Page 46 - 第三代半導體—— 碳化矽材料製程與分析

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於0°C (32°F)的溫度下使用。鹼性 電池在這些溫度下也表現出容量 急劇下降，儘管還是比鋅碳電池好 些。具有有機電解質的鋰一次性電 池，可 以 在 - 4 0 °C 的 溫 度 下 運 作，但 性能也會顯著下降。
有不同的尺寸規格，例如鈕 扣電池、圓柱形電池、方形電 池和軟包裝電池(其中大部分 是標準化)。
器、手電筒和時鐘。 鹼性鋅電池是Lewis Urry在
在可充電的應用中，鋰 離子電池只能在大約20~45°C (68~113°F)的狹窄範圍內，以最大 速率充電。若超出此溫度範圍，就 需要使用更低的電流/電壓，也代 表需要更長的充電時間。在低於5 或10°C (41~50°F)的溫度下，可能 需要進行涓流充電以防止可怕的 鋰電池枝晶鍍層問題，這會增加熱 失控的風險。我們都聽說過鋰離子 電池爆炸，這很可能是因為過度充 電、在低溫或高溫下充電或因雜質 造成短路而發生的悲劇。
• 成本:有時可能需要放棄具有 更好性能特性的電池，因為其 應用成本太高，對於一次性的 大容量應用更是如此。
Everready Battery Company工 作時發明的。與鋅碳電池相比，它 們提供更高的倍率性能和更長的 保存期限。Urry的創新包括用鋅 粉代替鋅外殼(圖4)、大幅增加表 面積和提高放電率能力，他還用 氫氧化鉀(KOH)代替了酸性電解 質，進一步降低了內阻並提高了倍 率性能。Urry在工廠自助餐廳透 過兩輛玩具車賽車向老闆展示了 他的發明，一輛裝有傳統的鋅碳 D電池，另一輛裝有他的新電池， 第一個幾乎沒有移動，而第二個沿 著自助餐廳走了幾圈。
電池的其他考量因素
考量很多因素，其中一些與化學有 關、有些與電池設計和構造有關。 若缺乏了解可能影響特定指標的 因素，會使在比較電池的各項指標 時更加困難，有時甚至會進行毫無 意義的比較。
鹼性鋅電池用於電池間歇性 的應用，但需要在可靠地運作並 暴露在不受控制的儲存條件下的 應用中，例如煙霧警報器和手錶。
除了上面列出的四個主要考量 因素之外，在為特定應用選擇電池 時，下面列出的基本因素也會影響 電池的性能表現。
常見的原電池化學成分
鋅-氧化銀電池具有高能量密 度、長保存期限和平坦的電壓放電 曲線。它們通常用於便攜式和微型 電子應用，例如手錶、計算機、助 聽器和玩具。當需要高功率時，它 們使用鋅陽極、氧化銀陰極和氫 氧化鉀電解質，如果需要更長的保 存期限，則使用氫氧化鈉(NaOH) 電解質。銀的高成本主要將這種 化學物質限制在小型電池中，但 在太空和軍事應用中這些成本就 微不足道了。
• 保存期限:電池在使用前在儲 藏室或架子上放置多久，是一 個重要的考慮因素。(不可充 電)原電池的保存期限比(可充 電)蓄電池要長得多。然而由 於蓄電池具有充電能力，因此 原電池的保存期限通常更為 重要，但其中的例外是，當蓄 電池無法再進行充電的時候。
前面第一部分討論了電池選 擇的最重要指標。接下來的第二 部分將討論控制電池選擇的最重 要方面之一:電池單元化學組成。 許多重要的電池特性，例如能量密 度、可燃性和安全性、可用的電池 結構、溫度範圍和保質期，都取決 於電池化學成分。因此，先來看看 最常見的原電池化學成分。
• 化學反應:上面列出的許多特 性都是由電池化學所決定。
鋅碳電池已經存在了100多 年，它們成本低，有多種形狀和尺 寸可供選擇。然而，在過去的幾十 年裡，它們的市場佔有率已經被 新的化學物質所取代，但它們仍然 用於低消耗間歇性的應用，如遙控
為什麼在微型電子應用中使 用氧化鋅銀電池而不是鋰離子電 池?寵物或兒童誤食小型電池的安 全問題，對鋰化學電池來說是一場 惡夢。此外，由於有機電解質的低
• 物理尺寸和形狀:電池通常 www.eettaiwan.com | 2022年7月
• 運輸和存放規定:鋰電池的運 輸通常會受管制。某些電池化 學物質的存放也處於管制之 下，這可能會是大容量應用需 考量的因素。 如上述所提，選擇電池時需要
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