为您的应用程序选择合适的电池第2部分：常见的主电池化学

在这个三部分博客系列的第1部分中，我们讨论了选择电池最重要的指标。关于电池选择的一件事是，这本质上是关于管理权衡方案。您可以权衡一项功能以获得另一个功能 - 例如，为了获得功率密度，您可能必须降低能量密度。

在此和随后的博客文章中，我们将讨论有关电池选择的最重要方面之一：电池化学。电池化学决定了许多重要的电池特性，例如能量密度，可燃性和安全性，可用的电池结构，温度范围和保质期。因此，让我们看一下可用的最常见的主要电池化学。

普通的主电池化学

锌碳电池已经存在了100多年。这些是低成本，有许多形状和尺寸。但是，在过去的几十年中，他们失去了与新化学的市场份额。它们仍然用于低排水间歇性用途应用程序，例如遥控器，手电筒和时钟。

碱性锌电池刘易斯·厄里（Lewis Urry）被Eveready Battery Company雇用时发明了他。与锌碳电池相比，它们提供更高的速率能力和提高的保质期。Urry的创新包括更换锌盒（图1）用锌粉末大量增加了表面积，并提高了排放速率的能力。他还用氢氧化钾代替了酸性电解质（koh），进一步降低内部电阻和提高速率能力。厄里（Urry）通过在工厂自助餐厅赛车，向老板展示了他的发明，其中一辆带有传统的锌碳D牢房，另一个带有新电池。第一个几乎没有移动，而第二个则沿着自助餐厅的长度进行了几次旅行。

碱性锌细胞用于应用电池间歇性地使用，但需要可靠地工作，并暴露于不受控制的存储条件，例如烟雾报警和手表。

锌银氧化电池具有高能量密度，较长的保质期和平坦的电压排放曲线。它们通常用于便携式和微型电子应用中，例如手表，计算器，助听器和玩具。当需要高功率功能时，他们使用锌阳极，银氧化物阴极和KOH电解质。如果需要更长的保质期，则使用Hydrogide（NaOH）钠电解质。高成本的白银大部分将这种化学反应限制在小电池上，除了成本不太重要的空间和军事应用中。

为什么要在锂离子电池上用于微型电子应用的锌银氧化物？宠物或孩子吞咽小细胞这可能会在食道中提出锂化学的噩梦。此外，由于有机电解质的电导率低，锂化学有利于更大的表面积，以实现高速率能力应用。

锌空气电池由于其高能密度，适用于应用的理想电压以及长期的保质期直至激活，最常用于助听器应用中。电池化学使用锌阳极，氢氧化钾电解质和空气作为阴极。通过卸下密封选项卡来激活电池，并将空气引入电池。使用空气而不是传统的阴极材料，例如金属氧化物，可以制造较小和较轻的电池。缺点包括对环境的敏感性；一旦激活了电池，就必须迅速用完。

锂主电池：锂是元素周期表中最轻的金属，与820 mAh/g的锌相比，特异性容量为3860 mAh/g。锂还具有3.045 V的电化学还原电位，锌的电池电池电池电压为3 V或更高）。这两种特性的组合导致锂基电池的能量密度非常高。

但是，锂对水具有高度反应性，与锌不同，不能与水性电解质一起使用。有机电解质通常使用，但是与氢氧化钾，氯化锌等水性电解质相比，这些电导率呈苍白，并限制了锂电池的功率输出（为了获得功率，电池电阻低和高电解质电导率）。从正面的角度来看，有机电解质的较低冻结点使其能够在低温下与基于水的电解质电池系统进行操作。

普通原主锂电池

锂锰二氧化衣电池使用锂金属作为阳极和二氧化锰阴极。这些可在纽扣和圆柱形格式中使用。由于有机电解质的电导率较低，因此LI-MNO2细胞设计有利于大型表面积细胞结构例如纽扣细胞的硬币和螺旋蛋白类型上的果冻构造，以最大程度地减少内部阻力并增强功率能力。锂硬币细胞还以低于氧化锌细胞的低电流运行，以最大程度地减少内部耐药性和细胞加热。

锂硫化铁电池在1.5 V处提供更高的能量密度替代品，可在高漏极速率，更长的保质期，更好的泄漏性，更宽的工作温度范围和减轻重量的情况下提供较高的性能。这些细胞用于数码相机和摄像机中。缺点包括运输限制由于阳极中的锂金属含量和较高的成本（每个航空公司的乘客仅限于主电池中的2 g金属锂，或8克可充电锂离子，相当于2个硫化物硫化物锂电池）。这些细胞具有正温系数（PTC）安全开关，如果细胞过热，则充当当前限制器。

电池电池化学决定了影响电池性能的许多电池属性，从而使其成为选择电池的关键考虑因素。作为我们在此博客中探索的主要电池电池化学反应的后续，我们的下一篇文章将深入研究次要电池化学。

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