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镍氢电池充电电压

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2024年1月20日发(作者:庞雪瑶)

镍氢电池充电电压

发表时间:11-09-05

日常使用的1.2V镍氢电池,其充满电压通常为1.4V,放电终止电压是0.9V。

这就意味着,镍氢电池在放电到0.9V时已经不便使用,应该充电了。因此,0.9V既是放电时的终止电压,也可以看作是镍氢电池充电的起始电压。实用中,因为0.9V之后的镍氢电池还有一些小电流存在,所以,有的镍氢电池将起始电压设置为0.8V也是可行的。

镍氢电池充满后的电压在1.4V左右,这可以视为其最高电压,但个体电池也要视具体充电方式而定。

一种情况是以恒压充电,比较老式的充电方式仍然这样设置,一般都是设置为1.4V,但这样的后果有可能是电池到达1.4V可能还没有充饱,在这种情况下,镍氢电池充电终止电压就不是镍氢电池饱和电压。

上述缺陷主要是由充电电流引起的,大电流充电有可能在1.4V时并未满电。从充电曲线上来看,有些以1C充电的镍氢电池容量到达100%的电压可以达到目的1.53V,然后,然后在这一电压下转头向下再恢复到1.4V附近,因此,1.53V成为充电最高电压,镍氢电池充电器往往通过这个特点,把拐点电压出现设置为充电截止时间。

大电流与小电流充电对充电电压的比较是:小电流在较低电压值就可以充满电,而且在满电后的充电仍能缓慢地提升电压,相反,1C以上的大电流在满电状态下继续充电,电压不升反降。所以,在电压达到一定高度(如1.36V)后,采用0.3C左右的小电流充电是较为合理的。

恒流充电法采用了温升速率法作为充电结束的判断依据,比如,在0.3C充电条件下,每分钟温度上升2℃就会停止充电,这时的镍氢充电电压一般都在1.4V左右。

镍氢电池电压

根据镍氢电池所处工作阶段,镍氢电池电压分为:充满电压、额定电压、最低电压,或者说是饱和电压、工作电压、截止电压。

镍氢电池的额定电压是1.2V,这也是镍氢电池正常工作时的平均电压值,通常,合格的镍氢电池工作电压比较平稳,如果是一直在用的话,会表现为以一个比较稳定的频率形成电压下降过程。

镍氢电池截止电压为0.9V,有的镍氢充电电池实际可用到0.8V,电压降到0.8V以下,则说明镍氢电池被过放,电池需要修复,如果电池经过修复(通常用0.2C充电1小时的方法修复)仍然未能达到0.8V说明电池失效。

到达截止电压后应给镍氢电池充电,普通型镍氢电池饱和电压值会因充电电流不同而略有差别,相对小的电流在到达同样电压值时,容量(也就是电量)补偿会多一些,通常,镍氢电池充满电压在1.4V左右。试验中,因电流不同,镍氢电池充满电时的高电压会出现1.5V,低的也有1.38V。

镍氢电池充电电流

11-09-06镍氢电池充电,如果电流不同,充电效果和对电池的影响都会有比较大的区别。

表示充电电流大小的是倍率概念,在数值上等于充电电流与电池容量的比值,计量单位是mA。如标称容量为2000mAh的镍氢电池,如果用1000mA电流充电,充电倍率为0.5C,如果用400mA电流充电,充电倍率为0.2C。

以单体电池为例,通常认为:

镍氢电池充电分小电流、标准电流、大电流三种方式,以0.1~0.3C为标准充电电流,小于0.1C是小电流,大于0.3C是大电流。通常,充电电流不能大于1C。

小电流充电的好处是保护电池,有轻度过充,但对电池无太大影响;不足是充电时间很长;

大电流充电的好处是充电时间短;缺点是持续大电流对电池有损伤,影响使用寿命。

标准充电模式的优点是充电电路简单,充电时间稍长,但这种模式在设计复杂性和照顾电池充电时间上取得了平衡,得到业内的认同。

镍氢电池组在充电模式的选择上,镍氢电池厂家会有自己的物色产品,有的关注于时间,有的则关注满电程度,还有的从安全角度出发设计小电流充电。

镍氢电池充电注意事项

镍氢电池的不正确充电会对电池性能造成严重的负面影响,为更加有效地使用镍氢电池,应在充电时注意以下事项:

1、注意充电的温度,这是所有充电环节中最关键的因素,通常应在镍氢电池生产厂家产品说明书中规定的温度(0~45℃)环境中充电,低于规定温度会使电池内部充电不正常,导致电量恢复性能持续下降。而在高于规定温度的状况下,会出现电池发烫的情况,严重时可能产生漏液,流出淡黄色的液体;

2、对电池恒流充电时,开始尽量避免涓流充电,自始至终用涓流充电模式会影响电池特性,特别是导致以后的大电流放电无法启用。但恒流充电后应该设置涓流充电方式,进行

补充充电,以达到完全激活因子,补充损失电量的目的;

3、单节镍氢电池一使用完最好立即充电,不要先行与其他电池一起充电,因为放完电的镍氢电池放到一定时候容易造成电池过放电,形成极板短路,造成电池永久损坏;

4、对电池充电最好选择能控制充电电流与时间的智能充电器。如果是非智能充电器只有靠自己控制充电时间(因为不设置控制措施的普通充电器极易形成过充)。新电池头三次充电时间一般为:充电时间=(电池容量/充电器充电电流)×1.5,日常使用的镍氢电池充电时间则为:充电时间=(电池容量/充电器充电电流)×1.2,因为头三次要完全激活电池因子,故时间长些;

5、因为普通镍氢电池月自放电率达20~30%,所以,每三个月最好充一次电,意义同上述第3项一样,以免过放的损害;

6、不同品牌、不同容量的电池不能混合充电,充电器与电池充电特性不匹配的也不能混合充电。

镍氢电池第一次充电

镍氢电池出厂后的第一次充电包括两个方面的问题:一是要不要先充电再使用,二是充电多久合适。

一般情况下,新的镍氢电池只含有少量的电量,这是与镍氢电池较高的自放电速率密切相关的,假如镍氢电池出厂时的带电量为40%,在月自放电率高达30%的情况下,一月后的电量仅有10%,再长一些时间,有些电池就会处于放电态(即没有充电的状态),而且,镍氢电池还有一个特点,即,容量越高,其自放电速率也越大,这样,即使出厂时带电量大一些,经过一定时间后的电量仍然很小。因此,新电池使用前必须进行首次充电。

然而,另外一种情况也可以先用后充,2005年开始有低自放电镍氢电池推出市场,国内目前也有一些厂家生产低自放电电池。但是,由于低自放电镍氢电池的结构复杂,造价要比普通型的贵出很多,因而民用市场上的低自放电镍氢电池比例很小。正宗品牌的这种电池如果出厂时间较短(如一个月以内),通常带电量还很足,因为充电电池带电量如果在30%以上都可以正常使用,所以,镍氢电池在第一次充电前可以先使用。

镍氢电池充电一旦开始,就要选择用什么方式充电。通常认为,第一次充电前的镍氢电池电量很小,所以,应以小电流恒流充电方式为宜,大多数用0.1C倍率充电12~14小时,小电流充电对电池没有负面影响,即使有可能出现一点过充电也没有太大关系。同时,也可保证电池在充电电压范围内使电池容量100%的得到恢复。第一次充电也必须充满才能使性能发挥到最佳状态。

镍氢电池放电放电是向外电路输出电流的过程,镍氢电池在放电过程中,伴随有电压下降和容量减少现象。

考核镍氢电池放电效果的是其输出功率占输入功率的比值,也可以近似地换算成输出容量与输入容量的比值。按照正确方法使用的镍氢电池放完电的总输出功率正常都可以达到输入功率的95%以上,放电效果的差别是因为不同电流和温度下,电池的内、外阻与放电特性会有一定的区别。

实验显示,镍氢电池放电效率明显受电流和温度影响:

1、镍氢电池具有良好的低温放电特性,在这方面甚至好于锂电池,即使在-20℃环境温度下,采用大电流(以1C放电速率)放电,放出的电量也能达到标称容量的85%以上。在40℃以上的高温环境中容量损失可能会达到5~10%。镍氢电池虽然有良好的低温放电特性,但其工作温度还是在0~40℃之间为宜,毕竟,超出这个温度范围后,电池容量会有不同程度的降低。

2、按照IEC标准,镍氢电池容量是以标准充放电计算的,在这个标准计算中适用的电流是0.2C。实际上,以0.2C的小电流放电要比用1C放电的容量多出10%以上。

如果上述两个标准应用的不恰当都会使电池放电时间减少,比如,在上述过低的温度环境下只能放出85%的电量,而电流过大也会使放电效率降低,从而使放电时间缩短。当然,如果电池在正常工作环境下放电时间明显过短,则要检查是不是电池未被充满电,那就是追溯到镍氢电池充电的问题上了。镍氢电池过放电

电池放完内部储存的电量,电压到达终止电压值后,继续放电就会造成过放电,镍氢电池也不例外。

镍氢电池过放的出现一是在使用中,如对镍氢电池持续以较大电流放电就会造成这一现象,这与一些使用者把镍氢电池记忆效应看的过于严重有关,以为电量放的越彻底越好,这是一个误解,镍氢电池记忆效应的存在在一个很小的范围内的容量损失不大,而且可以通过周期性的(比如三个月)完全充放电来进行修复,但是电池使用中的长期过放则会破坏电池

