電化學(xué)電源是一種利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的設(shè)備。電化學(xué)電源可作為電子對講機(jī)、尋呼系統(tǒng)和應(yīng)急照明系統(tǒng)等設(shè)備的直流電壓備用電源。最基本的電化學(xué)電源類型是電壓電池。電壓電池是利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的單個單元。電池是一組連接的電壓電池，利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。
　　電池單元是產(chǎn)生固定電壓和電流水平的電能的單元。通過并聯(lián)電池單元可以增加電池產(chǎn)生的電流。當(dāng)一個電壓電池單元的正極連接到另一個電池單元的正極，并且兩個負(fù)極也連接在一起時，這兩個電池單元就被稱為并聯(lián)。
　　計算輸出電流
　　考慮兩個電壓電池并聯(lián)，如圖 1(a) 所示。如果每個電池的端電壓恰好為 1.5 V，則并聯(lián)組合的輸出電壓也為 1.5 V。
　　Eo  = E1  = E2 =  E3  
　　如果每個電池能夠提供 1A 的最大電流，則從兩個電池并聯(lián)組合中可以抽取的總輸出電流為 2A。同樣，對于三個這樣的電池并聯(lián)，最大輸出電流是每個電池最大電流的三倍。當(dāng)然，實際輸出電流仍然取決于輸出電壓和負(fù)載電阻。如圖 1(b) 所示，忽略電池內(nèi)阻，輸出電流為
　　\[I_{o}=\frac{E}{R_{L}}\]
　　但輸出電流 Io是 每個電池單獨電流的總和。因此，
　　Io  =I1 +  I2 +  I3 +  + In （    1）
　　對于兩個相同的 1.5 V 電池并聯(lián)的情況，負(fù)載電阻為 5Ω（忽略內(nèi)部電阻），
　　\[I_{o}=\frac{E_{C}}{R_{L}}=\frac{1.5V}{5\Omega}=0.3A\]
　　和
　　我1  = 我2  = 0.15A　?。╝）兩個電壓電池并聯(lián)

　　（b）兩個并聯(lián)電池與負(fù)載電阻的電路圖

　　圖 1. 并聯(lián)電池產(chǎn)生的輸出電壓等于一個電池的端電壓，最大輸出電流等于電池最大電流水平的總和。圖片由 Amna Ahmad 提供
　　例子。
　　2 V 電池并聯(lián)后，需要提供 0.2Ω 電阻。如果每個電池可以提供 0.5 A 的最大電流，請確定應(yīng)并聯(lián)的電池數(shù)量。假設(shè)電池內(nèi)阻可以忽略不計。
　　解決方案。
　　\[I_{L}=\frac{E_{C}}{R_{L}}=\frac{2V}{0.2\Omega}=10A\]
　　并聯(lián)電池數(shù)量
　　\[N_{P}=\frac{I_{L}}{每電池電流}=\frac{10A}{0.5A}??=20\]
　　并聯(lián)電池的等效電阻
　　在一組并聯(lián)電池中，每個電池都可以用其等效電路（E 1 R s1、E 2 R s2等）表示，如圖 2(a) 所示。完整的電池組可以用具有單個源電壓 (E) 和單個源電阻 (R s )的等效電路表示[圖 2(b)]。E 是每個電池的端電壓，R s 等于電池內(nèi)阻的并聯(lián)組合。對于兩個 1.5 V 電池的情況，每個電池的內(nèi)阻為 0.1 Ω，等效電路具有
　　E = E 1  = E 2  = 1.5V
　　和
　　\[R_{S}=R_{S1}||R_{S2}=\frac{0.1\Omega}{2}=0.05\Omega\]
　　對于并聯(lián)的三個相同的電池，將一個電池的內(nèi)阻除以三，即可得出等效電路的內(nèi)阻，　　\[R_{S}=R_{S1}||R_{S2}||R_{S3}=\frac{R_{S1}}{3}\,\,\,(2)\]

　　（a）兩個并聯(lián)電池的等效電路

　?。╞）兩個并聯(lián)電池的單個等效電路
　　圖 2. 兩個并聯(lián)電池的等效電路顯示電池的內(nèi)阻為 Rs=Rs1||Rs2。圖片由 Amna Ahmad 提供
　　考慮到電池內(nèi)阻，一組并聯(lián)電池為負(fù)載電阻 R L提供的輸出電流 為
　　\[I_{o}=\frac{E}{R_{S}+R_{L}}\,\,\,(3)\]
　　在某些情況下，并聯(lián)的電池電壓可能不完全相等。例如，在圖 1 中的兩個電池中，E 1 可能為 1.54 V，而 E 2 為 1.49 V。當(dāng)發(fā)生這種情況時，端電壓最大的電池會傾向于通過端電壓較小的電池放電，直到兩個電池的電壓相等。如果使用二次（即可充電）電池，則一個電池由另一個電池充電。端電壓不相等的電池不應(yīng)并聯(lián)。
　　電池和電池組容量
　　蓄電池的容量以安培小時 (Ah) 為單位。安培小時是電池在完全放電一小時之前可以連續(xù)輸出的最大電流。電池的安培小時容量只需將電流的安培數(shù)乘以電流流動的小時數(shù)即可得出。能夠連續(xù)放電 2 A 電流 8 小時的電池的容量為 2 × 8 = 16 Ah。同樣，能夠連續(xù)放電 10 A 電流 12 小時的電池的容量為 120 Ah。
　　例子。
　　四個并聯(lián)電池的端電壓分別為 E =2 V 和內(nèi)阻 R s =0.1 Ω。每個電池通常可以提供 4 小時的最大負(fù)載電流 500 mA。確定并聯(lián)組合的開路輸出電壓和可以提供的最大負(fù)載電流。此外，計算電池組的 Ah 額定值和內(nèi)阻。
　　解決方案。
　　E = E 1  = E 2  = E 3  = E 4  = 2V
　　根據(jù)公式 1
　　I o(最大值)  = I 1  + I 2  + I 3  + I 4  = 4×500mA = 2A
　　電池的 Ah 額定值 = (4 個電池) × (每個電池的 Ah 額定值)
　　= 4 ×(500 毫安×4小時) = 8 安時
　　根據(jù)公式 2
　　R s  = R s 1 ||R s2 ||R s3 ||R s4  = 0.1Ω||0.1Ω||0.1Ω||0.1Ω = 0.025Ω
　　并聯(lián)（類似）電池產(chǎn)生的輸出電壓等于一個電池的端電壓，并能提供最大輸出電流等于每個電池最大電流之和?！　〈_保并聯(lián)電池正確連接非常重要。圖 3 顯示了并聯(lián)電池的正確和錯誤連接方式。所有正極端子應(yīng)連接在一起，所有負(fù)極端子應(yīng)連接在一起，如圖 3(a) 所示。

　?。╝）正確連接的并聯(lián)電池的電路圖

　　（b）并聯(lián)電池連接錯誤
　　圖 3. 并聯(lián)電池應(yīng)始終正極對正極、負(fù)極對負(fù)極連接。連接錯誤的電池會快速放電。圖片由 Amna Ahmad 提供
　　當(dāng)正極和負(fù)極連接在一起時，如圖 3(b) 所示，電池相互短路并快速放電。
　　電壓單元的關(guān)鍵要點
　　簡單的電壓電池由浸入液體電解質(zhì)中的兩個不同的金屬板組成。電壓電池可以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合運行。電壓電池或電池的性能可以根據(jù)其可以提供的最大電壓和電流以及其安培小時 (Ah) 額定值來定義。