電池已成為現代科技不可或缺的一部分。您可以在電話、筆記型電腦、汽車甚至可再生能源儲存設備中找到它們。我們通常將電池視為一個單元。然而，它的基礎是一個較小的元件，稱為電池芯。因此，通常會產生一個問題：什麼是電池芯？電池芯的功能為何？
事實上，每個電池都是儲存和提供能量的精巧單元。這些小型的多顆電池構成了我們日常生活中賴以為生的電池。這就是為什麼要了解電池芯的基本原理，才能知道電池的效能。如果您是電池芯的新手，不用擔心！這份詳細的指南將讓您清楚瞭解電池芯。那麼，讓我們開始吧！
什麼是電池芯？
讓我們先掌握電池電芯的基本知識！
電池芯是儲存能量並將能量轉換成電力的電池的較小單元。它的兩端稱為電極，中間的介質稱為電解質。當連接到電路時，電池內的化學物質就會產生反應並產生電流。此電流為您的裝置提供電力。
簡單來說，電池電芯是現代可攜式技術的動力來源。這些電池是隨時隨地都可以攜帶和使用能源的原因。不過，必須注意的是，單個電池芯可以為小型裝置供電。然而，較大型的機器通常需要連接多個電池芯來組成電池組。
這就是為什麼電池的效能直接取決於電池芯的品質和容量。換句話說，電池芯越強韌，電池的性能就越好。此外，並非所有電池芯都是一樣的。它們有各種不同的形狀和尺寸，以滿足不同的能源需求。這種多樣性使其在多個行業中都有廣泛的可用性。
電池芯的基本零件
希望您從上面的部分對電池芯有了基本的了解。每個電池芯從外表看起來似乎只是一個簡單的物件。但是，它的內部卻有一個精心設計的結構。電池芯的每個部分都有其特定的作用，它們共同使電池能夠儲存和釋放能量。因此，讓我們深入探討一些常見的電池芯元件。
- 陽極 陽極是電池的負極。它通常由石墨、鋰或鋅等材料製成，視電池類型而定。它的主要工作是在電池使用時釋放電子。因此它是電力開始流動的起點。
- 陰極 陰極是電池的正極。它通常由金屬製成，例如鋰鈷氧化物或錳氧化物。陰極的作用是接收來自陽極的電子。陽極和陰極共同創造了電流的通路。
- 電解質： 陽極和陰極之間是電解質。這是一種化學物質，可以是液體、凝膠或固體狀態。它允許稱為離子的微小帶電粒子在兩側之間移動。如果沒有電解質，電荷的移動就不會發生。
- 分離器： 分離器就像是陽極和陰極之間的安全牆。它阻止兩者直接接觸，以免造成短路。但是，它仍然允許離子通過。
- 目前的收藏家： 電流收集器的功能是確保電能從電池流出並為裝置供電。這些是連接到陽極和陰極的薄金屬層。它們會收集電子，並透過外部電路將電子送出。這可讓您為裝置供電。
電池芯如何工作？
正如我之前提到的，電池芯可將化學能轉換為電能。然而，這個過程並不如聽起來那麼簡單。這需要經過一個全面、逐步的過程。因此，讓我們深入探討電池實際上是如何運作的！
步驟 1：化學反應開始
如您所知，電池內部有兩端稱為陽極和陰極。這兩個電極都浸在一種叫做電解液的凝膠狀物質中。當您將電池連接到裝置時，陽極內部的材料會開始與電解液發生反應。此反應會迫使陽極釋放出稱為電子的微小帶電粒子。這些電子現在可以移動了。 然而，它們無法直接通過電池內部。
步驟 2：電子流
由於電子無法穿過電解質，因此它們會選擇唯一可用的路徑。這條路徑就是包含電線的外部電路。這表示電子離開陽極，經過電線或與其相連的裝置，然後移向陰極。電子從陽極到陰極的這種移動產生了電能。這就是我們所說的為裝置供電的電流。
步驟 3：離子運動
當電子在電池外部移動時，電池內部會發生其他事情。事實上，在電解液中還有其他微小的粒子，稱為離子。這些離子帶有電荷。它們在電解液中從陽極移動到陰極。這種移動可維持化學反應的平衡，使反應順利進行。如果沒有這種離子移動，電池很快就會停止運作。
步驟 4：電力為裝置供電
當電子通過外部電路時，會穿過與電池連接的裝置。它們的移動為裝置提供能量。例如，在遙控器中，電子會點亮小電路。這會將訊號傳送到您的裝置，例如電視。在手機中，電子會執行螢幕、應用程式和其他功能。簡單來說，電子的移動為您的裝置帶來生命。
步驟 5：充電與放電
當您使用電池為電器裝置供電時，電池電芯會發生放電。放電時，化學物質的反應會使電子從陽極流向陰極。這些電子透過電線，為您的裝置供電。另一方面，充電只發生在可充電電池中，例如 磷酸鐵鋰電池和鉛酸蓄電池.
