什么是電池？

電池是將物質(zhì)的化學(xué)或物理反應(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置,。 不能充電的一次性電池稱為原電池,，可以多次充電和使用的可充電電池稱為二次電池。 鋰離子電池是二次電池,。

到目前為止的電池

1800年研制的伏打電池?fù)?jù)說是科學(xué)古老的電池,。 正極采用銅（Cu）板，負(fù)極采用鋅（Zn）板,，稀硫酸（H2SO4）為電解質(zhì),，通過化學(xué)反應(yīng)提取電力。
缺點(diǎn)是如果繼續(xù)發(fā)電,，氫（H2）會(huì)積聚在銅板周圍,，導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移出現(xiàn)問題，使電流難以流動(dòng)。 由于這些缺點(diǎn),，它沒有導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用,。
此后，開發(fā)了鉛酸電池,、丹尼爾電池,、汞電池等各種電池。 鉛酸蓄電池在汽車電池中仍被廣泛使用,。 在1900年代,，堿性/錳電池開始在家庭中廣泛使用。
目前,，環(huán)保型鋰離子電池,、固態(tài)電池、燃料電池已經(jīng)發(fā)展成為主流,。
特別是作為二次電池的鋰離子電池,，自1980年左右開始研究，用于大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備（智能手機(jī),，個(gè)人電腦等）,，已成為我們生活中*一部分。 Techne Measurement 產(chǎn)品還深入?yún)⑴c鋰離子電池的制造,。

二次電池 ~ 鋰離子電池 / 全固態(tài)電池 ~

鋰離子電池是通過在正極材料和負(fù)極材料之間移動(dòng)鋰離子來充電和放電的二次電池,。

鋰離子電池/固態(tài)電池材料

【正極材料】
鋰離子
*過渡金屬氧化物，例如鈷基,，例如LiCoO2，錳基,，例如LiMn204等,。
*鋰是元素周期表中的第三種，被認(rèn)為適用于電池,，因?yàn)樗撬薪饘僦凶钶p的,，并且很容易同時(shí)發(fā)射電子（高電負(fù)性）。 鋰的主要生產(chǎn)國(guó)是澳大利亞,、智利和阿根廷,。

【負(fù)極材料】
碳基材料
的例子：石墨、石墨,、硬碳,、鈦酸鹽、鍺,、硅等,。

【分離器】
溶解電解質(zhì)鹽，如LiPF6和LiBF4在環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合溶劑中

【容器】
金屬外殼、層壓材料等鋰離子電池
不使用汞或鎘,，對(duì)環(huán)境的影響很大,，可以說是地球友好型電池。

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鋰離子電池/固態(tài)電池/硫化物電池的原理

鋰離子電池中的正負(fù)極材料具有層狀結(jié)構(gòu),。 它是鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)的機(jī)制,。
存儲(chǔ)能量的充電和使用能量的放電的移動(dòng)方式不同。 由于鋰離子帶正電荷（Li+）,，當(dāng)鋰離子從含有鋰離子的負(fù)極材料中退出時(shí),，負(fù)極帶負(fù)電荷。
通過將這種負(fù)電荷作為電子從電池中提取,，可以獲得電能,。 這就是放電反應(yīng)。 另一方面,，如果從外部注入電力以將電子捕獲到負(fù)極中,，則負(fù)極材料將帶負(fù)電荷。 為了抵消這種負(fù)電荷,，來自正極側(cè)的鋰離子被吸入負(fù)極,。 這是充電反應(yīng)。
當(dāng)電解質(zhì)為固體時(shí),，稱為全固態(tài)電池,。
硫化物基電池與鋰離子電池和固態(tài)電池具有相同的原理。
通過制造電解質(zhì)硫化物,，研究正在進(jìn)行中,，因?yàn)樗妊趸锘娊赓|(zhì)具有更高的離子電導(dǎo)率和更高的可塑性。

Techne 測(cè)量有助于鋰離子電池,、固態(tài)電池和硫化物電池

在鋰離子電池和固態(tài)電池的制造過程中,，水分是主要敵人。
如果混入水分,，不僅會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量下降,，還可能發(fā)生意想不到的化學(xué)反應(yīng)，引起火災(zāi)和爆炸,。
因此,，鋰離子電池的制造過程在干燥室和手套箱中進(jìn)行。
為了清除制造過程中的嚴(yán)格條件,，測(cè)量和控制溫度,、濕度和露點(diǎn)溫度非常重要。
此外,，不斷測(cè)量環(huán)境以最大限度地降低保持干燥室干燥的成本也很重要,。

EE33溫濕度露點(diǎn)儀用于控制硫化物電池硫化氫計(jì)中硫化氫的濃度,，并控制涂層過程中的溫度和濕度。
使用在溶劑氣氛中特別有效的TE-660聚合物露點(diǎn)儀,、TK-100電容露點(diǎn)計(jì)和MBW973鏡面冷卻（鏡面型）露點(diǎn)儀,。

燃料電池

燃料電池不使用累積的電力，如原電池或二次電池,。 它是一種使氫氣和氧氣反應(yīng)并將能量轉(zhuǎn)化為電能的電池,。 由于電能是直接從燃料的化學(xué)能中獲得的，因此損耗極小,，并且在發(fā)電的同時(shí)產(chǎn)生熱量,，因此它是一種備受關(guān)注的高效電池。

燃料電池材料

【催化劑】碳基,、鉑等 【電解質(zhì)膜】氫氧化鉀,、磷酸等
【燃料來源】天然氣、純氫等

燃料電池的類型

燃料電池根據(jù)電化學(xué)反應(yīng)和電解質(zhì)類型分為五種類型,。
1） 聚合物電解質(zhì)燃料電池 2） 堿性電解質(zhì)燃料電池 3） 磷酸燃料電池 4） 熔融碳酸鹽燃料電池 5） 固體氧化物燃料電池

燃料電池原理

我們使用電解水的逆反應(yīng),。 在燃料電池內(nèi)部，許多像板一樣的電池堆疊在一起,。 電池具有正極,，負(fù)極和電解質(zhì)。 在負(fù)極,，氫在鉑（Pt）的催化作用下分解成氫離子和電子,。 然后，氫離子通過電解質(zhì)移動(dòng)到正極,，電子通過電線流向正極,。 在正極，空氣中的氧氣與通過電解質(zhì)的氫離子和電子反應(yīng)產(chǎn)生水,。

Techne 測(cè)量可以為燃料電池做出什么貢獻(xiàn)

控制燃料電池中使用的空氣,、氫氣、甲烷等的純度,。 純度的確認(rèn)通常由準(zhǔn)產(chǎn)品的量控制。
因此,，純度是通過測(cè)量少量水分來確定的,，這是雜質(zhì)的典型例子。

為此,，使用了TK-100電容式露點(diǎn)計(jì),。
此外，作為燃料的氫氣和甲烷的加濕量對(duì)于提高燃料效率非常重要,。
另一方面,，有必要抑制測(cè)量過程中冷凝的發(fā)生,。 為此，EE33溫濕度露點(diǎn)儀和 MBW573鏡面冷卻（鏡面）露點(diǎn)儀用于用于研發(fā)和性能評(píng)估,。