结构,使得以后的充电无法进行,相比较而言,过放的这种伤害比记忆效应所造成的部分容量损失对电池的伤害更大。

另一种过放场景出现在储存过程中的自放电,镍氢电池是所有自放电中最大的,每月自放电率可达20~30%,虽然如此巨大,但由于这时电池体内电流很小,因而不会伴随使用过程中过放电可能出现的发热、发烫现象,电池结构可逆容量的破坏总的来说小得多。

从电化学原理上来说,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质可逆性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,活性物质不可逆使得电池容量明显衰减。因此,预防镍氢电池过放电可以有效提升电池的使用效率。对此,一定要设置好放电终止电压,使镍氢电池在电压下降到0.9V时自动停止放电。

镍氢电池自放电电池不与外电路连接时,由内部自发反应引起的电池容量损失就是电池的自放电,在所有的电池类型中,镍氢电池自放电最大,普通镍氢电池达到30%的自放电率。

影响镍氢电池自放电的因素主要有三个:

1、温度影响:通常情况下,温度越高,自放电越大;反之,温度越低,自放电越小;

2、与电池的带电量有关。通常,镍氢电池充得越满,自放电率也就越高,这里说的是平均值,当较高电池容量降到较低容量时,它与同等较低容量的其他电池自放电率是一样的;

3、存放条件的影响。镍氢电池处在一个导体环境中可能会产生微电流,加快电池的自放电进程,意外原因造成的瞬间大电流通过甚至可能会造成短路。

电池自放电会造成容量损失,这种损失大部分是可逆的,通过充电行为能够得到补充,可怕的是因此导致的过放电,过放电实际是电池处于少量带电或不带电情况下的储存与工作方式,往往会表现为电池低电压或者零电压,从而形成部分容量的不可逆损失。

减小自放电是提高镍氢电池性能的重要内容,针对引起自放电的原因,可以从以下方面着手改善:

1、温度环境:按照IEC规定的规范化的镍氢电池,其储存温度以20±5℃为宜;而其工作温度一般在0~40℃较为理想;

2、电池应带电储存,因为普通镍氢电池的自放电率高达30%,所以尽量使电池在80%的容量下储存,至少要有40%的电量,因为电池在40%容量下的自放电率会小许多。如果容量不够,很容易因为忘记补电而使镍氢电池处于过放当中;

3、存放环境应干净整洁,以防灰尘中含有导体物质而使电池自放电加快。

从机理上讲,自放电大小与正极材料在电解液中的溶解和它受热后的不稳定性,易自我分解有关,所以,镍氢电池自放电是由其结构决定而不可避免的,但控制自放电在可逆的范围内则可以通过使用者的正确使用而达到,除了上述三个方面的改善措施外,要及时充电补充自

放电造成的电量损失,以使自放电不会发生不可逆反应。

市场上有一些低自放电镍氢电池,造价较高,但可以在一年后仍保持80%的容量,因而充电次数可以显著减少。镍氢电池容量镍氢电池与其他充电电池一样,最重要的性能参数就是容量。通常意义上的电池容量是指在一定的放电条件下,电池放电至截止电压时放出的电量。IEC61436标准规定了镍氢电池在20±5℃环境下,以0.1C充电16个小时后以0.2C放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量,这种方法以C5表示,即以5小时率放电模式。镍氢电池容量单位:mAh(毫安时)/Ah(安时)。

镍氢电池容量是由其材料和结构决定的。上述IEC标准规定的额定容量只是理论容量,在理论容量已定的情况下,无论采取任何方式都不可能使其超过既有容量。就特定电池而言,随着电池使用时间和放电次数的增加,电池容量不可逆转地逐步下降,对于这种容量下降,无论采取什么方法,都不能达到理论容量。

电池结构相同的镍氢电池具有相同的比容量,比容量是指单位体积或重量的电池所给出的容量,分别称之为重量比容量和体积比容量。这就是同一品牌镍氢电池不同型号之间体积越大则重量也越重,容量也越高的缘故。

例如,某一品牌的5号aa镍氢电池总可以比7号aaa镍氢电池的容量做的更大。市场上有一些号称高容量的电池,其中有真假之别。不同品牌同样型号的镍氢电池中,真正的高容量电池应该表现为总输出功率(电流与电压乘积)比普通电池大许多,之所以如此,是因为高功率电池采用了高分子材料,其电极结构主要由AB2构成,这里的A表示钛和钒元素,B表示锆和镍等,区别在于稀土元素的减少,而普通镍氢电池电极结构由稀土为主要元素的AB5构成。

可见,如果没有高分子材料的加入,电池理论容量是无法提高的,市场上有些并未改性的镍氢电池也自称高容量,其实是以初始容量代替了额定容量。可能的情况是:在电极材料中多了增加初始容量的材料,但却以减少电极稳定用的材料为代价,结果就是,初始容量高的电池经过循环几十次使用之后容量迅速衰竭,而初始容量低的电池依然表现出良好性能。这就是为什么用总输出功率比较进行容量才是科学对比的原因。

在民用市场上,日系镍氢电池容量仍然比国内的高,有一些国内镍氢电池厂的技术也出现比较大的发展,部分电池产品性能可与国际先进水平。就单节镍氢电池而言,常用的5号镍氢电池容量可以达到1400mAh,最大的可以达到1600mAh,7号镍氢电池普遍可以达到900mAh。

镍氢电池的应用

镍氢电池应用领域的开拓与镍氢电池技术发展和镍氢电池市场容量的变化结伴而行。

镍氢电池在日美德等国率先进入产业化,早期镍氢电池的用途主要是在笔记本电脑和移动电话领域取代镍镉电池,但从1990年代锂离子电池商品化以来,在此后的十余年时间里,锂离子电池已经取代镍氢电池占领了便携式电子设备市场;在通讯领域里也迫使镍氢电池基本退出。

不过,目前镍氢电池的价格低于锂离子电池,而且安全性能也较锂电池优越。因此,部分笔记本电脑开始重新使用镍氢电池,也因为这两个优势,镍氢电池在电动工具、数码相机、电动车、移动电话中继基地用不间断移动电源等领域也开始部分回归。

在适用性上,镍氢电池低温性能优越,也适于大电流放电,因此常被装配成镍氢电池组用于满足便携式电子设备需求。这方面的应用领域几乎涵盖各行各业。如:便携式打印机、移动工具、数码产品;医疗设备、远程通信设备、液晶电视机;通讯仪器、激光器仪器、仪器仪表以及电动玩具等。

镍氢电池的高能量密度、大功率、无污染等综合特点也使其适用于作为动力电池使用,一些镍氢电池厂以此开发出动力汽车、电动摩托车和电动自行车的镍氢电池用途。这一特点还被延展到军事领域,应用于通信后备电源、空间技术、机器人和潜水艇等。

在中国,镍氢电池获得更快的发展,2006年,我国生产镍氢电池13亿支,超过日本成为第一生产大国,这是因为我国拥有世界70%的稀土储量,而稀土是镍氢电池负极储氢合金的主要原料。在上述的应用领域中,镍氢电池的用途体现在中国市场的主要方向是移动通信、手提电脑、电动工具和汽车用电池组领域。

镍氢电池规格

规格一词用在镍氢电池的意义不同于日常理解的物理形状,而是对某款镍氢电池全部或部分必要性能与特征的说明,这与镍氢电池参数的功能有些接近。从实际运用上来看,一方面,有些参数并不必然反映在电池规格上;另一方面,一些需要用试验语言而非数据描述的性能要求,如耐过放、安全性等要体现在规格设计中,就没有相应的参数表达。规格与参数有个

交集。

一般来说,需要用参数说明的规格要求也是最重要的,这一部分被统称为规格参数。

根据上面的定义,对于镍氢电池规格的说明基本上包括三个方面,而镍氢电池厂家的规格书也是围绕这三个方面的内容展开的。

一、产品类型:即什么产品的规格,就镍氢电池而言,一般会以型号、容量、电压等作为限定词,也有的是从产品应用角度,以用电器具为限定词。这部分通常体现于规格书的开始部分,以《范围》或者《试用范围》作为标题。如以下描述:“该承认书适用于镍氢充电电池及其组合电池。型号H-AAA800mAh(尖头),尺寸:AAA型”。就是一种典型的AAA镍氢电池规格表达方式。

二、规格参数:通常,厂家会将自己认为最重要的参数罗列上去,但对于决定电池性能的参数则是必须罗列的,虽然,在规格参数中也包括尺寸、重量等物理性状,但又已经突破了物理性状的范围,这些必须罗列的规格包括:标称电压、标称容量、内阻、循环寿命、充放电终止电压和充放电最大电流等参数。

三、试验性鉴定:在规格书中表现为对上述规格参数测试条件及测试结果的规定,以及不在上述规格参数之列的其他性能及特征的规定。有些标准及规定可以用参数表示,有些则只能用试验语言进行描述。如,过放不变形,湿度试验与温度试验无漏液,高空跌落时外观与电池性能正常等。

由上可知:镍氢电池规格不仅限于形状大小甚至也不仅限于物理性状,而是客观描述镍氢电池特征与性能的概念,上面三个方面的内容都在《镍氢电池规格书》中得到了体现。

镍氢电池激活

镍氢电池激活分为两种类型:一是新电池容量激活,二是旧电池去内阻激活。

对于新电池的激活论述较多,首先要明确,新电池激活的目的是通过激活电池中的活性因子而激发电池活性。原因在于,镍氢电池的自放电较大,长期中转过程中电量会逐步丧失,从而使电池活性降低,进入休眠状态,如果不进行几次完全的充放电,因为镍氢电池的记忆效应,输出容量是达不到标称容量的。

