バッテリーの電解液は何ですか？

バッテリーは、エネルギー変換と貯蔵のためのデバイスです。それは、反応を通じて化学的または物理的エネルギーを電気エネルギーに変換します。バッテリーは化学電源です。これは、2つの異なるコンポーネントの2つの電気化学的アクティブ電極で構成されています。 2つの電極は、媒体伝導を提供する電解質に浸されています。外部キャリアに接続する場合は、内部の化学エネルギーを変換してエネルギーを供給します。蓄電装置として、2つの金属（通常は性質の異なる金属）を電解液に浸すと、電気を通し、「極板」間に一定の起電力を発生させることができます。起電力（または電圧）は使用する金属に関係しており、電池の種類によっても起電力が異なります。

バッテリーの性能パラメーターには、主に起電力、容量、比エネルギー、抵抗が含まれます。起電力は、ユニットの正電荷がバッテリーを介して負極から正極に移動するときに、バッテリーの非静的電力（化学力）によって行われる仕事に等しくなります。起電力は電極材料の化学的性質に依存し、電池のサイズとは関係ありません。バッテリーが出力できる電気の総量は、バッテリーの容量であり、通常はアンペア時間単位です。電池の反応では、1キログラムの反応物質によって生成される電気エネルギーは、電池の理論エネルギーと呼ばれます。実際のバッテリーは理論よりもエネルギーよりも小さいです。バッテリー内の反応物はすべてバッテリーの反応に基づくものではなく、バッテリー内の抵抗によって起電力も低下するため、高エネルギーバッテリーと呼ばれることがよくあります。バッテリーの面積が大きいほど、内部抵抗は小さくなります。

バッテリーのエネルギー貯蔵は限られています。バッテリーが出力できる電気の総量は、その容量と呼ばれます。通常、アンペア時間で表されます。これは、バッテリーのパフォーマンスパラメーターでもあります。電池の容量は、電極材料の量、つまり電極のサイズに関係しています。

実用的な化学電池は、一次電池と電池の2つの基本的なタイプに分けることができます。一次電池を作った後は電流を流すことができますが、放電が完了すると廃棄されます。二次電池とも呼ばれる電池は、使用前に充電する必要があります。充電後、放電に使用できます。放電後、充電して再利用することもできます。バッテリーが充電されると、電気エネルギーは化学エネルギーに変換されます。放出されると、化学エネルギーは電気エネルギーに変換されます。

バッテリーの原理

化学電池では、化学エネルギーから電気エネルギーへの直接変換は、電池内の自発的な酸化、還元、およびその他の化学反応の結果です。この反応は2つの電極で実行されます。負の活性物質は、負の電位を持ち、亜鉛、カドミウム、鉛などの活性金属、水素または炭化水素などの電解質中で安定な還元剤で構成されます。正の活性物質は、正の電位を持つ酸化剤で構成され、二酸化マンガン、二酸化鉛、酸化ニッケル、酸素または空気、ハロゲン、およびその塩、酸化酸およびその塩などの金属酸化物などの電解質中で安定しています。電解質は、酸、塩基、塩の水溶液、有機または無機の非水溶液、溶融塩、固体電解質など、イオン伝導性に優れた材料です。外部回路を外すと、2つの極の間に電位差（開回路電圧）がありますが、電流はなく、バッテリーに蓄えられた化学エネルギーは電気エネルギーに変換されません。外部回路が閉じているとき、2つの電極の電位差の作用下で外部回路を流れる電流があります。同時に、バッテリー内では、電解質に自由電子がないため、電荷の移動には、極性活物質と電解質の間の界面の酸化または還元反応、および反応物および反応生成物。電解質中の電荷の移動は、イオンの移動によっても達成されます。したがって、バッテリー内の通常の電荷移動および材料移動プロセスは、電気エネルギーの通常の出力を保証するための必要条件です。充電中、バッテリーの内部伝達および物質移動プロセスの方向は、放電とは正反対です。反対方向への質量と電気の通常の移動を確実にするために、電極反応は可逆的でなければなりません。したがって、可逆電極反応は電池の形成のための必要条件です。ギブス反応の自由エネルギー増分（コークス）。 Fはファラデー定数= 96500ライブラリ= 26.8時間です。 Nはバッテリーの反応に相当します。これは、バッテリーの起電力とバッテリーの反応の間の基本的な熱力学的関係であり、バッテリーのエネルギー変換効率を計算するための基本的な熱力学的方程式でもあります。実際、電流が電極を通過するとき、電極電位は熱力学的平衡電極電位から逸脱しなければなりません。この現象は分極と呼ばれます。電流密度（単位電極領域を通過する電流）が大きいほど、分極は厳しくなります。分極は、バッテリーのエネルギー損失の重要な原因の1つです。分極には3つの理由があります。1バッテリーの各部分の抵抗によって引き起こされる分極はオーム分極と呼ばれます。電極-電解質界面層の電荷移動のブロックによって引き起こされる分極は、活性化分極と呼ばれます。電極と電解質の界面層での物質移動が遅いために生じる分極は、濃度分極と呼ばれます。分極を減らす方法は、電極の反応面積を増やし、電流密度を減らし、反応温度を上げ、電極表面の触媒活性を向上させることです。

