rechargeable battery是什么意思，rechargeable battery的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

可充电电池（Rechargeable Battery）是一种能够通过外部电源输入电能，将电能转化为化学能储存起来，并在需要时再将化学能转化为电能释放的储能装置。与一次性电池（如碱性电池）不同，可充电电池可以经历多次（通常数百次甚至上千次）充放电循环，从而显著减少资源消耗和环境污染。

核心原理与工作机制

1. 电化学可逆性：可充电电池的核心在于其内部发生的电化学反应是可逆的。放电时，活性物质发生氧化还原反应释放电子产生电流；充电时，外部电源提供能量驱动该反应逆向进行，使活性物质恢复到接近初始状态。
2. 构成：主要由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成。充放电过程中，离子（如锂离子 Li⁺）在正负极材料之间通过电解质来回迁移（嵌入/脱嵌或合金化/去合金化），电子则通过外电路流动形成电流。
3. 能量转换：
   • 充电：电能 → 化学能（存储在电极材料中）。
   • 放电：化学能 → 电能。

主要类型与技术特点

1. 锂离子电池 (Li-ion)：
   • 正极：常用钴酸锂 (LiCoO₂)、磷酸铁锂 (LiFePO₄)、三元材料 (如 NMC, NCA) 等。
   • 负极：常用石墨、硅基材料等。
   • 电解质：有机溶剂中的锂盐溶液。
   • 特点：高能量密度、高工作电压、低自放电率、无记忆效应。是目前消费电子、电动汽车和储能系统的主流选择。
2. 镍氢电池 (Ni-MH)：
   • 正极：氢氧化镍 (NiOOH)。
   • 负极：储氢合金。
   • 电解质：氢氧化钾 (KOH) 水溶液。
   • 特点：能量密度高于镍镉电池，无重金属镉污染，记忆效应较小。常用于混合动力汽车、电动工具、无绳电话等。
3. 铅酸电池 (Lead-Acid)：
   • 正极：二氧化铅 (PbO₂)。
   • 负极：海绵状铅 (Pb)。
   • 电解质：稀硫酸 (H₂SO₄)。
   • 特点：技术成熟、成本低、高功率输出、可回收性好。主要用于汽车启动、照明和点火 (SLI)，以及不间断电源 (UPS) 和储能系统。
4. 镍镉电池 (Ni-Cd)：
   • 正极：氢氧化镍 (NiOOH)。
   • 负极：氢氧化镉 (Cd(OH)₂)。
   • 电解质：氢氧化钾 (KOH) 水溶液。
   • 特点：耐用、高倍率放电性能好、低温性能好。但因重金属镉污染问题，已逐渐被镍氢和锂离子电池取代。

关键性能参数

• 容量 (Capacity)：单位安时 (Ah) 或毫安时 (mAh)，表示电池储存电荷的能力。
• 电压 (Voltage)：标称电压 (Nominal Voltage) 是电池的典型工作电压。
• 能量密度 (Energy Density)：单位体积或质量储存的能量 (Wh/kg 或 Wh/L)。
• 功率密度 (Power Density)：单位体积或质量输出的功率 (W/kg 或 W/L)。
• 循环寿命 (Cycle Life)：在容量衰减到一定值（如初始容量的80%）前可完成的充放电循环次数。
• 自放电率 (Self-discharge Rate)：电池在开路状态下储存时容量损失的速率。
• 库仑效率 (Coulombic Efficiency)：放电容量与充电容量的比值，反映充放电过程中的能量损失。

应用领域

可充电电池广泛应用于：

• 便携式电子设备：智能手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机、蓝牙耳机等。
• 电动交通：纯电动汽车 (BEV)、混合动力汽车 (HEV/PHEV)、电动自行车、电动滑板车等。
• 储能系统：家庭储能、电网级储能、可再生能源（太阳能、风能）配套储能。
• 电动工具：电钻、电锯、割草机等。
• 不间断电源 (UPS)：为关键设备提供备用电源。
• 医疗设备：便携式医疗仪器、电动轮椅等。

安全与维护

• 过充/过放保护：通常需要电池管理系统 (BMS) 来监控电压、电流和温度，防止过充、过放、过流和过热，确保安全和使用寿命。
• 温度管理：极端高温或低温会影响性能和寿命，甚至引发安全问题（如热失控）。
• 正确充电：使用配套或兼容的充电器，避免在高温环境下充电。

环境与可持续性

可充电电池通过重复使用减少了废弃电池的数量和对环境的压力。其可持续性还体现在：

• 回收利用：铅酸电池回收率很高；锂离子电池回收技术也在快速发展，以回收有价值的金属（锂、钴、镍等）。
• 材料创新：研发低钴/无钴正极材料、固态电解质等，旨在降低成本、提高安全性和减少对稀缺资源的依赖。

参考资料：

• 美国能源部能源效率和可再生能源办公室 (EERE) 提供了关于电池储能技术的基础知识，包括可充电电池的工作原理和类型。 (https://www.energy.gov/eere/vehicles/articles/internal-combustion-engine-basics)
• 国际电工委员会 (IEC) 制定了众多电池相关的国际标准，规范了电池的性能、安全和测试方法。 (https://www.iec.ch)
• 美国先进电池联盟 (USABC) 作为美国能源部资助的组织，定义了电动汽车电池的目标指标，推动了可充电电池技术的研发。 (https://uscar.org/partners/us-advanced-battery-consortium)
• 学术文献与教材：如《Linden's Handbook of Batteries》等专业书籍详细阐述了各类可充电电池的化学原理、材料特性和工程应用。

网络扩展资料

“Rechargeable battery”（可充电电池）是一种可以通过外部电源反复充电并多次使用的电池类型，其核心特点是内部化学反应的可逆性。以下为详细解释：

1. 基本定义 可充电电池通过将电能转化为化学能储存，放电时再将化学能转化为电能。与一次性电池不同，其电极材料和电解质在充放电过程中可恢复，从而实现循环使用。

2. 主要类型

• 锂离子电池（Li-ion）：能量密度高，广泛用于手机、笔记本电脑（如手机锂电池可充放300-500次）。
• 镍氢电池（Ni-MH）：环保且成本较低，常用于数码相机、电动玩具。
• 铅酸电池（Lead-acid）：大电流输出稳定，多用于汽车启动和储能系统。

3. 工作原理 充电时外部电流迫使电子反向流动，使正负极活性物质还原（如锂离子重新嵌入正极）；放电时电子自然流动，产生电流。化学方程式以锂离子电池为例： $$ text{LiCoO}2 + text{C} xrightarrow[text{充电}]{text{放电}} text{Li}{1-x}text{CoO}_2 + text{Li}_xtext{C} $$

4. 应用场景 涵盖消费电子（耳机、电动牙刷）、交通工具（电动汽车、电动自行车）、可再生能源储能（太阳能电池板配套）等领域。

5. 注意事项

• 避免过度充放电（如锂电池建议保持20%-80%电量）
• 不同电池需匹配专用充电器
• 高温环境会加速容量衰减

其经济性体现在长期使用成本低于一次性电池，且更环保（减少废弃物）。但存在循环寿命限制（如铅酸电池约200-300次循环），需定期更换。

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