具体做法上,通常都是进行3次完全充放电,其中,充电模式以0.1C为宜,这是因为电池未激活而带电量少的情况下,大电流充电会造成对电极的伤害。从理论上说,第一次充

电时,如果电池带电量大于40%(厂家一般是按照出厂日期来进行说明的)可以先用后充,反之,小于40%则先充后用。实际应用中,新出品电池都有使用说明,可按厂家指导操作。容量完全达标可能要经过至少3次的完全充放电,有的被要求长达5次,因为第一次充电后可用电量或许只有标称容量的1/3。

在用的旧镍氢电池经过长时间使用后,容量会有下降,同时,影响容量有效输出的还有内部电极产生氧化层使电池内阻升高,容量下降是不可逆的,因而减少电池内阻是激活旧镍氢电池的关键,否则,旧镍氢电池将越来越不能适应启动大电流的用电器具了。

对这种内阻已经升高的镍氢电池使用大电流放电即能激活,实用中通常进行短路试验。在短路中,电流会由小变大,镍氢电池也会慢慢发热,当电池体达到40℃时停止放电,待温度恢复正常,再次短路放电,经过这种循环,直到电池电压降到1.0V时完成短路放电过程。有些内阻不是很大的镍氢电池可能经过一次放电就能正常使用了,因而不需要循环短路。

需要指出的是,激活新旧镍氢电池的目的是不一样的,因而,千万不能把短路实验用于新电池激活。

镍氢电池保养

镍氢电池保养的目的是通过科学方法提高电池总输出功率,以延长电池使用寿命,提高电池使用效率。镍氢电池保养分为三个方面:一是有效使用,二是日常维护,三是正确储存。

一、有效使用:

1、新电池须激活:新电池需要进行3-5次的完全充放电才能激活内部因子,激发电池活性,使电池释放出最多的能量,这种多次的完全充放电行为就是激活;

2、慎选充电器,避免过充,不要混用不匹配的充电器和镍氢电池;

3、严守电池操作规程,杜绝过放;

4、使用长久的镍氢电池也要重新激活,以克服不断增加的内阻;

5、充电和工作时不要混用不同品牌、不同容量的镍氢电池。

二、日常维护:

1、尽量不使电池发生磕碰或者其他硬伤;

2、长时间不用的电池要记得及时补电,因为,镍氢电池的自放电是所有电池中最大的;

3、基于与上述第二条同样的理由,在决定电池准备长期存放之前,应充好电,最好有40~60%的带电量;

4、多加爱惜,勤加擦拭,避免电池锈蚀或腐蚀,延缓电池老化过程。

三、正确储存:

1、储存温度:0~40℃;

2、储存条件:

干净,避免灰尘及导体接触,防止短路;干燥,应按IEC规定的标准,将电池周边的湿度保持在65±20%的范围以内;专区、专柜保管,甚至充电时也最好设置专区,充电专区的意义在于营造一个有效的散热环境。

上述三个阶段的保养并不是完全孤立的,可以多个保养措施并用,只要能够认真实施起来,就可以达到延长电池使用时间,提高镍氢充电电池使用寿命的保养目的。

镍氢电池型号及尺寸

镍氢电池型号是从镍氢电池类别、规格和大小的角度对电池作出说明的概念,它回答了镍氢电池是什么样的问题。

例如,3A镍氢电池包括了三个意思:1、aaa规格型号;2、镍氢电池;3、其公称尺寸为:高度43.5mm,直径10.0mm。

可见,在确定镍氢电池身份后,从感性上对其描述离不开两方面的内容:一是文字内容,二是数字内容。aa镍氢电池也可以说成为五号镍氢电池,二者都是用文字进行描述的,只是一为英文,一为汉语。而公称尺寸就是所谓的数字内容了。

镍氢电池的基本型号有七种,它们分别是根据电池使用的钢壳外径和高度来加以区分的,具体如下:

1、AAA型:43.5mm(高度)*10.0mm(直径)

2、AA型:50.0mm(高度)*14.0mm(直径)

3、A型:50.0mm(高度)*17.0mm(直径)

4、SC型:43.0mm(高度)*23.0mm(直径)

5、C型:50.0mm(高度)*26.0mm(直径)

6、D型:60.0mm(高度)*32.5mm(直径)

7、F型:90.0mm(高度)*32.5mm(直径)

在实际应用中,由于用电器具的不同,镍氢电池被要求制作成不规则型号,这些不规则型号有上千种之多。

例如,2/3AAA镍氢电池的标准尺寸是:高度为43.5×(2/3)=29(mm),直径不变。但这个高度却会因应用的需要而成为30 mm或更高,也可以28 mm或更短,从而形成千差万别的电池形状,不过,有一点是不变的:直径只被允许在一定的公差范围内。

镍氢电池种类

镍氢电池可以根据不同的特性进行分类,除了标准型或者通用型镍氢电池外,从特殊的使用效果来看,既有高倍率型,也有高容量型,还有低温和高温型。一般来说,上述镍氢电池种类放到一块,就构成了镍氢电池的性能分类。

1、标准型:具有镍氢电池的一般标准,这些标准由以下特点组成:(1)、使用寿命应在500~1000次之间,(2)、密封防漏,使镍氢电池成为免维护电池,同时,在使用和储存的正常状态下安全性得到有效保证,(3)、性能稳定,可以在很宽的湿度和温度范围内使用,电池内阻低,大电流放电后仍然有稳定的电压,(4)、适用范围:应急灯、无绳电话、便携电话、遥控器、电子辞典、玩具等,无特殊要求的移动电源几乎都可使用。

2、高容量型(S型):除了具有标准型电池的特点外,由于是选用性能优异的高分子材料构成电池,采取了严格的生产工艺,因而能给用电器具提供较长时间的能量,有些人据此把高容量镍氢电池也称作长寿命电池是不科学的,因为这种电池的主要优势是高容量,虽然可以表现为长的时间寿命和稳定的性能,但从镍氢电池寿命与容量的不同定义出发,还是高容量更能说明其特征,该款电池主要适用于比较耗电的数码相机。

3、高倍率型:这是就其可以承受大倍率电流而言的,通常,高倍率镍氢电池可采用1C的电流进行充电,电池一个多小时即可充满;在以5C电流放电时,电池的中值电压可以达到1.24V以上,放出的电量仍可达到90%以上。因此,该款电池具有优异的快速充电和大电流放电性能,特别适合大电流放电的用电器具:如电动工具、大型玩具(车仔玩具、遥控飞机)等。

4、低温和高温型:分别具有优异的低温和高温工作性能,它们仅仅是在主电源出现故障时才进行放电,其寿命是由操作条件来表示,而不是普通镍氢电池的循环次数,这些操作条件的首要条件是环境温度,其他有充电电流、放电频率和放电深度。这两种电池主要应用在低温和高温环境下的指示灯、应急灯。

上述分类基于镍氢电池主要性能,同一支电池可以具备两种以上的优异性能,而镍氢电池厂

家可以在用户需求中寻求最佳性能的平衡点。

镍氢电池参数

任何一款镍氢电池应设置规范的参数,在面向市场时部分参数要体现在产品说明书中。通常,镍氢电池参数包括以下内容:

一、 决定电池性能的核心参数:

1、标称容量:电池的容量决定于活性物质的数量,而活性物质的含量则由电池使用的

材料和体积决定,因此,通常电池体积越大,容量越高。

2、标称电压:电池刚出厂时正负极之间的电势差是标称电压。单元镍氢电池的标称电压是1.2V,标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定,当环境温度、使用时间、工作状态、剩余电量有变化时,单元电池的输出电压会有变化。

3、 电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中,极板的电阻是不

变的,离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。

4、镍氢电池充电后,极板的活性物质已达到饱和状态,继续充电电压也不会上升,此时的电压称为称为终止电压,镍氢电池的终止电压为1.4V。

5、放电终止电压是镍氢电池放电时允许的最低电压,在放电终止电压状态下继续放电,电池两端电压会迅速下降,形成深度放电和过放电。如此,则极板上形成的生成物在正常充电时就不易恢复,影响电池的寿命。

6、充放电电流:一定要有最大电流的规定。因为大电流会冲击电池结构的稳定性。

二、表示电池性能的指标:

1、循环寿命:一次完全充放电过程被视为镍氢电池的一个充电周期,电池反复充电就构成了电池的循环寿命。镍氢电池的充电周期是按照IEC标准规定的,通常,镍氢电池寿命应达到500次。

2、比能量:常用的标准是:(1)、能量/重量为30~80wh/kg(瓦特小时/千克);(2)、能量/体积为140~300wh/l(瓦特小时/升)。

三、对电池物理性状描述的参数

1、重量:相同型号的电池中,镍氢电池是最重的。

2、型号:按相关标准命名,如常用的AAA、AA等。

3、外形尺寸:单节电池要标出直径和高度,组合电池通常要用三维数字表示。

4、外部包装及喷码印字。

上述参数有时并不全部出现在产品说明中,但一些重要的参数必须标明,如核心参数部分。

镍氢电池容量测试

镍氢电池的容量测试第一步要解决的是镍氢电池的测试条件,第二步要解决的是测试方法。

镍氢电池容量测试分两种类型:实验室方法和手工方法。实验室方法的要求很严格,需要专门的仪器设备,此外,在条件准备上还要严格遵守IEC规定的温度、湿度环境等,在电池选择上,要用酚酞试验看电池是否有爬碱、漏液现象,正极帽周围是否有发红现象,如果是好的样品电池就要在第一次充电前用0.2C电流放电至1.0V。然后要准备的是精密测试设备。

