味。
意大利物理学家伏特就多次重复了伽伐尼的实验。作为物理学家,他的注意点主要集中在那两根金属上,而不在青蛙的神经上。对于
伽伐尼发现的蛙腿抽搐的现象,他想这可能与电有关,但是他认为青蛙的肌肉和神经中是不存在电的,他推想电的流动可能是由两种不同的金属相互接触产生的,与金属是否接触活动的或死的动物无关。实验证明,只要在两种金属片中间隔以用盐水或碱水浸过的(甚至只要是湿和)硬纸、麻布、皮革或其它海绵状的东西(他认为这是使实验成功所必须的),并用金属线把。