バッテリーの主な性能パラメータ

バッテリーの主な特性には、定格容量、定格電圧、充電および放電率、インピーダンス、寿命、および自己放電率が含まれます。

定格出力

設計で指定された条件（温度、放電率、終端電圧など）の下で、バッテリーがアンペア時間で解放できる必要がある最小容量は、記号Cで表されます。容量はによって大きく影響されます。放電率であるため、放電率は文字Cの右下隅にアラビア数字で示されることがよくあります（C20 = 50など）。これは、20：00率での容量が50時間であることを示します。電池の理論容量は、電池の反応式に含まれる電極活物質の量と、ファラデーの法則に従って計算された活性物質の電気化学当量に基づいて正確に計算できます。バッテリーの副反応の可能性と設計時の特別なニーズにより、バッテリーの実際の容量は理論上の容量よりも低いことがよくあります。

定格電圧

室温でのバッテリーの標準的な動作電圧は、公称電圧とも呼ばれます。さまざまな種類の電池を選択するためのリファレンスです。バッテリーの実際の動作電圧は、さまざまな動作条件によって異なります。バッテリーの開回路電圧は、正極と負極の平衡電極電位の差に等しくなります。電極活性物質の種類にのみ関係し、活性物質の数には関係しません。電池電圧は本質的に直流電圧ですが、特定の特殊な条件下では、電極反応によって引き起こされる金属結晶またはいくつかの相膜の相転移により、電圧がわずかに変動します。この現象はノイズと呼ばれます。変動の振幅は非常に小さいですが、周波数範囲が非常に広いため、回路内の自励ノイズと区別できます。

充放電率

レートとレートが2つの表現である場合があります。時間率は、充放電時間として表される充放電速度であり、バッテリーの定格容量（Ann時間）を指定された充放電電流（An）で割った時間数に数値的に等しくなります。係数は充電率と放電率の別の表現であり、その値は時間率の逆数です。一次電池の放電率は、固定抵抗の放電から終端電圧までの時間として表されます。放電率はバッテリーの性能に大きな影響を与えます。

インピーダンス

バッテリーは電極と電解質の界面面積が大きいため、大きなコンデンサーと小さな抵抗器とインダクターの間の直列ループに相当します。ただし、実際の状況ははるかに複雑です。特に、バッテリーのインピーダンスは時間とDCレベルによって変化します。測定されたインピーダンスは、特定の測定状態に対してのみ有効です。