接下来的测试中有一个关键环节是比表面积测试。比表面积是指单位质量物料所具有的

总面积。在测试方法上,国内外普遍采用BET吸附理论求得镍氢电池BET比表面积。比表面积测量要用智能化测试仪,保证测试结果的一致性,接下来,在比表面积的基础上可以运用数学模型算出电池容量。

现在有专门的电池检测设备,其中运用了BET吸附理论,设备会自动选择最合适的电压和电流,通过一次完全的充放电模式,在放电过程取得的数据基础上计算出电池的真实容量,自动化的电池检测仪在电池测试结束时会将包括电池容量在内的重要参数显示在仪器上。

现实生活中,镍氢电池的普通使用者没有专用设备。手工测试镍氢电池容量的方法比较简单:选择一个稳定的放电电流,一直放电到镍氢电池的终止电压,记录下时间,用电流乘以时间就可以得到电池的实际容量。这种计算的方法有许多人为因素,如时间的误差、终止电压的误差以及放电电流的稳定性都可能对精确结果产生影响。不过,作为一般使用者,能得到这样的结果也就差不多了。

镍氢电池寿命

由于镍镉电池因镉污染问题而退出市场,镍氢电池寿命较长和没有污染的优势使得镍氢电池占据了以前镍镉电池的传统市场,镍氢电池能用多长成为人们关心的问题,而这就是镍氢电池寿命问题。

镍氢电池寿命的定义是:在一定条件下,将镍氢充电电池进行反复充放电,当容量等电池性能降到规定的要求以下时的充放电次数。

这里的“一定条件”是有具体规定的,以电压而言,镍氢电池额定电压为1.2V,正常终止电压为1.0V,实际上可用到0.9V。因为终止电压的弹性,于是,对于镍氢电池寿命的量化就是“容量等电池性能降到规定的要求”,行业内一般都以电量保持80%~70%为标准。

为什么会有镍氢充电电池的寿命问题,这是由两方面原因促成的。其一是内部结构:如电极活性表面积在充放电循环过程中不断减小,产生极化现象;电极上活性物质的脱落或转移;电极材料发生腐蚀;隔膜的老化与损耗;活物质的性能下降等。其二是充放电原因:循环过程中,电极上生成结晶造成电池内部局部短路;不当的充放电方法,如过充和过放,会使电池内部发生一些不可逆过程,引起电池放电容量衰减,影响了镍氢电池寿命。

由于镍氢电池在1.0V~0.9V之间还可以放电。如果各个镍氢电池生产厂家规定不同,那么,就可以在80%~70%的保持电量之间进行选择。所以,当说到镍氢电池寿命的时候一定要说明寿命的特征。比如,一个厂家的镍氢电池寿命写着500次,而另一家则写着800次,如果没有说明充放电后的放电容量降到百分比多少,则很难说800次的循环寿命比500次的好。

影响镍氢电池寿命的除了这些理论因素外,还有一些使用中的问题,这些形成了镍氢电池的使用寿命。比如,自放电的多与少,两节电池共用于同一电器时的电量一致性,平时注意保管,避免硬伤等,一般来说,厂家的使用说明书上都有注意事项,大家按照要求来做就行了。

电池充不进电的原因与解决

市场上主要有两种充电电池镍氢电池和锂离子电池,人们关注的电池充不进电的问题大抵是针对这两种类型的。同一类型和规格的电池又可以通过并联、串联和混联组成不同电芯数目的组合电池,作为一个普遍现象,人们希望了解电池及电池组充不进电的背后原因进而寻求解决之道。

电池充不进电的原因从大的方面来说,可以分为电池自身固有的内部原因和电池实施充电的外部原因。锂离子电池以其更优越的性能正在逐步占领镍氢电池的原有市场,所以,这里以锂电池充电为主进行说明,有区别的地方提到镍氢电池。

电池充不进电的内因有:

1、电池零电压或者组合电池中有零电压电池。电池零电压要么本身就是不合格品,出厂时就没有达到相应的标称容量和电压值,要么属于寿终正寝,因长期使用,容量耗尽,电压降而为零。

考虑到锂电池经过长期搁置,如一年以上,也可能以自放电的形式把电量放尽从而使电压为零,现在的锂电池保护方案在设计上要求电池零电压时也能充进电。因而,对于电池零电压有两种区别:一种是能够充电继续使用的,另一种是以完全没有使用价值的;换句话说,前者容量损失是可逆的,而后者是不可逆的。充不进电的零电压电池如果不幸设计到锂电池组中,就可能通过保护芯片把零电压信号传导到电池组中,从而关断MOSFET,使电池组无法充电。

2、电池组连接错误。这种情况出现的可能性较小,因为充电电池或电池组出厂时一般都要求全检,正规厂家的电池出现这种情况除非是某批电池出厂时没有全检,而恰恰连接错误的电池组就在未检之列。当然,对于非正规厂家出品或者个人组装则另当别论,出现连接错误并不能完全杜绝。相对来说,镍氢电池组全检率低些,这种错误的概率可能会大一点。

3、内部电子元件、保护电路出现异常。这种情况大抵是电池用久后出现的,电子元件的老化、脱落均会导致电池充电出现异常,尤其是集成到保护电路的电子元件出现上述情况后会直接影响到电路的保护功能的发挥,从而不能正确指导充电过程。

充电行为中导致充不进电的外部原因有:

1、充电器与电池不配套,特别是不配套的充电器与锂电池充电电流设计的差异会导致充电时瞬间电流过大,锂电池实施过流保护中止充电。解决这种不配套特别是注意不要把镍氢充电器与锂电充电器混用,有些万能充电器也尽量不要“万能”使用。

2、充电设备故障,无输出电压。出现这种情况,只需要把电池放到另一个同型号的充电器上充电即可。

3、不适宜的充电环境,充电器和充电电池都有自己的工作环境,越过了两者中任何一个限定条件,不论是高温还是低温都会令充电无法进行。

解决电池充不进电问题无外乎诊断和治疗。诊断的秩序是先外因后内因,因为充电方法出现的问题只要改正就行了,而内因则需要专业的电池知识和电池检测设备才能得出正确结论,在自己不能解决的情况下,可以拿到专业的维修网点进行维护。

锂电池并联充电

锂电池并联的目的是为了增加容量,因此,锂电池并联充电也与单节锂电池相比具有不同的设计特点,主要体现在充电电流设计与并联电池的一致性上。

并联锂电池的特点是:电压不变,电池容量相加,内阻减小,可供电时间延长。并联充电的核心内容是并联电流的大小及其作用。根据并联理论,干路电流等于各支路电流之和,因此,已经组合为电池组的n节并联锂电池要达到与单节电池相同的充电效率,充电电流应为n个锂电池电流之和,在欧姆定律:I=U/R的公式下,这个设计是合理的。但是,并联后的电池内阻也会起变化,按照并联内阻公式,两个并联锂电池的总内阻等于两个电池内阻乘积与其内阻相加之和的比值,并联电阻会随着并联电池数量的增加而递减。所以,锂电池并联充电的效率可以在电流小于n个并联锂电池电流之和的基础上实现。

锂电池并联要注意电池的一致性问题,因为,一致性差的并联锂电池会在充电过程中出现充不进电或者过充现象,从而破坏电池结构,影响整组电池的寿命。因此,选用并联电池时应避免将不同品牌、不同容量和不同新旧程度的锂电池混用。对电池一致性的内在要求是:锂电池电芯电压差≤10mV,内阻差≤5mΩ,容量差≤20mA。

事实上,锂电池并联后会有一个充电保护芯片对锂电池进行充电保护,锂电池生产厂家在制作并联锂电池时已经充分考虑了锂电池并联后的变化特点,也是按照上述要求进行电流设计和电芯选择的,所以,使用者需要按照并联锂电池的说明按部就班地进行充电,避免不正确的充电对电池可能造成的损害。

锂电池并联充电

锂电池并联的目的是为了增加容量,因此,锂电池并联充电也与单节锂电池相比具有不同的设计特点,主要体现在充电电流设计与并联电池的一致性上。

并联锂电池的特点是:电压不变,电池容量相加,内阻减小,可供电时间延长。并联充电的核心内容是并联电流的大小及其作用。根据并联理论,干路电流等于各支路电流之和,因此,已经组合为电池组的n节并联锂电池要达到与单节电池相同的充电效率,充电电流应为n个锂电池电流之和,在欧姆定律:I=U/R的公式下,这个设计是合理的。但是,并联后的电池内阻也会起变化,按照并联内阻公式,两个并联锂电池的总内阻等于两个电池内阻乘积与其内阻相加之和的比值,并联电阻会随着并联电池数量的增加而递减。所以,锂电池并联充电的效率可以在电流小于n个并联锂电池电流之和的基础上实现。

