可充电电池

概念定义

可充电电池又称二次电池或蓄电池，是电量消耗到一定程度后，可通过外部电源再次充电并反复使用的化学电池。它通常由一个或多个电化学电芯组成；多个电芯可采用串联、并联或串并联方式构成电池组。不同电极材料、电解质和结构设计会形成不同的工作电压、容量、尺寸及重量。

工作原理

放电时，电池内部通过氧化还原反应把储存的化学能转换为电能。氧化反应在负极进行，还原反应在正极进行，电子经外部电路流动并形成电流。充电时，外部电源驱动相关化学反应反向进行，使电池恢复可供使用的电量。反复充放电会令电极活性物质和电解质逐渐发生变化，可用容量及循环寿命会随使用而衰减。

技术构成与主要类型

可充电电池的核心部分包括正极、负极和电解质。电极活性物质决定主要化学反应，电解质负责电池内部的离子传导。按材料及工艺，可分为铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、钠离子和固态电池等类型。

铅酸电池单个电芯电压约为2V，可输出较大功率，常见于汽车启动系统和不间断电源。镍镉电池单体电压约1.2V，记忆效应较明显，并含有毒物质。镍氢电池单体电压约1.2V，记忆效应较轻，可用于混合动力车。锂离子电池单体电压通常约3.6V或3.7V，具有重量较轻、容量较大、无记忆效应和自放电率较低等特点，应用于消费电子产品、纯电动车及混合动力车。钠离子电池以钠离子作为电荷载体，其结构和原理与锂离子电池相似。固态电池采用固态电解质。

容量与充放电指标

电池容量表示能够储存的电荷量，日常常以安培小时（Ah）或毫安培小时（mAh）标示。理论放电时间可用容量除以放电电流计算。充放电速率也可用C值表示，例如600mAh电池的1C电流为600mA，理论上可在约一小时内完成放电。实际可用容量还会受到电池种类、体积、温度和放电速率影响；温度降低或放电电流增大时，有效容量通常会下降。

车辆应用

在车辆能源系统中，可充电电池承担储存和供应电能的功能。传统汽车的铅酸启动电池用于启动、照明和点火，结构强调较大的瞬时输出电流；深循环铅酸电池采用较厚极板，适合需要较深放电的用途。镍氢电池可用于混合动力车，锂离子电池用于纯电动车和混合动力车。车辆电池还需承受振动、冲击及温度变化带来的应力。

特点与使用限制

可充电电池能够多次循环使用，输出电流负荷能力通常高于多数一次性电池。其限制包括自放电、循环衰减以及充电不当造成的损坏。不同体系的重量、容量、成本、记忆效应和环境影响并不相同，需按车辆启动、动力驱动、固定储能或便携设备等用途选择相应类型。