用了二十多年电池还能用吗(用了二十多年电池不耐用)
【太平洋汽车网技术频道】《电池研究院》是一个致力于探讨汽车动力电池技术的科普专栏。有读者表示，在阅读我的文章时，他们对电池技术的一些基础知识不了解，网上搜索也不准确。因此，这次笔者就从电池的分类和命名方法入手，简单介绍一下电池领域的一批基本项（以后还会有很多批次）。
划重点：本文后续会持续更新。
原电池的分类（不可充电）
原电池和不可充电电池具有相同的含义。我们平时接触最多的是碱性电池。事实上，它的作用数不胜数，比如强大到足以持续数十年的原子能电池。
我们就选几种电池来谈谈吧。第一选择，我们通常使用碱性电池，二氧化锰-锌配方，能量密度高，一节碱性电池可充电是镍氢的三倍，价格便宜，内阻低，不含汞，可扔回收时远离。“其他垃圾”没问题，不是危险废物。
另外，南孚的“聚能环”只是一块绝缘塑料片，与能量密度、能量无关。
原子能电池始于1913年，同年福特推出了装配线车型。它于20世纪50年代和20世纪60年代投入实际使用。它在太空中非常有用。它被用在阿波罗12号至17号上，还配备了好奇号火星探测器。
原子能电池的全称是放射性同位素热电发电机（TRG，放射性同位素热电发电机），它利用放射性同位素衰变过程中产生的热量来发电。由于不是连锁反应，所以不会爆炸，但还是有放射性，所以钢铁侠的健康状况不会太好。
没关系。外太空到处都有各种辐射。多一个也没关系。
青蛙电池虽然残酷，但确实是电池领域的启蒙之作之一。实验的领导者是著名的伽伐尼同志。这家伙的研究成果被抄袭后，一怒之下转向电学研究，最后发现人工电和生物电是同一个东西，并相信“电是储存在青蛙腿里的”。
加尔瓦尼和沃尔特为青蛙腿上是否有电而争吵。最终的测试结果有利于伽伐尼（其实每个电池相当于一个小电池），而不服气的伏打同志则发明了更大的原电池——伏打电池。
水银电池是我们经常使用的一次电池。它们通常以“纽扣电池”的形式制成，非常薄、小、容量低、自放电率低，并且有毒。最近整理房间的时候，发现了一台高考用的卡西欧电脑。纽扣电池还有电。那时已经十多岁了。
下面的剖面图解释了纽扣电池的结构。黄色部分是锌或铬正极，蓝色部分是氧化汞负极。
此外，另一大项是锂电池。该类别也属于二次电池，是21世纪最有前途的电池类别。
二次电池的分类（可充电）
在汽车领域，二次电池是最重要的话题。毕竟，没有人愿意购买一次性汽车电源系统.
在二次电池领域，全球研发机构已经进行了数十亿次的测试。索尼的锂离子电池在投放市场之前，他们尝试了1亿次配方。因此，二次电池是一个非常复杂的领域，技术路线绝非下表所列。不过考虑到科普文章的长度不能超过8000字，作者决定下次对技术路线进行细分。进行拆卸。
2015年，铝离子电池领域爆发出一则新闻。斯坦福大学和湖南大学的多位教授在《自然》上发表了关于创新铝离子电池的研究报告，声称铝离子电池具有一小时充电的潜力。（过充），耗电3-4天（高容量）。
显然，这只是一个实验原型（尽管它确实很有吸引力，而且反应机理清晰可行），距离成品还很遥远。五年过去了，还没有后续，暂时别想了。
液流电池是一个有趣的东西。笔者与同事@xiepeng在6年前合写了一篇长文，讲述一位创下记录、打造液流电池纯电动汽车的霸道总裁：
事实上，从技术实现的可能性来看，NANOFlowcell确实不是一个PPT造车/庞氏骗局。我个人认为最大的问题是小公司不可能完成配套的基础设施（液流电池更换站和物流（l链），最终只能做一些demo，吸引像丰田、大众、通用汽车.
