7、原电池性能特点及应用解析

原电池性能特点及应用解析

1. 原电池概述

原电池是便携式电气和电子设备、照明、摄影器材、个人数字助理（PDA）、通信设备、助听器、手表、玩具、内存备份等众多应用的便捷电源，摆脱了对市电的依赖。其主要优点包括方便、简单易用、维护需求少，且可根据应用需求定制尺寸和形状。此外，原电池还具有良好的保质期、合理的能量和功率密度、可靠性以及可接受的成本。

原电池已有100多年历史，直到1940年，锌 - 碳电池还是唯一广泛使用的类型。二战及战后时期，不仅锌 - 碳电池系统取得了显著进展，新型优质电池也不断涌现。如今，锂电池的容量已从早期锌 - 碳电池的不足50Wh/kg提高到超过400Wh/kg，保质期从二战时常温下约1年延长到现在普通电池的2 - 5年，新型锂电池更是高达10年，且能在高达70°C的温度下储存。低温工作范围从0°C扩展到 - 40°C，功率密度也大幅提高。特殊的使用固体电解质的低放电电池保质期超过20年。

20世纪70 - 90年代是原电池发展的重要时期，电子技术的同步发展、对便携式电源的新需求以及太空、军事和环境改善计划的支持，推动了原电池的重大进步。在此期间，锌/碱性二氧化锰电池开始取代锌 - 碳或勒克兰谢电池，成为主要的原电池，占据了美国市场的主要份额。出于环保考虑，大多数电池中不再使用汞，性能不受影响的同时，含汞的锌/氧化汞和镉/氧化汞电池逐渐被淘汰。幸运的是，锌/空气和锂电池的发展成功取代了这些“含汞”电池在许多应用中的地位。这一时期的一项重大成就就是开发并销售了多种以金属锂为阳极活性材料的锂电池，其高比能量和优越的保质期为从小型硬币和圆柱形电池到大型导弹发射井备用电源等广泛应用开辟了道路。

近年来，随着现有电池系统的成熟，原电池能量密度的增