【中華百科全書●工學●電池】

楊籍富

【中華百科全書●工學●電池】

 

將物質於產生化學或物理變化之際，所放出之能量直接轉換成電能的裝置，稱為電池（Cell）。

 

電池在基本上，可分為化學電池與物理電池兩種。

 

物理電池依放電原理的不同而分類，例如太陽電池、原子電池、熱電發電器、磁流動力（MHD）發電器等。

 

化學電池的放電原理均相同，所差異的在於使用物質之不同。

 

化學電池平常比較常見，以下進一步說明。

 

化學電池中包含有氧化劑（獲得電子之物質），與還原劑（給予電子之物質），藉間接接觸引起氧化還原反應而放出能量。

 

氧化劑側做為正極（PositiveElectrode），還原劑側做為負極（NegativeElectrode），因此通常氧化劑又稱為正極活性物質或減極劑（Depolarizer），還原劑又稱為負極活性物質。

 

為了增加正、負極活性物質之反應，必須將電極浸於導電性良好的電解質溶液中。

 

活性物質內，有時尚混合其他重要物質，例如在正極中常有碳極電棒等。

 

電池於放電時，正極活性物質P1接受電子變成P2，負極活性物質N1放出電子變成N2，電池之反應如下：（正極）P1 ne-→P2,Ep°=xV（負極）N1→N2 ne-,EN°=─yV（全反應）P1 N1→P2 N2,E=Ep°-EN°=（x y）V在此E為以氫極為基準之標準氧化還原電位，E則為電池之額定電壓。

 

在電池兩極間電位差與其內電阻以及外電阻有關。

 

電池兩端之電位差e，可表示如下：（方程式１），其中E為開路時之電動勢，r為內電阻，R為外電阻。

 

化學電池依據電解液之狀態，可分為乾電池與濕電池兩種。

 

乾電池是把濕電池中之電解液漿糊狀化而成。

 

此外，亦可分為一次電池（PrimaryCell）與二次電池（SecondaryCell）兩種。

 

一次電池之電流，直接由極板與溶液作用而來，電池一製成便可放電，但電池的壽命隨活性物質的消費而終了。

 

二次電池則可藉充電重覆再生使用，一般又稱為蓄電池（Battery,Accumulator）。

 

再者若電池中之活性物質，可由外部連續供給，則具永久性之壽命，稱為燃料電池（FuelCell）。

 

有一種再生型的燃料電池，曾於太空船中使用以供應電力。

 

圖一所示的為錳乾電池的構造，圖二所示的為水銀電池的構造，兩者均為一次電池，額定電壓約為一．五V。

 

圖三所示的為鉛蓄電池的構造，其為二次電池，額定電壓約為二V。

 

（黃文儀）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=9357