液流电池通过液流电池模块中正负极电解液的相互作用产生电力。其原理与氢燃料电池动力系统类似，只不过用电解质代替氢气和氧气。
20世纪50年代以来，汽车电气设备开始增多，12V取代了6V。12V铅酸电池一直沿用至今，统治时期已有60多年。
铅酸电池的结构非常简单，就是在铅负极和二氧化铅正极之间分隔稀硫酸。单体容量约为60Ah，也就是0.72kWh的能量。安装5V降压线后，可记录行车数据，仪器可保存十天以上的停车记录。
玻璃电池是固态电池的一种，固态电池是锂电池的一种。2017年，锂电池领域最大的大师约翰·班尼斯特·古迪纳夫推出了一种固态电池，采用玻璃电解质和碱金属阳极（由锂、钠或钾组成）。Goodenough博士早在1976年就开始了固态化学的研究。
锂离子电池（LithiumionBattery）这个名称是索尼公司在20世纪90年代为了方便宣传而杜撰的。其实有点一般。应以起主要作用的正极/负极/电解质命名，如磷酸。锂铁电池以LiFePO4为最大贡献者。
锂离子电池需要进一步细分大量的技术路线，这需要几篇万字的文章。稍后我们会单独写一篇文章。
关于大家常用的镍氢电池，笔者之前写过一篇长文，供参考。目前，镍氢电池拥有非常成熟的产业链，但98%以上的大型镍氢电池（动力电池）产能被丰田松下合资企业垄断。
小型镍氢电池（5号）是我们平时使用最常用的。遥控器、夜灯、四驱车、录音笔、无数的电器都使用5号镍氢电池（5号有多大，下面会详细讲），循环寿命超过1,000次也使其比原电池更经济。
固态电池具有许多优点，例如能量密度高、能够使用金属锂负极、更高的安全性能、柔性薄膜、循环寿命长、能够制造更大的单体电池以及低自放电率。缺点是价格太高、导电率太低等。
更详细的信息，可以点击下面的链接查看我的长篇科普文章：
电池尺寸分类规则
我们通常会遇到许多不同尺寸的电池型号。下面的表格和解释可以帮助我们更好地了解电池尺寸分类。
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圆柱电池（锂离子二次电池）
在汽车领域，圆柱型锂离子二次电池是最常见的角色。它最早是由2012年的特斯拉ModelS开始的，它实际上可以驯服7000多个18650圆柱电池，并采用自主研发的电子控制。如此乖巧。
锂离子二次电池充满电时(SOC100)的电压为4.2V，标称电压为3.7V，完全放电时(SOC0)的电压为3.0V。其中，磷酸铁锂电池只能提供3.2V的标称电压。
这里使用的14500圆柱电池远高于1.2V/1.5V电压平台镍氢/碱性AA电池。钴酸锂标称电压为3.7V，磷酸铁锂标称电压为3.2V。
最有名的就是18650，因为当时有成熟的产业链（是同类型的笔记本电池），所以特斯拉可以在很短的时间内打造出高性能的电动汽车。
这种工业化解决方案可以比喻为“基于固定子弹设计枪械”或“基于GAU-8复仇者七管机炮制造A-10攻击机”。
后来，特斯拉采用了21700电池，以减少电池组的电芯总数并简化电子控制。去年年底的特斯拉电池日上，马斯克公布了巨型46800无极电池，预计单体容量将达到20000mAh甚至更高。
未来，圆柱型锂离子二次电池仍将是动力电池领域的支柱。
2
圆柱电池（1.2V/1.5V等）
圆柱电池除了18650命名格式中的分类方法外，还有缩写型号，就是我们通常看到的AA和AAA。
这是一种比较流行的分类方法，在电压平台为1.2V/1.5V的圆柱电池中应用比较广泛。
上述型号中，我们见到最多的是AAA（7号）电池和AA（5号）电池。
如果使用传统的AA镍氢电池组装一辆48kWh的纯电动汽车，需要多少个电芯？
假设单节电芯为2000mAh/1.2V/27g，那么单节电芯的能量为2.4Wh，需要20000节AA镍氢电池。除去任何模块结构件、电控和冷却系统，电芯总重量为540kg。这也是镍氢电池不适合纯电动汽车的原因。
