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电池的工作原理

由:马歇尔的大脑,查尔斯·w·科比克林特Pumphrey|

电池反应与化学

当你将电池插入手电筒、遥控器或其他无绳设备时,电池内部会发生很多变化。而它们产生的过程不同的电池略有不同,但基本的想法是一样的。

当加载完成时电路在两个电极之间,电池通过阳极、阴极和电解液之间的一系列电磁反应产生电能。阳极经历氧化反应其中两个或两个以上离子(带电的原子或分子)从电解液与阳极结合,产生化合物并释放一个或多个电子。同时,阴极经过a还原反应其中,阴极物质、离子和自由电子也结合形成化合物。虽然这个动作听起来很复杂,但实际上非常简单:阳极中的反应产生电子,阴极中的反应吸收电子。净产品是电。电池将继续产生电,直到其中一个或两个电极耗尽了发生反应所必需的物质。

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现代电池使用多种化学物质为其反应提供动力。常见的电池化学成分包括:

  • 锌-碳化电池:锌碳化学成分在许多便宜的AAA、AA、C和D干电池中很常见。阳极是,阴极为二氧化锰,电解液为氯化铵或氯化锌。
  • 碱性电池:这种化学物质在AA、C和D干电池中也很常见。阴极由二氧化锰混合物组成,而阳极是锌粉。它得名于氢氧化钾电解质,这是一种碱性物质。
  • 锂电池(可充电):锂化合物常用于高性能设备,如手机、数码相机,甚至电动汽车。锂电池使用多种物质,但常见的组合是锂钴氧化物阴极和碳阳极。
  • 铅酸电池(充电)这是一个典型的汽车电池所使用的化学物质。电极通常由二氧化铅和金属铅制成,而电解液是硫酸溶液。

理解这些反应的最好方法就是亲自去看。进入下一页进行一些亲身操作的电池实验。