生活

保管寿命とは、電池を作ってから使用を開始するまでの最長保管期間を年単位で表したものです。保管と使用を含む合計期間は、バッテリーの有効期間です。蓄電池の寿命は、乾電池寿命と湿式蓄電池に分けられます。サイクル寿命は、指定された条件下でバッテリーが達成できる最大サイクル数です。充放電速度、吐出深さ、周囲温度範囲を含む充放電サイクル試験のシステムは、サイクル寿命を指定すると同時に規定する必要があります。

自己放電率

バッテリーが保管中に容量を失う割合。単位保管時間あたりの自己放電損失の保管前容量のパーセンテージとして表されます。

化学電池

化学電池とは、電気化学反応により、正と負の活性物質の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置の一種を指します。長い研究開発の末、化学電池はさまざまな用途に登場しました。ビルダーが収容できる巨大なデバイスと同じくらいの大きさで、ミリメートル単位のさまざまなものと同じくらい小さい。常に私たちの良い生活に奉仕すること。現代の電子技術の発展により、化学電池に対する高い要件が提唱されています。化学電池技術のあらゆる進歩は、電子機器の革新的な開発をもたらしました。現代社会の人々は、日常生活の中でますます化学電池に依存しています。現在、世界中の多くの電気化学科学者が、電気自動車を動力源とする化学電池に関心を向けています。

乾電池と液体電池

乾電池と液電池の区別は、電池開発の初期段階に限定されています。初期の電池は、電解質と2つの電極で満たされたガラス容器で構成されていました。その後、乾電池としても知られるペースト電解質をベースにした電池が導入されました。

「液体」電池はまだあります。それは一般的に非常に多種多様です。たとえば、無停電電源装置として使用される大型の固定鉛蓄電池や、太陽電池と組み合わせて使用される鉛蓄電池。モバイルデバイスの場合、完全に密閉されたメンテナンスフリーの鉛蓄電池を使用するものもあり、長年にわたって使用されています。電解硫酸はシリコンゲルで固定されるか、グラスファイバーの仕切りに吸収されます。

ワンタイム充電式バッテリー

ワンタイムバッテリーは、充電できず、廃棄しかできないため、一般に「使い捨て」バッテリーとして知られています。一般的な使い捨て電池には、アルカリマンガン電池、亜鉛マンガン電池、リチウム電池、亜鉛電池、亜鉛空電池、亜鉛水銀電池、水銀電池、水素および酸素電池、およびマグネシウムマンガン電池が含まれる。

二次電池、一般的な鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル鉄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池の材料とプロセスによると。その利点は、サイクル寿命が長いことです。それらは完全に充電および200回以上放電することができます。一部の充電式電池は、ほとんどの使い捨て電池よりも負荷が高くなります。通常のニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池を使用する場合、独自のメモリー効果により使用に不便が生じ、早期故障の原因となることがよくあります。

バッテリー充電時間の理論

バッテリーの理論的な充電時間：バッテリーの電力は、充電器の出力電流で除算されます。

例：例として、800MAHの充電のバッテリーを取り上げます。充電器の出力電流は500MAです。その場合、充電時間は800 MAH / 500 MA = 1.6時間になります。充電器の表示が完了したら、バッテリーを30分ほど与えるのが最善です。充電時間。

燃料電池

燃料電池は、燃料の化学エネルギーを電気化学反応によって直接電気エネルギーに変換するデバイスです。燃料電池は水素を使用してアノードで酸化反応を実行し、水素を水素イオンに酸化し、酸素はカソードで還元反応を実行します。アノードからの水素イオンと結合して水を生成します。電流はレドックス反応中に生成される可能性があります。燃料電池技術には、アルカリ形燃料電池（AFC）、リン酸塩燃料電池（PAFC）、プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）、溶融炭酸形燃料電池（MCFC）、および固体酸化物形燃料電池（SOFC）の登場が含まれます。また、直接メタノール燃料電池（DMFC）など、および燃料電池技術に対する肯定的な反応としてのメタノール酸化反応の使用も、業界による楽観的かつ積極的な開発です。

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