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方形电池
这里概括的方形电池并不是目前动力电池组中的大型方形锂离子电池（3.7V电压），而是采用1.2V/1.5V电压电池组件的方形电池模组。这是目前市场上比较成熟的系统，大家都用过。
如果看完表格还是不明白作者在说什么，可以看下图。这是一款由六颗1.5V圆柱电池组件组成的9V定向电池。
除了垂直的形式外，我们还可以找到水平的形式。
您可能想知道为什么表中的电池容量有的几万mAh，而有的只有几百mAh。
事实上，分组后，只有2000mAh以下的方形电池。基本上1.2V/1.5V单节电池都是直接串联的。4.5V碱性电池是高容量的特例。毕竟，单个尺寸的碱性电池（一次）体容量非常高。
对于容量超过10000mAh的方型电池，有串并联两种方案，串联升压，并联增容，最后采用AA（5号）电池组组成6V大方型电池电池模块容量为52,000mAh，如上图所示。
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纽扣电池
纽扣电池是我们日常生活中最常见的电池类型之一。最常用的是3V电压CR系列锂锰电池（锂二氧化锰）和1.5V电压LR/SR系列碱锰锌电池。此外，还有LIR、ML、VL系列可充电锂电池。
以下模型是按照国际电工委员会（IEC）的标准编写的：
关于纽扣电池，我们只说最常用的两种型号。一种是CR2025，另一种是CR2032。它们具有相同的直径但不同的厚度。有时当我找不到CR2032时，我会使用带1mm焊盘的CR2025。电压相同，但容量稍小。
另外，纽扣电池的碱性电池型号有很多，表中就不一一列举了。
电池命名规则
目前国际上主要有两大电池规范组织，一是国际电工委员会（IEC）的标准，二是美国国家标准协会（ANSI）的标准。本文仅讨论IEC标准。
IEC于1906年在法国成立，负责制定各种电气产品的标准。IEC有许多分支机构。其中，1933年成立的TC21部门负责二次电池标准，1948年成立的TC35部门负责一次电池标准。
目前的电池命名法（电池命名系统）于1992年引入。
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电化学系统命名
第一个字母标识了控制电池性能的主要元件，也相当于标记了标称电压。
其中M和N已被撤回，因为这些电池含有汞，不环保。
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电池外形尺寸命名
形状命名约定要简单得多。
比如LR44纽扣电池，我们可以知道L代表碱性配方，R代表圆柱构型，但它极其扁平，就成了纽扣电池。
还有一些长期使用的特定电池名称。例如，R6电池实际上是AA（5号）电池，直径为14.5mm，高度为50.5mm。
另外，圆柱形电池的直径和高度不一定是整数。命名时不能使用舍入规则，而是根据下表中的最大大小进行标准化命名：
基于尺寸校准的命名还有一些不常见的细节。本节将在收集到更详细的信息后进行更新。
4
问：石墨烯电池存在吗？
事实上，“石墨烯电池”的概念本身就是不正确的。
该电池将以对其性能贡献最重要的材料命名。例如，下表中的电池命名与其金属含量一一对应：
另外，由于正极材料目前是电池性能的主要决定因素，因此大多数电池都是以正极来命名的。石墨烯电池的反应机理基本上是PPT状态。全天充电8分钟可跑1000公里的，成本降低80%。新闻，一笑而过。
结论
本文中的表格信息会持续更新，作者会单独写一篇长文来详细描述一些主流技术路线的细分路线。