互动科普

在我们身边，有碱性电池、锌锰电池、可充电的镍氢电池、用于手机或电脑的锂离子电池等各种各样的电池。各类电池的用途存在区别吗？另外，电池应该频繁地充电吗?

电池按形状大小其规格分为1号、2号、5号和7号，不同规格电池的电压等特性是相同的，表现出来的是电量的差异。因此，如果有5号电池，是可以替代1号电池使用的。由于1号电池和5号电池的长度不同，所以要使用专用的转换器，以保证替代使用的安全性。但是，因为5号电池的电量比1号电池小，所以电池会很快用完。

电池种类不同，电压也不同

电池是将易失去电子的金属或化合物（负极）与易得到电子的金属或化合物（正极）联接在一起，从而产生电子流动（电流）的装置。由于正、负极使用的物质不同，各类电池的电压等特性也有所不同。

碱性电池和锌锰电池都使用了锌（负极）和二氧化锰（正极），电压都是1.5V。可充电的镍氢电池使用储氢合金（负极）和氢氧化镍（正极），电压是1.2V。笔记本电脑和手机使用的锂离子电池电压约为3.7V。为了保证电压较高的锂离子电池使用时不发生危险，电池内置了IC芯片，用来保证电池安全使用。

很多人都有这样的印象，镍氢电池通常是作为碱性电池的替代品使用的，其实并不一定。因为镍氢电池电压较低，用于手电筒照明会暗一些，用于需要较高电压工作的设备时，电池也会很快失效。

图：最佳的充电方法

碱性电池和锌锰电池的区别何在？

碱性电池和锌锰电池的正负极使用的金属是相同的。两者有什么区别呢？碱性电池加工成了最易于负极的锌发生反应的形状，而提高了电池的性能。在使用中，所有电池的电压都会下降，而碱性电池因为电流生成效率较高，电压下降较为缓慢。

虽然最初都是1.5V，但电压下降较快的锌锰电池不能稳定提供电器所需的电压，会比碱性电池更早失效。

顺便说一下，虽然电池电压会在使用中下降，但如果从电器中取出后再次使用，由于电池内重新发生化学反应等原因，电压会略微回升。这样就能再用一小段时间。

可充电电池与不可充电电池

在充电时，电池内发生的化学反应与放电时的化学反应过程相反。能够通过充电反复使用的电池，使用了易于发生逆向化学反应的金属。另外，由于充电时可能产生气体，因此充电电池都配备了排气阀。

如果碱性电池没有用完的话，理论上也是可以充电的。网上还有碱性电池充电器出售。但是碱性电池不仅充电效率较低，而且充电时一旦产生气体，还可能发生爆炸、漏液，所以千万不要尝试。

电池一定要在电量用光之后才能充电么?

充电电池是否一定要在电量耗尽之后才能充电，这要视电池种类而定。

镍氢电池在电量耗尽之后充电是比较好的。如果放电或充电不充分，或者在存有少量电量的状态充满电，电池会产生“记忆”，导致电量下降。这被称作“记忆效应”，但其详细机制尚不清楚。不过，现在的电池都为了避免出现记忆效应而进行了改良，有的产品即使频繁地充电，也不会产生太大影响。

与镍氢电池相对，用于手机和笔记本电脑的锂离子电池几乎不存在记忆效应，所以没有必要将电量完全耗尽。一旦过度充、放电，反而会损坏电极的部分化学结构，有可能导致电量下降。最近的笔记本电脑为了保证电池寿命，有的机型还设置了充电到80%就不再充电的模式。

建议大家尝试根据电器的种类选择合适的电池，以延长电池的使用寿命。但是对于锂离子电池，为了保证电器设备附带的安全装置能够正常工作，应当使用专用电池。

（本文发表于《科学世界》2012年第5期）