为什么不是所有的电池都可以充电?

为什么有些电池是可充电的,而有些则不能?
2021年3月17日
提出的凯蒂Haylor

电池

一排双A和三A电池。

分享

听众Michael问:“为什么像AA或AAA大小的电池不能充电?”普通电池和可充电电池,尤其是锂电池有什么区别?这是‘大电池’为了销售更多电池的阴谋,还是有正当理由?”

凯蒂-电池阴谋啊?这里有三位科学家可以解开这个充电之谜:国家物理实验室的加雷斯·海因兹,剑桥大学的大卫·霍尔和迪迪·林克尔。

Gareth -有两种类型的电池-一次电池,设计用于单次使用,二次电池,可充电。

大卫:世界上每一个电池都由正极、负极和某种电解质溶液组成,电解质溶液是溶解在溶剂中的盐。

Gareth -当电池放电时,每个电极都会发生电化学反应,将化学反应物转化为产物并发电。

David -然而,电极、盐和溶剂有很多选择。其中只有一部分可以充电,科学家称之为“二次电池”,但对于其他电池,比如大多数AA和AAA电池,使用储存的能量是单向的。

滴滴:电池是否可充电取决于正极和负极是由什么组成的。最常见的AA和AAA电池被称为碱性电池,它们有金属锌和二氧化锰电极。当你使用电池时,锌金属被消耗掉,形成氧化锌。不幸的是,这个反应是不可逆的,这意味着如果你给电池充电,你不能把锌金属拿回来。

在二次电池中,电化学反应是可逆的。例如,在锂离子电池中,非常小的锂离子可以很容易地插入两种电极材料——通常是石墨和混合金属氧化物——所以电化学反应在两个方向上都同样有效。这意味着电池可以多次充放电;通常进行数千次循环。

滴滴也有可充电的AA或AAA电池,比如镍氢电池。这种电池的反应是可逆的,这意味着你可以给电池充电并再次使用它。

Gareth -所以这不是电池制造商的阴谋-一次电池本质上仅限于一次放电,而二次电池则不是。

大卫:最终,在选择使用电池时,必须考虑设备的能量需求。例如,无绳电钻在短时间内需要大量的电力,这需要更高电压的电池。但是烟雾探测器在很长一段时间内消耗的能量非常少,因此需要低压电池,比如标准的双a或三a电池。

凯蒂-我只需要记得在我把它们放入充电站之前检查一下哪些电池是可充电的!谢谢加雷思、迪迪和大卫。从电池到无聊,因为下次我们要讨论道格拉斯的这个问题……

道格拉斯:动物总是吃同样的东西会感到厌烦吗?就像羊一样,它们会对一种草感到厌倦吗?

在这一集里

一排可充电电池

00:00 - QotW:不同的电池有什么不同?

为什么不是所有的电池都可以充电?

QotW:电池之间有什么区别?

听众Michael问:“为什么像AA或AAA大小的电池不能充电?”普通电池和可充电电池,尤其是锂电池有什么区别?这是‘大电池’为了销售更多电池的阴谋,还是有正当理由?”

凯蒂-电池阴谋啊?这里有三位科学家可以解开这个充电之谜:国家物理实验室的加雷斯·海因兹,剑桥大学的大卫·霍尔和迪迪·林克尔。

Gareth -有两种类型的电池-一次电池,设计用于单次使用,二次电池,可充电。

大卫:世界上每一个电池都由正极、负极和某种电解质溶液组成,电解质溶液是溶解在溶剂中的盐。

Gareth -当电池放电时,每个电极都会发生电化学反应,将化学反应物转化为产物并发电。

David -然而,电极、盐和溶剂有很多选择。其中只有一部分可以充电,科学家称之为“二次电池”,但对于其他电池,比如大多数AA和AAA电池,使用储存的能量是单向的。

滴滴:电池是否可充电取决于正极和负极是由什么组成的。最常见的AA和AAA电池被称为碱性电池,它们有金属锌和二氧化锰电极。当你使用电池时,锌金属被消耗掉,形成氧化锌。不幸的是,这个反应是不可逆的,这意味着如果你给电池充电,你不能把锌金属拿回来。

在二次电池中,电化学反应是可逆的。例如,在锂离子电池中,非常小的锂离子可以很容易地插入两种电极材料——通常是石墨和混合金属氧化物——所以电化学反应在两个方向上都同样有效。这意味着电池可以多次充放电;通常进行数千次循环。

滴滴也有可充电的AA或AAA电池,比如镍氢电池。这种电池的反应是可逆的,这意味着你可以给电池充电并再次使用它。

Gareth -所以这不是电池制造商的阴谋-一次电池本质上仅限于一次放电,而二次电池则不是。


大卫:最终,在选择使用电池时,必须考虑设备的能量需求。例如,无绳电钻在短时间内需要大量的电力,这需要更高电压的电池。但是烟雾探测器在很长一段时间内消耗的能量非常少,因此需要低压电池,比如标准的双a或三a电池。

凯蒂-我只需要记得在我把它们放入充电站之前检查一下哪些电池是可充电的!谢谢加雷思、迪迪和大卫。从电池到无聊,因为下次我们要讨论道格拉斯的这个问题……

道格拉斯:动物总是吃同样的东西会感到厌烦吗?就像羊一样,它们会对一种草感到厌倦吗?

评论

添加注释