电池组由两个或多个串联或并联连接在一起的电池组成(有关这两种接线技术的更多信息,请参阅使用安培小时电池构建电池组)。
电池由一个或多个电池组成。具有一个电池的电池通常称为“单电池”。当有多个电池时,它们在内部串联在一起,但从外部看,它们通常看起来像一个单独的项目(一个正极和一个负极)。
当我们谈论电池时,最简单形式的电池是一个金属阴极(正极)、一个金属阳极(负极)和电解质。阴极和阳极中使用的金属以及构成电解质的液体或材料因在过去两个世纪中发现的各种组合而有所不同,每种组合都有不同的优点和缺点。
电池的基本电池使用两块不同的金属——称为阴极(正极)和阳极(负极)。在内部,它们是分开的,但两者都与相同的电解质接触,在那里发生化学反应,产生电荷。
使用的金属因电池类型而异。线索有时就在名称中——铅酸电池确实使用铅板,将海绵铅的活性糊涂在负极板上,将二氧化铅板涂在正极板上。电解质是酸性的。在其他时候,该名称具有误导性。例如,锂离子电池中没有锂。
电解质的变化很大,从完全液态的酸到湿糊状再到干粉,但正是在这里发生了化学反应,当阴极和阳极通过外部设备(例如灯)相互连接时产生电能电灯泡。
如果阴极和阳极直接相互连接,也会发生相同的化学反应,但如果没有任何装置可以减缓反应速度,则会产生大量热量,从而导致爆炸或火灾。
实际上,需要使电池变小意味着阴极和阳极通常彼此非常接近,因此大多数现代电池都包括隔膜、多孔材料(通常为片状)以确保阴极和阳极不会接触同时允许电解质或其一部分在两者之间自由移动。
有关电池工作原理的更多信息,请参阅电池工作原理。
大多数家用电池(例如为遥控器和闹钟供电的电池)实际上是电池,但是这种命名错误已成为日常用语,尽管在技术上是错误的。
有些人将这些称为单节电池,但如果你仔细想想,那是矛盾的。电池被定义为“一组相似的单元”,单个电池不是一组。
但是,我们不会很快改变世界上的词汇,因此电池可以是一个或多个电池是公认的。牛津词典定义电池作为“由一个或多个电池组成的容器,其中化学能转化为电能并用作动力源: ”
细胞本身并不能提供太多能量。镍氢电池的电压为 1.2 伏,而即使是最新的锂电池也只有 3.5 伏。对于许多较小的应用,例如 LED 手电筒,任何一种化学物质都可以。当涉及到做一些更难的事情时,比如启动引擎,单个单元将无法管理。
因此,创建包含多个连接在一起的单元的单个产品是显而易见的解决方案。汽车发动机的起动电池通常是 6 个铅酸电池,每个电池的电压为 2,串联起来形成一个 12 伏的电池。实际上,每个电池实际上通常为 2.1 伏,而电池为 12.7 伏,但为了商业上的简单性,它们被称为 12 伏电池。
在这种情况下,我们拥有真正的“电池”电池。
尽管创建具有多个单元的单个产品是最佳解决方案,但也存在限制。一个包含几十个电池的铅酸电池是不可能举起的,因此是不切实际的。如果一个电池发生故障,维修或更换的成本也会过高。
因此,当您需要更多电量时,最好的解决方案是将多个电池连接在一起。这是一个电池组。
如何将它们连接在一起会影响电池组的最终安培数或电压(有关示例,请参阅使用安培小时电池构建电池组以及有关其工作原理的说明)。
电池组可以由单节电池或多节电池组成。在我们拥有的大型卡车上经常可以找到串联连接在一起的多个电池的日常示例:
这种方法提供了足够的动力来启动大型柴油发动机。可以生产一个电池来完成同样的工作,但它会非常沉重和巨大,以至于举起和搬运都非常困难。
混淆的根本原因实际上来自于我们接受将单节电池称为电池。让我们看看实际情况。
如果您打开笔记本电脑或电动工具的电池,您会发现里面是许多较小的电池,如下图所示:
现在,如果你眯起眼睛,你会看到里面的紫色单元标有三星 ICR18650-26C。查一下,您会发现大多数人将 ICR18650-26C 称为“电池”。
那么这是否意味着您的笔记本电脑背面是电池组,而不是电池?不。错误在于 ICR18650-26C 实际上是一个电池(从技术上讲,它不应该称为电池,但每个人都这样做),因此您的笔记本电脑电池实际上是由多个电池组成的电池。如图所示,每个三星 ICR18650-26C 都是一个单元格。