电池负极的形态有多种,其中比较常见的有平面、球形、圆柱形和方柱形。这些形态的选择并不是随意的,而是取决于电池的用途,电池的正极形态也会根据电池用途定制。
平面负极通常应用于手持型电器,因其平面大,能更好地与设备底部接触,从而提高电池传导效率。球形负极的表面积相对较小,常用于电池直径较小的微型设备,例如手表、耳机等。而圆柱形和方柱形负极则广泛应用于大型设备和电动工具中,由于体积较大,能够承载更多的能量。
电池负极的材质主要有铁、铜、钢、锌、镍等,其中铁和铜是最常用的两种材料。铁负极的优点在于价格便宜、抗腐蚀性好,因此广泛应用于一次性电池中;铜负极的优点在于导电性好、稳定性高,因此常用于镍氢电池等充电电池中。
此外,用于锂电池负极的材料主要是碳和铜箔,其中碳在锂离子电池中的应用非常广泛,原因在于其比铜箔更轻薄,可将锂离子电池的质量减少至最小。
电池负极的制备工艺包括几个步骤,具体如下:
(1)材料预处理:主要是对铁、铜等金属进行切割、清洗等预处理,以保证负极的结构和电性能。
(2)涂覆:将材料切成一定尺寸,经过电化学溶液涂覆成均匀的负极电极层,制得负极极板。
(3)压制:将负极极板经过压模成负极芯,制程要求将负极压成规定计量,密度均匀的极芯。
(4)成型:将经过压制的负极芯通过复合材料组装成成品电池。
存储:电池负极在存放时,应避免湿气和腐蚀性气体的侵蚀。正确定放电电压(不低于放电截止电压)和存放温度是保持电池负极长寿命的重要因素。
使用:电池负极在使用过程中,应注意正负极的正确连接,改变随意将导致电池损坏或严重事故的发生。在使用过程中,要避免暴力挤压、切割等操作,严禁将电池负极强行拆卸,以免发生爆炸等意外情况。