锂电池并联要注意电池的一致性问题,因为,一致性差的并联锂电池会在充电过程中出现充不进电或者过充现象,从而破坏电池结构,影响整组电池的寿命。因此,选用并联电池

时应避免将不同品牌、不同容量和不同新旧程度的锂电池混用。对电池一致性的内在要求是:锂电池电芯电压差≤10mV,内阻差≤5mΩ,容量差≤20mA。

事实上,锂电池并联后会有一个充电保护芯片对锂电池进行充电保护,锂电池生产厂家在制作并联锂电池时已经充分考虑了锂电池并联后的变化特点,也是按照上述要求进行电流设计和电芯选择的,所以,使用者需要按照并联锂电池的说明按部就班地进行充电,避免不正确的充电对电池可能造成的损害。

锂电池第一次充电

锂电池第一次充电给人们带来的疑问似乎不少,对此,需要明确的有如下几个常识。

一、充满即可:锂电池第一次使用时不存在“激活”问题,原因在于:锂电池和镍氢电池的充放电特性有非常大的区别,更深层的原因还在于,过充会对锂电池特别是液态锂离子电池造成极大的伤害,因而,充电应按标准时间和标准方法充电,千万不要进行超长充电。

正确的做法是:在锂电池停充后要立即将锂电池与充电器分离。锂电池在充满(暂时性的)后会自动停充,而并不存在“持续”时间很长的涓流充电,这就是锂电池与镍氢电池的不同处。充电器充满指示灯亮后,如果不立即取下的话,由于电池自放电和锂电池保护IC仍有小电流通过,会使锂电池电压因此而降到可以充电的电压值后重新充电(因为此时充电器未取下),经过又一轮的“充电——电压下降——再充电”,使得锂电池处在无数次的充放电循环过程当中,最终损害锂电池,影响锂电池寿命。

二、新锂电池到手后一般都带有一定的电量,可以立即使用,而不是一定要先充电再使用,从理论和实践来看,锂电池首次充电是采取“用后再充”还是“充后再用”的效果完全一样。这里有一个界限,出厂日期达到半年以上的最好先充电,因为此时电量过低。

三、关机充电与开机充电(实际上也是插充与座充方法形式之别)的选择不必刻意,因为对电池性能的影响是一样的,有些锂电池将充电设计在待机状态下,但这种情况相对较少。

四、就消费电子而言,在用锂电池充电时间一般为2~4个小时,新锂电池首次充电时间可能会长些,因为没有任何的容量损失,结果上也是满电即可,多充也是无用,上面已经说过原因,如果非要说有什么作用的话,也是副作用。

锂电池第一次充电时间往往会被转化为“激活”的概念,有些锂电池说明书中首次使用锂电池进行三次完全充放电的要求貌似激活,真实目的却与镍氢电池消除记忆效应并不一样,这样做主要是为了消除“钝化”,即锂电池在长达3~6个月的中转过程中会产生一些锂结晶,从而影响活性。消除钝化的过程可以在锂电池第一次充电中进行,也可以在正常的工作环境中完成,不必刻意为之。

锂电池最佳充电电流

日常表述中的“锂电池充电电流”是针对锂电池在充电过程中所处快速充电阶段的充电电流而言的,作为一个动态的过程,锂电池最充电电流实际上是分为三个阶段的。

1、预充电时的最佳电流:即当锂电池的初始/空载电压低于预充电阈值时,首先要经过一个预充电阶段,就单个锂离子电池而言,这个阈值一般为3.0V,在此阶段,预充电电流大约为下一个阶段——恒流充电阶段电流的10%左右。

2、恒流充电时的最佳电流:所谓恒流就是电流恒定,电压逐渐升高,此时进入快速充电阶段。大多数的恒流充电电流设定为0.4~0.6C之间,可以理解为0.5C,也就是在不考虑其他因素的情况下,大约两个小时可以充满。之所以选择0.5C,是因为这个电流很好地做到了充电时间与充电安全性的平衡。

3、恒压充电时的充电电流:就单节锂离子电池而言,当电池达到一定电压值时,即进入恒定电压充电,这个电压值一般为4.2V,在此阶段,电压不变,电流减小;这种电流减小是个依次递减过程,大多数的锂电池保护选择0.01C为终止电流,这也就意味着充电过程进入结束状态。一旦充电结束,则充电电流降为零。

锂电池最佳充电电流的核心是恒流充电时的电流设计,这里要强调的是,大多数便捷式锂电池较宜设计为0.5C充电,如,18650锂电池常规容量为1800-2600mAh,可选择1A充电,而倍率型的为1200-1500mAh,0.5C的充电电流就是0.7A。

锂电池最大充电电流严格说是由电池结构决定的,因而,各个锂电池生产厂家对此规定并不一致,有的设定为0.6C,便携式锂电池最高的规定为1C。

当然也不能忽视预充电和恒压充电的电流设计,这两个过程中,如果初始电压不低于预充电阈值3.0V,则不存在预充电过程。总的来说,在恒流充电过程前后有一个事前酝酿和运动休整的过程有利于锂电池的长期使用。

锂电池自放电

锂电池自放电是指电池在开路静置过程中电压下降的现象,在锰酸锂、钴酸锂、三元材料电极中,锂电池自放电现象是不可避免的。

锂离子电池自放电按照容量损失后是否可逆划分为两种:容量损失可逆,指经过再次充电过程容量可以恢复;容量损失不可逆,表示容量不能恢复。影响自放电程度的因素有:阴极和电池的制备过程,电解液的性质与浓度,电池的存放温度和储存时间,其中,对温度的依赖性比较大。

锂离子电池自放电小,且引起的容量损失大部分都可以恢复,下面以锰酸锂为例对这种现象背后的原因进行分析。

从机理上讲,充满电的锂电池自放电是由于电解质的分解反应和锂的初始嵌入反应引起的,前者不可逆,后者可逆。

进一步讲,锂在正极和负极的嵌入与脱嵌之所以能够恢复,是因为两电极都以相同速率进行自放电,从而暗含了容量平衡机理,但长期的自放电之后,两电极的容量平衡会渐被打破,且在此后充电过程中会有锂在碳负极析出的危险,造成容量不可恢复。

自放电快慢可以用锂电池自放电率来表示,不过,这个自放电率是不确定的。在机理上,主要是受电解质溶剂的氧化速率控制的,溶剂氧化主要发生在碳黑表面,低表面积的碳黑可以控制自放电速率,对于锰酸锂电池而言,减小活性物质的表面积,以及延缓溶剂在集流体上的氧化也是很重要的,以上是在锂电池制备过程中造成不同自放电率的根源。

锂电池自放电还有外部因素的影响。一是储存时间的影响,如上所述,时间越长,则锂电池正负极之间的容量平衡就会被逐渐打破并深化,电解质的分解反应也会累积一些不可逆容量损失。因而,储存时间越长,自放电率会越来越大。

锂离子电池的自放电率相对于其他类型电池来说还是微不足道的,这是由锂电池结构所决定的。因此,对于锂电池自放电率的表述一般是以一个月的容量损失来计算的。通常,锂电池在室温条件下的月自放电率为3%,但如果不注意环境则有可能加速,如在55℃以上的高温下自放电率为10%,竟然是室温下的3倍以上,虽然自放电引起的容量大部分可恢复,但这种高温下的自放电率还是惊人的,长期在不适宜的温度环境下,自然会对锂电池的终极寿命产生很大影响。

锂电池充电周期

锂电池充电周期与锂电池寿命有着密切的关系,一个充电周期指的是一次锂电池完全充放电过程,如果进行分解的话,一个充电周期是由一个满充电和一个满放电过程组成。锂电池寿命与其充电周期的完成次数有关,和锂电池充放电次数没有任何关系。

换句话说,锂电池充电周期是锂电池电量的表达式,它意味着电池电量由满到空再由空到满的过程。从现有电池设计中的电压角度来说,单支锂电池从空载4.2V(容量为标称容量)一直使用到2.75V(此时容量为零)再经过一个相反的过程就完成了一个充电周期。在这个过程中,如果电池是在4.2V与2.75V之间的某个电压值时开始充电就不能算作一个充电周期。从容量角度来说,2200mAh锂电池如果是在还有1100mAh容量的时候就开始充电,也不能算作一个充电周期,而只能算作半个周期。但是,按照这种方式,这块锂电池充放电次数(充电周期为500次)就达到1000次。

进一步理解,在数值上,锂电池一个充电周期等于一支满电的锂电池能够输出的总电功,仍以标称2200mAh的新锂电为例,它能够输出的电功是8.14wh,也就是说,充满电的电池足

够以2200mA的电流工作一个小时,这就是完全充放电的含义。

现在设计的锂电池充电周期普遍可以达到500次,这也就是锂电池的寿命。IEC标准规定,锂电池经过500次循环后,带电量应为60%。

在这里,要纠正消费者将“可以充电1000次以上”的宣传作为衡量锂电池寿命尺度的错误认识,诚如上面所说,一次充电行为有可能完成一个充电周期,但也有可能只有半个充电周期,有些锂电池生产厂家可能出于宣传电池性能的考虑,以不严谨的参数来进行这种说明,从而误导了消费者。事实上,锂电池在容量从零到标称容量再从标称容量到零容量的过程才能算作一个充电周期的原则并没有改变。因此,锂电池的寿命可以通过一定的方法进行改善,但总是以充电周期为依据,这使得寿命的改善被限定在有限的范围内。

锂电池放电深度

锂电池放电深度就是指锂电池所放电量与总储存电量(标称容量)的比值。数字越小,就意味着放电越浅,比如,放电深度为80%,就是说放电到剩下20%的容量。放电深度对电池的影响是:放电深度越深,电池寿命越容易缩短;另一个方面就是在放电曲线上的表现,放电越往深度走,电压和电流就越不稳定。