它與放電相反。怎麼放？當您將電池插入電源時，電流會將電子推回它們形成的地方。同時，電池內部的離子也會回到原來的位置。此過程會重設電池的化學結構，使其可再次使用。
電池芯的種類
電池芯的形狀並不總是一樣的。它們的設計和結構會因使用場所的不同而改變。因此，根據這些因素，電池芯主要有五種類型。讓我們在本節中細分它們的細節和特點。
1- 鹼性電池
鹼性電池是日常生活中最常見也最廣泛使用的電池之一。它們之所以稱為「鹼性」，是因為它們使用鹼性電解質，通常是氫氧化鉀。與舊式的鋅碳電池相比，鹼性電池的電解質使其使用時間更長、電量更大。不過，這些電池不可充電。這表示一旦使用完畢，就無法再充電。您可以在遙控車、時鐘、手電筒和其他類似裝置中找到它們。
2- 鉛酸電池
鉛酸電池是最古老、最可靠的電池電池類型之一。由於其成本低、耐用且能提供高功率，至今仍被廣泛使用。這些電池使用鉛板和硫酸電解質製成。由於這種組合，它們可以提供穩定可靠的電源。請記住，不可充電的鉛酸蓄電池無法充電。因此，與可充電電池相比，它們會產生更多的廢棄物。
3- 鎳鎘 (NiCd) 電池
鎳鎘電池通常稱為 NiCd 電池，是一種可充電電池。這些電池使用氧化氫鎳和金屬鎘作為主要材料。由於這些電池堅固耐用，而且能夠承受各種溫度，因此廣受歡迎。此外，這些電池還能提供強大、穩定的電力輸出。這使得它們適合家庭和工業使用。
4- 鎳金屬氫化物 (NiMH) 電池
鎳金屬氫化物 (NiMH) 電池是鎳基電池的進階版本。取而代之的是鎘、 電池芯製造商 使用金屬氫化物材料作為負極。但是，正電極仍然是氧化氫氧化鎳。這種改變使 NiMH 電池對環境更安全，因為它們不含有毒的鎘。它們也提供更高的能量密度。因此，在與 NiCd 電池相同的尺寸下，它們可以儲存更多的能量。這就是為什麼 NiMH 電池在消費性電子產品、數位相機，甚至是混合動力汽車上大受歡迎的原因。
5- 鋰離子電池
鋰離子電池是目前最常見、最先進的充電電池。這些電池在充電和放電時，會在陰極和陽極之間移動鋰離子。由於這種設計，它們的效率很高，而且體積小，可以儲存大量的能量。
這使得它們不僅重量輕，而且功能強大。鋰離子電池的另一個優點是能量密度高。這意味著與舊式電池相比，它們在需要充電之前的使用時間更長。這就是為什麼這些電池常用於 高倍率電池.
常見問題
電池和電池有什麼不同？
電池是從化學反應中產生電力的基本單元。例如，遙控器中使用的 AA 電池實際上就是單個電池。不過，電池是由一個或多個串連的電池芯所組成。例如，您智慧型手機或汽車中的電池有許多小電池。
電池由多少個電池組成？
電池中的電池芯數量取決於所需的電壓和電量。例如，AA 或 AAA 電池通常只有一個電池芯。但是，9V 電池內有六個小電池，每個約 1.5V。所有這些電池芯連接起來總共提供 9 伏特的電壓。
電池中的壞電池可以重複使用嗎？
不可以，電池中的死電池不能再使用。原因是電池內的化學反應已經使用完畢，而且它們是不可充電的。因此嘗試重新充電可能會不安全。
總結
電池芯是 現代能源儲存.從家用電子產品到大型可再生能源系統，它們都能提供電力。然而，這些電池產生能量的基本工作原理。例如，它們透過電子的移動將化學能轉換為電能。
此外，根據不同的可用性，電池芯也有不同的類型。每種類型都有其優缺點。其中有些是可充電的，有些則是不可充電，但壽命較長。這種多樣性可讓各產業根據成本、效能和可靠性來選擇最佳的選項。