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什么是紙電池?兩大電池性能參數剖析!

時間:2023-01-13 13:56:22來源:21ic 電子網

導語:?電池從充放電類型來區分可以分為兩種,一種電池只可放電,不可充電,另一種電池既可以充電也可以放電。

  電池從充放電類型來區分可以分為兩種,一種電池只可放電,不可充電,另一種電池既可以充電也可以放電。為增進大家對電池的認識,本文將對電池的性能參數以及紙電池予以介紹。如果你對電池具有興趣,不妨繼續往下閱讀哦。

  一、電池性能參數

  1、內阻

  電池的內阻是指電流通過電池內部時受到的阻力。它包括歐姆內阻和極化內阻,極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。由于內阻的存在,電池的工作電壓總是小于電池的電動勢或開路電壓。電池的內阻不是常數,在充放電過程中隨時間不斷變化(逐漸變大),這是因為活性物質的組成,電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內阻遵守歐姆定律,極化內阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關系。常隨電流密度增大而增加。

  內阻是決定電池性能的一個重要指標,它直接影響電池的工作電壓,工作電流,輸出的能量和功率,對于電池來說,其內阻越小越好。

  2、阻抗

  電池內具有很大的電極-電解質界面面積,故可將電池等效為一大電容與小電阻、電感的串聯回路。但實際情況復雜得多,尤其是電池的阻抗隨時間和直流電平而變化,所測得的阻抗只對具體的測量狀態有效。

  二、紙電池

  (一)紙電池是什么意思

  紙電池,是用紙張作為載體的電池。紙電池是由銀和碳納米材料制成的特殊墨水,涂在紙張上制成“紙電池”,為輕型、高效的新型能源存儲帶來希望之光。

  紙電池是一種片狀纖維素所制成的電池,由于和片狀纖維素和紙相似,故得名。它的制造方法是在片狀纖維素上面填滿了排列整齊的碳納米管。碳納米管是作為電極,用以導電。它的功用既像鋰離子電池,又像超級電容器。相較于一般傳統電池,它能提供一個長期,穩定的功率輸出,并像超級電容器一樣能快速放出高能量。一般傳統電池是將數個單獨的組件組合起來,然而紙電池卻是將所有的電池組件集合在一個單一的結構內,使之更加有效能。

  (二)紙電池的優點

  1、體積愈加輕浮。能做到二十納米厚,人的頭發直徑約為該纖維厚度的五千倍。

  2、高不亂性。接納固態“電解液”,可隨意率性剪裁不漏液,在穿刺、拉伸等情形下不發作爆炸。

  3、耐低溫。一千三百攝氏度低溫噴火槍的條款下,紙電池不會起火或爆炸。

  4、順應性強。可以隨便曲折折疊,且在負七十℃至一百五十℃之間都可以正常應用。

  5、充電更疾,行使壽命也更長。紙電池的能量稠度約莫為九十瓦時每公斤,約莫相當于古代電池的一半,可以和最朝的鋰離子電池比擬,其能量潛力是鉛酸汽車電池的兩倍。

  6、不含有任何無害化學精神或重金屬。

  (三)紙電池的市場前景

  這種紙電池與傳統電池相比,在儲存能源和充電周期壽命方面的表現一樣良好。實驗顯示,將碳納米管紙張放入傳統充電池,可減少20%重量。加州大學伯克萊分校化學教授楊培東認為,這種技術可在短期內商業化。

  哈爾濱工業大學理學院應用化學系的孫克寧教授認為,每一種電池都是根據不同的需要而特別設計和發明的。由于不同的電池有不同的特性,所以某一種電池不可能是萬能的,這種新型紙電池也不例外。

  新型紙電池作為一種新概念電池,運用前景肯定是有的。但是從公布的紙電池的生產方法上看,生產這種紙電池所需要的碳納米管的生產成本很高,不適合大批量生產,因此其實用性也是有限的。還只能把這種新型紙電池定位為一種探索性研究發明。由于工藝和其他方面的原因,它并不能替代廣泛使用的其他種類的電池,也不可能在短時間內占有市場。

  對于筆記本電腦、手機、數碼相機乃至汽車都是一種理想的驅動裝置。因為可塑性強,這種電池甚至可以被做成車門的形狀。在驅動微型醫療裝置(譬如心臟起搏器)方面有著其它電池不可比擬的優勢。研究者正在努力降低紙電池的成本,期望未來能夠像印刷報紙那樣,利用印刷技術大量制造電池。


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