放电深度与电压和电流有密切关系,可以说,表现于电压,作用于电流。

在相同的放电制度下,电压值越小,则表明放电深度越深。实用中,通常用终止电压值来进行对放电深度的控制,具体工作过程是通过保护IC来完成的,当锂电池有可能过度放电时,表现为锂电池电压低于IC过放电压检测点2.75V(有的设置为3.0V),此时,放电保护功能被激活,MOSFET由ON转为OFF截止放电,从而完成对锂电池放电深度的控制。

在锂电池由3.0V(终止电压)至4.2V(开路电压)之间的放电深度对照表中,显示出电流与放电深度的反向关系:电流越大,放电深度越浅。当电池降低到相同电压时,以0.05C放电的锂电池在3.9V时的带电量为65.6%,而如改用以0.5C放电,锂电池在3.9V时的带电量还有74.9%,这个对比说明:小电流放电更彻底,电流越小,工作时间越长,则到达相同电压下的带电量越少。总之,讨论锂电池放电的任何话题都要考虑放电制度,关键是电流。

由本文开篇可知,当用电器具发出“电量过低”的提示时,最好及时补电,而不是要等到其自动关闭,因为其结果可能就会造成锂电池深度放电,从而通过过放形式造成对锂电池的结构性破坏,影响电池寿命。

新锂电池充电

锂电池广泛应用于各种领域:消费电子、电动工具及至动力车等,所有这些锂电池的工作原理都是一样的,人们最关心的是锂电池寿命问题,而这与锂电池的科学使用,特别是科学充

放电有密切关系,常常被人们提起的一个话题就是新锂电池怎么充电。

这个问题大多数情况是针对便携电子产品用锂电池而言的,要说明新锂电池怎么充电,前提是要明确新锂电池的充电特性:

1、新锂电池激活:锂电池芯在出厂前已经由电芯厂家激活(使用专用的充放电设备进行激活),用户拿到新电池后不需要进行前三次12小时充电激活,只需要按照正常方法充电即可;

2、新锂电池充电方法:锂电池一般有保护板,而保护板由保护IC和功率MOSFET组成,具有自我保护功能,其充电设备(充电器)也是针对性很强的,不管是插充还是座充也都是有保护电路在发挥作用,也就是说,锂电池工作与充电过程设计实施的是程序化操作,用户只需用配套的充电器为电池充电即可。

3、新锂电池充电时间:新锂电池充电时间一般取决于两个因素:一是锂电池的带电量(即剩余容量),二是充电电流。

从充电电流角度来说,科学的测试方法是以0.2C(5小时倍率)充电,不考虑其他因素,从2.75V充电到4.2V需要5个小时。但实用中,厂家在为电池设计充电器时可以更加快速一些,通常为2-4个小时充满;大容量锂电池当然是不一样的,比如,动力锂电池可能真的要10多个小时才能充满。

锂电池带有多少电量与放电深度有关,如80%的放电深度意味着:充电之前锂电池还带有20%的剩余容量。新锂电池也会带有一定的电量,从锂电池生产厂家出来时会有50~60%的电量,由于锂电池自放电很小,所以,这50~60%的电量损耗的较慢,一般情况下,如果电池出厂在3个月以内是可以直接使用而不必充电的,搁置半年以上(从电池出厂时算起)的新锂电池最好先充电再使用,因为要防止过放。3~6个月之间是先充还是先用对锂电池的性能没有大的影响。

从理论上来看,充电时间是容量与电流之比,很显然,在充电电流一定的情况下,新锂电池充电时的带电量大,则需要的充电时间自然要少的多,这很容易理解,因为需要补充的电量小。由于考虑到电池内部阻抗的存在要消耗一些电流,因而实际充电时间会大于上面所说的理论充电时间,根据电池带电量的不同,会在这个基础上存在一个1.1~1.6范围的系数。现实当中,充电时间是由保护IC设置过充电压值来实现的,即一旦充电到4.2V附近,锂电池会自动停止充电,届时,会有指示灯指示。

锂电池保护方案

所有锂电池保护方案都是以锂电池保护板为载体,以保护电路为表现形式的,保护电路通常由保护IC和两个功率MOSFET组成,保护IC负责监控有关参数,MOSFET负责实施电源保护。

在锂电池保护方案设计中,必须达到以下六个目的:

1、过度充电保护的高精度化:使电池充电到饱满状态时兼顾到安全性,目前的精度为25mV,尚待进一步提高;

2、降低保护IC的耗电:MOSFET关断的情况下,电池本身仍有自放电及保护IC的消耗电流存在,需要尽可能地将保护IC消耗的电流降到最低程度;

3、过流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求。过流/短路时是以MOSFET的Rds(on)为感应阻抗监视电压的下降过程,此时的电压若比电流检测电压还高时即停止放电,因此需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mΩ~30mΩ;

4、耐高电压:表现在充电时,电池包与充电器连接时瞬间会有高电压;

5、低电池功耗:保护状态时的锂电池电流必须小于0.1 μA;

6、零伏可充电:有些电池因放的太久或其他非正常原因导致电压降到零伏,故保护IC需在零伏时可充电。

锂电池保护电压

锂离子电池的充放电过程要设置充电电压上限和放电电压下限,因此,锂电池(这里指锂离子电池)保护电压分为锂电池充电保护电压和放电保护电压。

就单支锂电池而言,充电时的保护电压一般标准是4.2V,也有性能更好的锂电池可以设计为4.35V,由于产品的一致性问题,实际上的充电保护电压会允许一个微小的浮动空间,如在±0.05V之间。

放电时的保护电压一般标准是2.75V,为了更安全地使用电池,有的将保护电压设计为3.0V,另一方面,为了放出更多电量,有些锂电池厂家会将保护电压设置为2.5V或者2.4V。

锂电池保护电压是锂电池设计中极为重要的参数,实用中,我们应该把充电保护电压看作锂电池最高电压,而把放电保护电压看作最低电压,严格遵守这两个电压值的规定就不会造成锂电池的过充和和过放,从而更好地维护锂电池的使用寿命。

由单节锂电池组成的锂电池组一般被称为多芯锂电池,这种多芯锂电池保护电压是单节锂电池的保护电压与串联电池个数的乘积,如7.4V锂电池的保护电压是2.75*2=5.5V。

锂电池和多芯锂电池的保护电压其实都写在它们的保护IC上,电池就是根据这些IC指示工作的。也就是说,这些电池都有自保护功能,我们在使用电池时,要仔细阅读说明书,明白其自我保护的表示方法。

锂电池放电终止电压

锂电池放电终止电压是关系到锂电池使用寿命的一个重要应用参数。为此,要首先明确这个概念的含义:

1、锂电池在这时是特指“锂离子电池”,因为习惯,日常生活中人们常常把锂离子电池口语化为锂电池,这是与专业名词应用相区别的地方,

2、锂电池放电终止电压是指锂电池放电都某一电压后,不宜再继续放电,否则会造成锂电池部分电量不可逆损失,严重的会彻底损坏电池。

现在的单支锂电池标称电压一般设计为3.7V,终止电压为2.75V,有两种情况使厂家将终止电压上限提高到3.0V,一是锂电池材料决定的电化学性质,这往往是从更加安全使用电池的角度考虑;二是与特定的用电产品和用电环境相联系。当然,也有相反的情况,可以把终止电压设计更低,如2.5V和2.4V,但是没有低于2.4V的了。

如果放电时的工作温度是在-20~60℃范围内,终止电压为2.75V的锂电池其实也可以继续放电,但绝对不能低于2.5V,正如前面所说,在2.75V~2.5V之间的损失可能是部分的,而在2.5V以下就会造成最严重的破坏,使电池不能用。

锂电池组也有终止电压,这种锂电池组有时被称为“芯锂电池”,“芯锂电池”的放电终止电压不应小于2.75×n(n为串联电池数),以笔记本电脑最为常用的6芯锂电池为例,这种6芯锂电池常常采用3串2并的组合方式,因此,这种锂电池放电截止电压为2.75V×3=8.25V,实用中最低不能低于2.5V×3=7.5V。

事实上,由于锂离子电池价格相对较为昂贵,因而,无论是单支锂电池还是多芯锂电池都带有保护板或保护IC,当电池电压到达终止电压后,电池都会通过用电器具发出一定的信号,使用者谨记操作方法。

6芯锂电池容量

6芯锂电池是人们常常用到的锂电池组,因而,6芯锂电池容量也成为人们关心的问题,认识6芯锂电池容量就要从锂电池电芯说起。

比如,在笔记本电池中,除了6芯组合,常用的还有4芯、9芯,但6芯最多,这是因为6芯锂电池组的电压和容量适用于大多数的工作环境,无论是几芯锂电池,所采用的都是18650电芯。

国内笔记本用的18650电芯容量通常为2200mAh,这可以解释为:以3.7V电压,2200mA电流供电,可以使用1小时。按照功率的计算公式:

电功(W)=电压(U)×电流(I)×时间(t)

则一支18650电芯一次完全放电的输出电功为2200mA×3.7V×1h=8.14wh。进口电池可以做到单支2400mAh和2600mAh,如果是2600mAh,则一支锂电池完全放电的电功为9.62wh。

