已投入使用和正在研制的高能電池有以下幾種。

①以鎂作負(fù)極活性物質(zhì)的鎂干電池:其結(jié)構(gòu)與鋅-錳干電池基本相同。鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比較低，電化學(xué)當(dāng)量小，具備了作為高能電池負(fù)極活性物質(zhì)的優(yōu)良條件。例如鎂-錳干電池的實(shí)際比能量是鋅-錳干電池的4倍,工作時(shí)電壓平穩(wěn)，在低溫下也具有較好的工作能力，并且能耐高溫貯存。其缺點(diǎn)是有電壓滯后現(xiàn)象（接通后需要經(jīng)一段時(shí)間，電壓才能上升至終止電壓值），滯后時(shí)間約為2～3秒；由于腐蝕作用，鎂電極電流效率低；不宜于小電流長時(shí)間的間歇放電。

②金屬-空氣電池:以空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)，金屬作為負(fù)極活性物質(zhì)的電池（見電池）。

③鋰-非水電解質(zhì)溶液電池:鋰的電化學(xué)當(dāng)量約為鎂的二分之一，因此作為高能電池的負(fù)極，鋰比鎂更優(yōu)越。但鋰與水要激烈反應(yīng)，須采用有機(jī)溶劑或非水的無機(jī)溶劑來配制電解質(zhì)溶液，再加入無機(jī)鹽使之導(dǎo)電。使用的正極材料主要有固體氟化物、氯化物、氧化物、硫化物。這些電池的理論比能量大都在1000瓦時(shí)/千克以上。其實(shí)際比能量也比較高。例如鋰-氟化銅(Li/CuF2)電池在放電電流密度為2毫安/厘米2時(shí),實(shí)際比能量可達(dá)250瓦時(shí)/千克。由于有機(jī)電解質(zhì)溶液的比電導(dǎo)小，電流密度不能提高,因此鋰-非水電解質(zhì)溶液電池是一種高比能量、低功率的電池。而鋰－硫化物電池在重負(fù)荷下放電，特別當(dāng)外部短路時(shí)還會(huì)發(fā)生爆炸。

④鈉－硫電池：是近幾年研制出的比較成熟的一種二次電池。它的負(fù)極是熔融金屬鈉（Na）；正極活性物質(zhì)是熔融多硫化鈉（Na2Sx），通常充滿在多孔碳中,碳作為正極集流體。需采用導(dǎo)電陶瓷管將鈉與多硫化鈉隔開，以防直接反應(yīng)而引起自放電。此外，陶瓷管還起電池中的電解質(zhì)作用。電池放電時(shí),負(fù)極上的反應(yīng)為2Na─→2Na++2e-Na+

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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通過導(dǎo)電陶瓷管進(jìn)入正極與硫發(fā)生反應(yīng)形成多硫化物。當(dāng)負(fù)極的鈉耗盡的時(shí)候則放電終止。為使鈉和多硫化鈉都處于液態(tài),放電需在300℃左右進(jìn)行。鈉-硫電池的實(shí)際比能量已經(jīng)達(dá)100瓦時(shí)/千克,充放電循環(huán)壽命可達(dá)2000個(gè)深放電循環(huán)，因此特別適于用作車輛的電力電池。

⑤鋰高溫電池：以鋰為負(fù)極，硫族（包括硫化物）和氯氣為正極活性物質(zhì)，熔融鹽為電解質(zhì)的電池。由于采用熔融鹽，電池在300～600℃間工作，因此鋰高溫電池與鈉－硫電池合稱為高溫電池。液態(tài)鋰電極經(jīng)多次充放電循環(huán)后易失去濕潤性；硫在高溫下要揮發(fā)，并有腐蝕性；氯是氣體，難以處理。因此鋰高溫電池研制的方向?qū)⑾蛞凿嚭辖馂樨?fù)極和以硫化物為正極的方向發(fā)展。如鋰鋁合金-硫化鐵電池，其電池反應(yīng)為4LiAl+FeS2─→2Li2S+Fe+4Al

它的理論比能量為650瓦時(shí)/千克;實(shí)際比能量到80年代已超過100瓦時(shí)/千克；充放電循環(huán)周期大于250次。新開始研制的還有鋰硅合金-硫化鐵電池,具有更高的比能量。

正在研制中的高能電池主要有鋅-鹵素電池、鈉-水電池和鋰-水電池等。

具有較高比能量的電池。比較耐用和供電量高

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

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電池比能量，在電池反應(yīng)中，1千克反應(yīng)物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。以鉛蓄電池為例，它的電池反應(yīng)為

Pb+PbO2+2H2SO4─→2PbSO4+2H2O

反應(yīng)物的電化學(xué)當(dāng)量之和為3.866(Pb)+4.463(PbO2)+3.659(H2SO4)懡[1]12克，這些物質(zhì)全部反應(yīng)后產(chǎn)生1安時(shí)的電量。因此1千克反應(yīng)物質(zhì)可產(chǎn)生83.3安時(shí)的電量。電量與電動(dòng)勢(shì)的乘積等于電能,所以1千克反應(yīng)物產(chǎn)生的電能為83.3×2.044=170.3瓦時(shí)。電池的實(shí)際比能量要比理論比能量小。因?yàn)?，在?jì)算中假定了反應(yīng)物全部按電池反應(yīng)進(jìn)行，即無副反應(yīng)；忽略了電池的內(nèi)阻引起的電位降；沒有考慮反應(yīng)物質(zhì)以外的其他部件的重量。理論比能量是實(shí)際比能量的極限。在研制新型化學(xué)電池時(shí)，理論比能量與實(shí)際比能量的比值能夠反映出電池的研制水平。

理論比能量

1克當(dāng)量活性物質(zhì)完全反應(yīng)后能夠產(chǎn)生26.8安時(shí)的電量。由此可知，當(dāng)量越小，產(chǎn)生的理論安時(shí)電量[2]就越大。所以，高能電池的正負(fù)極活性物質(zhì)是周期表上方的單質(zhì)及其化合物。由于電池的電動(dòng)勢(shì)是正極電位與負(fù)極電位之差，因此，通常選擇電位較正的電極為正極，電位較負(fù)的電極為負(fù)極，即以周期表左邊元素的單質(zhì)及其離子所構(gòu)成的電極為負(fù)極；以周期表左上角元素的單質(zhì)及其離子所構(gòu)成的電極為正極。

實(shí)際比能量

影響電池實(shí)際比能量的因素有電池的電壓效率、反應(yīng)效率和重量效率。

①電壓效率(KE)：指電池的工作電壓與電動(dòng)勢(shì)的比值。主要與電流密度、擴(kuò)散速度(包括溶液的擴(kuò)散、氣體的透氣度以及活性物質(zhì)內(nèi)部的擴(kuò)散)和電池的內(nèi)阻(包括電解質(zhì)溶液的電阻、集流體和隔板的電阻、固體活性物質(zhì)和固體放電產(chǎn)物的電阻、多孔電極孔內(nèi)電解質(zhì)溶液的電阻以及接觸電阻)等有關(guān)。

②反應(yīng)效率(KR)：指活性物質(zhì)的利用率。電池副反應(yīng)越少，則反應(yīng)效率越高。

③重量效率(KW)：完全按電池反應(yīng)式參加反應(yīng)的活性物質(zhì)的重量與電池總重量之比。電池中不參加電池反應(yīng)的物質(zhì)越多則重量效率越低。重量效率KW對(duì)電池實(shí)際比能量的影響不是孤立的。例如，加入添加劑[3]，雖然降低了重量效率，但卻增大了反應(yīng)效率KR和電壓效率KE。