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二次电池:
二次电池一样是经过化学能转换成电 能,但可藉由充电的方式,将电能重新注入电池,重新转化成化学能,可再次使用。而使用的次数随着材料与应用的不同而异。市面上常见的有铅 酸电池镍镉电池镍 氢电池以及锂电池。 不同的电池因为其工作电压丶电容量以及安全性的关系,有不同的应用(二 次电池比较)。 虽说二次电池可多次使用,但是许多金属仍对环境以及人体影响相当大(污 染性)
锂 电池
此处的锂电池主要是指锂离子电池。 目前在市面上所能见到的为锂钴系锂 锰系,但此两者在使用的安全性上有疑虑,高温时会有爆炸或是电容量下降的问题,对使用者本身有极大的伤害。针对这些问题所改进的锂铁 电池,能消除使用者在安全上的疑虑,并在效能的表现上维持锂电池的高水准。
Aleees HIBS电池
为最新的锂电池材料。虽然能量密度较锂钴系电池为低,但是安全上的无虞则是其优势。不论是过充电或是过放 电,都不会有燃烧爆炸的问题。而且因为安全性高的关系,其充电的时间可大幅缩短。循环寿命正常情况下约可到达2,000次,较锂钴系及锂锰系电池的500 次来得长。
锂 钴系电池
锂 钴系电池目前是市面上能量密度最高的电池,具有体积小丶重量轻的优点,一般所使用的手机电池丶笔记型电脑电池皆属此类。但是其安全性极差,在制程上需要严 格的控制,且保护电路设计必须十分精确,否则在过充电或过放电的情形下,会有爆炸燃烧的问题。而事实上,这样的案例屡见不鲜。
锂锰系电池
锂 锰电池的出现,是为了改善锂钴电池安全上的问题。虽然其能量密度没有锂钴系电池高,但是因为安全性的稍稍改善,所以可供需要大功率的产品,如手工具机丶电 动机车等使用。但其高温特性很差,当温度达50℃时,其电容量下降20%,若温度到达80℃,则电容量下降50%,而且无法回复。
铅酸电池
1859 年,铅酸电池就已经出现,迄今已有一百多年历史。阳极材料为铅,阴极材料为二氧化铅,电解液为浓度27%~39%的硫酸溶液。传统的铅酸电池在使用的过程 中会发生电解液减少的状况,所以需要加水补充,为开放式铅酸电池。随着材料技术的进步,电解液在反应的过程中不会发生减少的现象,所以不需补充水分,为密 闭式的铅酸电池,目前市面上所使用的多属此类。在室温时(25℃),能提供2V的工作电压。安全性高,缺点是体积过大与重量过重,但是在价格上相对便宜许 多,不过对环境的影响甚剧。
镍镉电池
1899 年问世,在1970年代时广泛使用,虽然工作电压仅有1.2V,较铅酸电池为低,但因为有高能量丶内阻小丶循环寿命长,於是被广泛使用。镍镉电池以氢氧化 镍为阳极活性材料,镉为阴极活性物质,电解质为氢氧化钾,水为电解液。因为发展已久,成本较低。不过因为记忆效应的影响严重,效能会随着充放电次数而下 降。而且镉具有严重的污染性,在目前环保意识的抬头之下,已被多国所禁用,慢慢淡出市场。
镍氢电池
镍 氢电池的设计,主要用来改善镍镉电池的记忆效应。同样以氢氧化镍为阳极材料,在阴极的活性物质则改用无污染性的储氢合金,是材料革新的一个典范。跟镍镉电 池比较起来,能量密度为高,但是可承受的负载电流较小,而且自放电率要比镍镉电池高。但是因为无污染性的关系,在市场上仍旧占有一席之地,如最近流行的油 电混合车,其电池部分初期都采用此类电池。
二次电池比较表

二 次电池污染性

在这15年来,尽管锂电池具有大功 率的特性,并对环境无影响的情况下,已经广泛地运用於各种3C产品;但是由於安全性的考量,迟迟无法应用在电动车和电动工具等领域,而这些产品的电池只能 选用铅酸丶镍氢和镍镉等高污染丶笨重丶低容量,以及低效能的电池。
铅和镉分别为铅酸和镍镉电池的主要材料。但由於这两种金属对於人体(特别是孩童)的威胁极大,因此在欧盟新颁布的危害物质限用指令(RoHS)中,就将这 两种金属名列为禁用材料。
铅进入人体后,80%贮藏在骨骼与 牙齿。其馀的则存在於血液及软组织中。若是因为疲劳丶生病发烧等原因使得血液酸性浓度增加则原本存在於骨骼与牙齿中的铅便会流至血液中,增加铅中毒的症 状。
铅 中毒症状:
贫血丶脸色为铅灰色。
肌肉 无力丶颤抖以及麻痹。幼儿受到的影响更大,会有智能障碍丶癫痫丶脑性痲痹丶视神经萎缩丶听神经缺陷等问题。
出现 肾水肿,并且会引起不孕症丶流产,甚至会有死胎的情况。
当血液中含铅量,每公升高达80微克以. 上,会引起痉挛丶昏迷等急性症状,甚至可能导致死亡。血液占人体重量的1/13,也就是一个65公斤的人,其体内只要含有0.4毫克的铅(比一根头发重量 还轻),就是铅中毒。
镉在人体的消化道的吸收率很低,但 会慢慢聚集在人体的肝脏及肾脏中。镉会妨碍人体对於钙质的吸收,於是骨骼中的钙溶出,造成骨骼软化,於是四肢躯干会有疼痛的现象,就是俗称的「痛痛病」。