根据不同的用电器具的特点,电池生产厂家可以把6芯锂电池设计成不同的容量和电压以应用于不同的工作环境。

6芯锂电池通常有两种容量设计,最多的是三串两并方式,先用两支电池并联,再把得

到的三组电池串联起来,这时的标称电压是11.1V,容量为4400mAh;另一种标注为7.4V/6600mAh,是采用三并两串方式,先用三支电池并联,再把得到的两组电池串联起来,这是一种7.4V锂电池的典型应用。

这两种容量的总输出电功是一样的,都是8.14wh×6=48.84wh。

同理,以2600mAh进口18650电芯组合而成的6芯锂电池参数为:

三串两并方式下:11.1V/5200mAh,一些电池厂家对外宣传称为12V大容量锂电池;两串三并方式下:7.4V/7800mAh;但两种容量总的输出电功是相同的,即9.62wh×6=。

6芯锂电池容量形成于采用的组合方式,实际选择什么样的6芯锂电池容量则要视具体用电器具而定,在用电环境当中,特别要考虑到适用的工作电压。

6芯锂电池电压

电压是电池的重要参数之一,6芯锂电池是笔记本电脑中最常用到的电池组合,6芯锂电池电压是根据笔记本电脑的需要而设计的。

6芯锂电池内部采用18650电芯,目前,单节18650电芯的电压一般为3.7V,也有3.6V的,但以3.7V为主流。

以3.7V为基础,6芯锂电池有两种电压组合方式:7.4V和11.1V,以18650 2200mAh电芯为例:

7.4V锂电池指的是以两串三并方式组成的6芯锂电池,即先把三只电池并联,然后把得到的两组并联电池串联起来,就形成了7.4V的6芯锂电池,此时,电池组的容量为6600mAh。

11.1V锂电池指的是以三串两并方式组成的6芯锂电池,即先把两只电池并联,然后把得到的三组并联电池串联起来,就形成了11.1V的6芯锂电池,此时,电池组的容量为4400mAh,习惯上,人们有时也把11.1V 6芯锂电池称为12V锂电池。

三串两并与两串三并方式得到不同的电压和容量值,这是由串联和并联的规律得出的。串联时,电压相加,容量不变;而并联时则相反。因此,三串两并时的电压为3.7×3=11.1(V),容量为2200×2=4400 (mAh);同理,两串三并时的电压和容量为7.4V/6600 mAh。6芯锂电池一般都会标注有这两个参数,因为一个6芯锂电池的输出功率是由这两个参数共同决定的。

由于一支锂电池的输出功率为2200×3.7=8.14(Wh),所以,6芯锂电池的输出功率为8.14×6=48.84(Wh),这就是6芯锂电池提供的电量,或者换句话说,7.4V和11.1V它们的工作能力是一样的,因而续航能力也并没有太大差别。但是,二者的工作电压不一样。

如果采用标称电压3.6V的锂电芯,那么,6芯锂电池电压就有两种:7.2V和10.8V,加上以3.7V为基础的7.4V和11.1V,6芯锂电池电压也就这么四种,并没有太多的变化。比较起容量来,变化也少了许多,这是由于单支18650锂电芯可以做成的容量变化比电压多。

纽扣电池型号

纽扣电池型号可以从结构、电压、尺寸等单个标准进行分类,也可以进行复合式的纽扣电池分类,实用中的纽扣电池一般都是从结构和外形尺寸两个方面进行复合标注的。

纽扣电池可分为可充和不可充两种类型。常见的充电纽扣电池有3.6V的LIR系列和3V的ML系列、LV系列,不可充电纽扣电池包括3V的CR系列、1.5V的LR系列、1.55V的SR系列。

纽扣电池型号由英文字母和数字组成,前面的英文字母表示化学电源性质,后缀四个阿拉伯数字表示电池尺寸,前两个数字表示直径,后两个数字表示厚度,纽扣电池体形较小,一般用于电子产品的后备电源,如电脑主板、电子表、电子辞典、电子秤、计算器等,直径从4.8mm至30mm,厚度从1.0mm至7.7mm不等。下面介绍几种常见的纽扣电池型号:

1、CR纽扣电池型号:常用的有CR2016,CR2032,CR2025,其中CR表示锂二氧化锰电池,后面四位数字表示尺寸,如,CR2032是指一种直径为20mm,高度为3.2mm的3V纽扣电池。

2、AG系列纽扣电池型号:中国习惯称呼的AG电池实质上是碱性锌锰电池,从AG0到AG13共分14个产品系列,但在IEC标准里仍然按照碱性电池的标注方法,用“LR”字母进行标识,其中L代表碱性,R代表圆形。而日本标准则标识为“L”后面跟三位或者四位数字,如跟三位数字,则第一位数表示直径(mm)取整数位;如跟四位数字,则前两位数字表示直径(mm)取整数位;后两位数字取其1/10表示高度(mm)。

例如,国产AG13纽扣电池的IEC标识为LR44,日本标识为L1154,因为该款电池的设计直径为11.6mm,高度为5.4mm,所以直径取整数位“11”,而以“54”的1/10代表高度为5.4mm。

3、锌-氧化银电池:氧化银电池尺寸可以和碱性锌锰纽扣电池做成一样大小,只是锌-氧化银电池相对来说电压平台更高一些,工作电压更稳定,其命名方法与LR系列基本相同,如“SR44”表示锌-氧化银电池,既是LR44的尺寸,也是AG13的尺寸。最开始,AG13指的就是SR44,现在则有时指LR44,有时指SR44。因为锌-氧化银电池比碱性锌锰电池更贵,所以,后者取代了前者的部分市场。

4、在一次纽扣电池大家庭中还有锌空电池和水银电池(也叫汞电池),充电电池也有LIR、ML、LV系列,这些纽扣电池型号只是英文所代表的电池体系不同,其后也是用四位数字表示尺寸,如,LIR3032表示工作电压3.6V的锂离子电池,直径为20mm,高度为3.2mm,ML2032和LV2032是表示的电池外形尺寸都是一样的,只不过分别代表锂锰电池和锂钒电池罢了。

此外,还有所谓的镍镉或者镍氢扣式电池,那是把这两种电池截取到一定低的高度后的形状,在业内都看作异型电池,与原来意义上的纽扣电池型号命名也不一样。

单元电池还可通过叠加方式改变高度,成为特定用途的电池,如23A就是由8个体1.5V电池叠加而成的12V碱性电池,当然,已经改变扣式形象了。

纽扣电池电压

有些电池常用作电子产品的后备电源,这些电池虽然厚薄有别、大小不一,但都因状若纽扣而共同拥有一个名字叫:“纽扣电池”。

对这些大大小小的纽扣电池,也常常会用标称电压来分别它们,例如,实用中人们常说的3V纽扣电池在大多数情况下指的就是CR系列电池,而1.5V纽扣电池通常指的就是Ag系列电池,我们可以从分类角度来认识一下纽扣电池电压。

在纽扣电池大家族中,也可以分为不可充电池和可充电池,从纽扣电池电压来分,大致有以下几类:

不可充扣式电池有:3V锂锰电池(CR)系列,1.5V碱性扣式电池(LR系列,含Ag系列),1.55V锌-氧化银电池纽扣电池(SR)系列,还有用的很少的1.4V锌空电池(ZA系列)与1.35V的水银电池。

可充扣式电池有:3.6V锂离子扣式电池(LIR系列),3V的锂离子扣式电池(ML和VL系列)。

目前,最常用到的扣式电池是CR系列电池和Ag系列电池。

CR系列即3V锂锰扣式电池,例如CR2032、CR2025等,标称电压都是3V,终止电压2V,典型工作电流在0.1-0.2mA之间,这种纽扣电池电压和电流的特点使其多用在电子辞典、主板CMOS、手表等电子产品中。

Ag系列由Ag0-Ag13共14个产品构成,隶属于碱性扣式电池LR系列,电压为1.5V,适合微安级的放电要求,多用于计算器、电子玩具、助听器、手表中。

在不充电扣式电池中,锌-氧化银电池扮演过很重要的角色,锌-氧化银电池用SR表示,具有容量大,放电电压平稳,贮存性能好等优点,电池电压为1.55V,高阶放电曲线平稳,大约有90%的部分始终稳定在于1.45V以上,放电曲线几乎是一条直线。这种电池可以设计成与碱性扣式电池一样的尺寸。

LIR系列可充电电池是单支电池电压最高的扣式电池,其工作电压高达3.6V,是同型号镍氢电池的3倍,而ML系列和LV系列的充电扣式电池则为3V,与LIR系列的区别就在于适用电压不同,充电扣式电池适用于各类电子产品。

实用中的还有所谓的镍氢扣式电池,那只不过是异型电池,与传统意义上的扣式电池不同。

单粒电池还可以通过叠层方式做成不同电压的电池型号,例如,6V的F22、11A、26A、476A,9V的6F22、10A、25A,8.4V的120H7D,以及12V的23A、27A等,以适应不同的工作要求。

5号电池和7号电池

5号电池和7号电池都是从电池型号角度来定义的电池类别。由于5号电池和7号电池是最常遇到的生活必需品,所以,对这两款电池应该加强认识。

当说到多少“号”电池时,通常指的都是圆柱形电池,因此,从电池尺寸上认识5号电池和7号电池的参数是直径和高度。

根据IEC标准,一次电池中的R03(7号碳性电池)与LR03(7号碱性电池)的尺寸都

是一样的,直径为10.5mm,高度为44.5mm;一次电池中的R6P(5号碳性电池)与LR6(5号碱性电池)的尺寸都是一样的,直径为14.5mm,高度为50.5mm;

