电池

电池是一种电源，由一个或多个具有外部连接的电化学电池组成，用于为电气设备供电。

电池供电时，正极为负极，负极为负极。 标记为负极的端子是电子源，将通过外部电路流向正极端子。 当电池连接到外部电负载时，氧化还原反应将高能反应物转化为低能产物，自由能差作为电能传递到外部电路。 从历史上看，电池一词特指由多个电池组成的设备； 然而，这种用法已经发展到包括由单个电池组成的设备。

一次（一次性或一次性）电池使用一次并丢弃，因为电极材料在放电过程中会发生不可逆的变化； 一个常见的例子是用于手电筒和多种便携式电子设备的碱性电池。 二次（可充电）电池可以使用施加的电流进行多次放电和充电； 电极的原始成分可以通过反向电流恢复。 例子包括用于车辆的铅酸电池和用于笔记本电脑和手机等便携式电子产品的锂离子电池。

电池有多种形状和大小，从用于为助听器和手表供电的微型电池，到xxx的极端，巨大的电池组相当于房间大小，为电话交换机和计算机数据中心提供备用或应急电源。

电池的比能（每单位质量的能量）比汽油等普通燃料低得多。 在汽车中，与内燃机相比，电动机将电能转化为机械功的效率更高，这在一定程度上抵消了这一点。

1930 年代，巴格达博物馆和伊拉克文物部主任 Wilhelm König 报告了巴格达电池的发现，这是一种由陶瓷锅、铜和铁组成的公元一世纪的装置。 他的假设是它被用于电镀，但后来的理论表明它可能是用于电疗的医疗设备。

1749 年，本杰明·富兰克林 (Benjamin Franklin) 在使用一组相连的莱顿瓶电容器进行电力实验时首次使用电池一词。 富兰克林将一些罐子组合成他所说的电池，使用军事术语来表示武器一起工作。 通过增加容纳容器的数量，可以存储更强的电荷，并且可以在放电时提供更多的能量。

意大利物理学家亚历山德罗·沃尔特 (Alessandro Volta) 于 1800 年建造并描述了xxx个电化学电池，即伏打电堆。这是一堆铜板和锌板，由浸过盐水的纸盘隔开，可以在相当长的时间内产生稳定的电流。 沃尔特不明白电压是由于化学反应引起的。 他认为他的电池是一种取之不尽、用之不竭的能源，而电极上相关的腐蚀效应只是令人讨厌的事情，而不是像迈克尔·法拉第 (Michael Faraday) 在 1834 年所展示的那样，是电池运行不可避免的结果。

虽然早期的电池对于实验目的具有很大的价值，但在实践中它们的电压波动很大，无法持续提供大电流。 丹尼尔电池由英国化学家约翰弗雷德里克丹尼尔于 1836 年发明，是xxx个实用的电力来源，成为行业标准并被广泛用作电报网络的电源。 它由一个装满硫酸铜溶液的铜锅组成，其中浸入一个装满硫酸的无釉陶器容器和一个锌电极。

这些湿电池使用液体电解质，如果处理不当，很容易发生泄漏和溢出。 许多人使用玻璃罐来盛放它们的组件，这使得它们易碎且具有潜在危险。 这些特性使湿电池不适用于便携式设备。 接近 19 世纪末，干电池的发明用糊状物代替液体电解质，使便携式电子设备实用化。

真空管设备中的电池历来使用湿电池作为 A 电池（为灯丝供电）和干电池作为 B 电池（提供极板电压）。

2010 年至 2018 年，每年电池需求增长 30%，2018 年总计达到 180 Gwh。保守估计，增长率预计将保持在 25%，最终到 2030 年需求将达到 2600 Gwh。此外， 预计成本降低将使需求进一步增加至 3562 GwH。