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電池，作為一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)中的地位十分重要。近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高歌猛進(jìn)，電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以及電子儀器設(shè)備的小型化和智能化，特別是近年來(lái)以蘋(píng)果和三星依托智能手機(jī)，平板電腦發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈讓這個(gè)行業(yè)得到了空前絕后的興旺發(fā)展，從而也衍生出相關(guān)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張發(fā)展，其中以移動(dòng)電源的需求快速增長(zhǎng)顯著，當(dāng)然這也同時(shí)對(duì)移動(dòng)電源提出了更高的要求。此外，電動(dòng)汽車(chē)因成為二十一世紀(jì)潛在的汽油驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的替代者而倍受關(guān)注，而移動(dòng)電源系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵部件。因此，低成本、對(duì)環(huán)境無(wú)公害的高比能量電池成為移動(dòng)電源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。
1.電池的發(fā)展歷程
電池的歷史可以追溯到公元前100年，當(dāng)時(shí)已經(jīng)產(chǎn)生了電池原型；但電池的真正發(fā)展是在1800年之后，伏特在這一年發(fā)明電池，人們對(duì)電池的原理才有了合理的解釋?zhuān)?959年，可充電的鉛酸電池得到應(yīng)用；1990年，鋰離子電池誕生。
1）鉛酸電池
鉛酸電池是較早出現(xiàn)的一種二次電池，主要用于汽車(chē)蓄電池和大型固定儲(chǔ)能電源。其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，價(jià)格便宜；其缺點(diǎn)是含有污染環(huán)境的重金屬鉛，能量密度低。鉛酸電池的市場(chǎng)份額將隨著綠色二次電池的廣泛應(yīng)用而逐步減少。
2）鎳鎘電池
鎳鎘電池也是一類(lèi)應(yīng)用較早的二次電池。其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、可快速充電和循環(huán)壽命長(zhǎng)；其缺點(diǎn)是能量密度不高，具有記憶效應(yīng)，含有有毒金屬元素鎘。歐盟國(guó)家自2005年12月31日起，已經(jīng)限制了鎳鎘電池的進(jìn)口。目前鎳鎘電池只是在二次電池的低端市場(chǎng)得到一定范圍的應(yīng)用。
3）鎳氫電池
鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題。鎳氫電池具有相對(duì)鎳鎘電池大的比能量，使用鎳氫電池能有效地延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間，也一定程度減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應(yīng)”，這使鎳氫電池可以更方便地使用。其應(yīng)用范圍包括：照相機(jī)、攝像機(jī)、移動(dòng)電話、無(wú)繩電話、對(duì)講機(jī)、筆記本電腦、PDA、各種便攜式設(shè)備電源和電動(dòng)工具等。鎳氫電池雖無(wú)環(huán)保問(wèn)題，但具有輕度記憶效應(yīng)，在高溫的工作下性能將會(huì)下降，但長(zhǎng)期來(lái)看，鎳氫電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將面對(duì)鋰電池技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的替代威脅。
4）鋰電池
相對(duì)于上述二次電池，鋰電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、無(wú)記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢(shì)。因此，自索尼公司于1990年開(kāi)發(fā)出鋰離子電池后，由于其具有電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比能量高、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到民用以及軍事應(yīng)用的多個(gè)領(lǐng)域，相較之下，在包括移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等強(qiáng)調(diào)輕薄短小、多功能的便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用上迅速普及。
5）燃料電池
燃料電池是一種把儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能，等溫地按電化學(xué)原理轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。燃料電池是由含催化劑的陽(yáng)極、陰極和離子導(dǎo)電的電解質(zhì)構(gòu)成。燃料在陽(yáng)極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽(yáng)極通過(guò)負(fù)載流向陰極構(gòu)成電回路，產(chǎn)生電能而驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。燃料電池與常規(guī)電池不同在于，它工作時(shí)需要連續(xù)不斷地向電池內(nèi)輸入燃料和氧化劑通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)生成水，并釋放出電能；只要保持燃料供應(yīng)，電池就會(huì)不斷工作提供電能。燃料電池在航空航天和軍事方面得到較好的應(yīng)用，但是受技術(shù)和成本的限制，尚未達(dá)到普遍的民用商業(yè)化程度。
