電池的電壓由什麼決定的?

Dawn-遠

電極的電位差就是電池的電壓,取決於電池內非靜電力對電荷做功的大小,主體是由電池材料決定的,只要電池的材料定下來了,電壓一般也就確定了。雖然工作溫度和光等因素也會影響到電池電壓,但從本質上還是影響了電池正負極材料的化學性質,造成電壓變化的,而非這些因素本身決定了電壓,比如鋰電池的電壓就是由於正極材料與負極材料體系決定的,所以電池的電壓取決於電池的陰極材料和陽極材料以及電解液的構成,請關注:

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從實際使用來看,電池電壓是由內阻和作用電流大小決定,電壓降=I*r,本質是由正極材料、負極材料和電解液濃度決定。而路端電壓則要把電動勢再減去電流*內阻。對於原電池的電壓,由組成電池兩極的物質種類(每種物質都有自己的額定電勢)及其濃度決定,所以原電池的電壓和電池的內阻共同決定外電壓。

拿常用的鋰電池來說,鋰電池一般使用含有鋰元素的材料來作為正極或負極材料,它主要依賴鋰離子在正極和負極之間移動來實現充放電功能。在充放電的過程中,鋰離子在兩個正負極之間來往返嵌入和脫嵌;在充電的時候,鋰離子從正極脫嵌了,然後經過電解質嵌入負極,而負極處於富鋰狀態;放電時候則是相反了。

單體電池,主要由正極材料與負極材料的電勢差來決定電壓;以三元正極材料為例說明,鎳鈷錳的對鋰電勢是3.65負,如果以石墨作為負極,單體鋰電池電壓就是3.65伏(市場中也有標3.7伏的);而鈦酸鋰對鋰電勢是1.5V,假如用鈦酸鋰作為負極,單體電池的電壓即大概是3.7-1.5=2.2伏。

而鋰電池組,那是通過將單體鋰電池通過串聯或並聯的方式,來實現產品設計方案中的電壓與電流技術要求的。一般情況下,鋰電池組包含了多個串並聯的單體電芯和電池管理系統,所以簡單需求配置電池保護板來控制,當多個單體鋰電池串聯在一起的時候,會增加鋰電池組對外輸出的電壓值,計算方法是用單體鋰電池電壓X串接電池數來計算整體輸出電壓,單位是符;多個鋰電池並聯時可以增加鋰電池組的輸出電流,計算方法是用單體鋰電池電流X並接鋰電池數量來計算整體輸出電流,單位是Ah/mAh。這些完全符合電路串並聯定律了。


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太過於籠統的答案,怕你不喜歡,就這麼解釋吧:假如電池是一隊戀愛中男女,電解質是他們愛情的濃度,當男方或者女方其中一方過於強勢於是他們的感情就會變淡,然後電壓就出現了,就是他們之間產生的縫隙,越來越大之後他們感情破裂,於是電池就沒有了電壓,於是產生了充電電池,在他們破解的感情上硬是加了一段愛情,於是 不用的時候,他們很恩愛,用的時候一方強勢導致出現裂縫,如此循環!!!


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