5号电池和7号电池的尺寸也可以推广到充电电池中应用;最常见的应该是镍氢电池,镍镉电池由于镉的污染性,市场上已不多见。

有时会耳闻5号锂电池这种产品,这其实是人们的一种类比,所谓5号锂电池的正规名称是14500锂电池,按照锂电池的命名方法这是表示一种直径为14.0mm,高度为50.0mm的锂电池,看看这个尺寸是不是与一次电池中规定的5号电池尺寸基本一致?之所以说是类比还有一个证明,就是没有听说过7号锂电池。

无论是充电电池还是一次电池,虽5号电池和7号电池的外形尺寸都是具体规定了的,但是它们的能量是决然不一样的。拿一次电池对比,碱性的5号电池和7号电池是同型号碳性电池的4~5倍,即使是同一型号的电池,由于电池生产厂家的产品配方不同,在不同厂家同等型号电池的对比中,也会有明显的差异。再拿充电电池来看,镍氢5号电池和7号电池容量可以做到同型号的镍镉电池的2倍,假如把14500锂电池也看成是5号电池的话。那么,这种5号锂电池的总输出功率是镍氢电池的2倍以上。在使用上,充电式的5号电池和7号电池可以用于大电流放电,也比一次电池更耐用。

5号电池和7号电池都是最常见的电池型号,与人们的日常生活息息相关,而且充电电池中的5号电池和7号电池还可以进行组合,从而把5号电池和7号电池的应用推进到更广阔的生产和生活领域。

7号电池尺寸

7号电池是人们常常接触的生活必需品,当你为各种家电遥控器更换电池时,有没有注意到那或许就是个7号电池?辨认电池最简单的方法就是外观,7号电池尺寸也有这种认识功能。所以,我们就从7号电池尺寸开始来认识电池。

7号电池是一种圆柱体电池,大家知道,表示一个圆柱体的数值是直径和高度。毫无疑问,7号电池尺寸也是用直径和高度来表达,按照IEC规定,普通7号电池的高度为44.5mm,而直径为10.5mm。

最常见的一次性7号电池有碳性电池和碱性电池,在IEC(在国际电工委员会)的命名标准里,7号碳性电池的写法是R03,其中的R表示圆形,而03则代表大小型号。7号碱性电池的写法是LR03,其中,L代表碱性,R表示圆形,03代表大小型号。

顺便说一下,7号电池的美国叫法是aaa电池,在日本,R03的写法是UM-4,LR03的写法是AM-4,而在台湾,UM-4和AM-4都被称为4号电池。因为这些说法表示的是同一种产品,所以,aaa电池尺寸与4号电池尺寸与中国的7号电池尺寸完全一样。只不过,在听日本人或者台湾人说到7号电池时,你要请他说明他的7号电池尺寸的参数,并用美国或者IEC标准与其对照,以确认那就是中国的7号电池。

在具体的电池生产厂家那里,厂家的设计标准与国际标准并非整齐划一,同一厂家电池的一致性偏离也会发生。因而国内厂家一般把IEC标准的7号电池尺寸看作是最大的。在实

际生产中,给出了一个7号电池尺寸的取值范围,如直径在9.5mm~10.5mm之间,而高度在43.5mm~44.5mm之间浮动。

7号电池尺寸还可以推广到充电电池中的镍镉电池和镍氢电池中,镍镉电池因为镉的有害性而渐渐退出市场,在市面上难得见到了。但在大大小小的电子市场,如果你看到形同7号电池尺寸的浅绿色电池,那一般就是7号镍氢电池。

由于7号电池尺寸较小,其容量也较小,所以,7号电池适用于小型的或者小电池放电的电器,但7号电池尺寸的方便使7号电池在市场上大行其道,为厂家改进7号电池的性能提供了动力。

碱性电池应用

碱性电池应用的历史也是一部碱性电池发展史,1950年代前后在锌锰干电池的基础上研制出的碱性锌锰电池,它不仅比锌锰干电池容量高,工作温度范围宽,还提高了储存性能和防漏性能,也更适合于大电流连续放电,八十年代,人们的环保意识增强,九十年代中期无汞碱性电池进入市场。从60年代开始,对可充的碱性锌锰二次电池开展了广泛研究,但由于其放电深度浅,循环寿命短,还没有实现商业化。

无论是在民用领域还是在军用领域,碱性电池应用主要是作为便携式电源。下述的优点,可使碱性电池应用于以下领域:

1、大电流特点:使其可应用于需要大电流供电的设备使用,如照相机、摄像机、电动玩具、收录机等。

2、高容量与低内阻特点:可提供更平稳的工作电压和更长的工作时间,适合于遥控器、仪器仪表、手持终端等。

3、优异的高温放电性能及中等电流放电下的保持高工作电压特点:使碱性电池在某些特殊领域更具优势,如井下作业及高温作业环境。

4、优良的储存性能和防漏性能:使其成为军事通信设备中的必需品,如用于战术电台、野外电话、末端设备、仪器仪表等的配套电源。由于碱性电池一般可贮存三年,长的可达五年,因而在生产生活和军事目的中都可以作为贮备电池使用。

目前,碱性电池作用主要是取代原锌锰干电池的市场,在发达国家已经基本实现了全面替代,中国也在这一进程当中。从以后的发展前途来看,未来碱性电池的研究主要集中在高功率重负荷放电性能,电池容量以及储存寿命的提升上,从技术要求来看,还有生产中的无汞化和使用中的可充式。当然,目前也出现了同时提高多项性能的产品要求,只要价格允许,这方面的方案设计有例可查。如钜大碱性电池系列中有一款高功率电池,该产品在1000mA的电流下能够工作67分钟。对于干电池来说属于高功率范畴,普通碱性干电池在这个电流条件下能够提供的容量非常有限,是无法满足工作1小时的要求的。

电池放电平台

电池放电平台是针对充电电池而言的,是表征充电电池平稳放电的时间。对于镍氢电池放电平台和锂电池放电平台的规定是不一样的。

对于镍氢电池而言,镍氢电池的放电平台是指电池充满电以后,放电的时候,电池的电压变化不是同一个斜率下降。一般的,刚开始放电的时候,电压下降比较快,过一段时间,随着放电的进行,电池电压几乎不变化,或者说变化很小,这一段占整个放电时间的绝大部分,就是放电电压平台。到快放完电的时候,电池的电压又下降的较快,直到放完电的截止电压。

简单地说,在电池恒流放电时,电压的变化是:下降、平稳、下降,其中的平稳阶段就是放电平台。

对于锂电池而言,锂电池放电平台主要表征的是电池在满荷电状态下、在制定的放电条件下(如倍率和温度等)放电至额定电压的时间或容量,这段时间越长(放电容量越大)表明锂电池放电平台越高,即该电池性能越好。

一般规定,锂电池放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电,然后搁置10分钟,在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。

放电平台曲线平滑无倒勾,且在一定电压处的持续时间长,不同倍率下平台电压是不同的,但是不要一味的追求高的平台,有的时候平台电压高,反而是因为容量下降了,所以,平台的问题要多方面考虑,容量高且在某一电压持续时间长,平台电压高,才算是好电池。

锂电池充放电

锂电池是一个历史概念,早期锂电池是锂锰电池,锂电池放电为氧化还原反应,放电过程表现为一次电池反应特征。后来出现了锂离子电池,它的反应原理与锂锰电池完全不同,但人们现在习惯性地把锂离子电池叫做“锂电池”,在使用频率上反而远远超过原来意义上的锂锰电池,因此,我们将主要在锂离子电池的意义上来分析锂电池充放电。

在原锂金属电池的基础上,索尼公司率先发明了以碳材料为负极,以含锂的化合物为正极的锂电池,充放电过程只有锂离子运动,没有锂金属,这就是锂离子电池,也是人们习惯称谓上的锂电池。

首先,我们来探讨锂电池充电问题,锂电池充电问题主要涉及锂电池充电方法及锂电池是否充饱电的判断,这两个问题在锂电池如何充电一文中已经详细说明,在这里我只是粗略带过。锂电池充电过程分为两个步骤:恒流充电过程+恒压充电过程,其中恒流充电过程占大部分充电时间,恒压充电只是进行一个补充充电的过程。在充电过程中要注意锂电池过度充电的发生,正规的锂电池充电器都会根据锂电池的特性去设定好充电程序的,不会有过度通常锂电池组中都带有保护板,可以防止锂电池过度充电情况的发生。

锂电池充电电流及充电电压是锂电池充电中最为重要的两个参数,这不仅关系到锂电池

充电性能还关系到锂电池的使用安全,大电流或大电压充电都会影响锂电池性能,或者有起火爆炸等危险情况的发生,所以给锂电池充电时要注意充电电压及充电电流,也就选好锂电池充电器,单节锂电池充电电压为4.2V,多节锂电池充电电压=4.2*锂电池串联数,如3串锂电池组的充电电压为4.2*3=12.6V;考虑到充电时间不宜太长,通常将锂电池充电电流设为0.5C。

锂电池的使用过程就是锂电池放电的过程。这时,负极碳层中的锂离子脱出,运动回正极,回正极的锂离子越多,放电容量越高,通常说的锂电池容量就是指在0.2C倍率放电制度下的锂电池放电容量。锂电池放电是其充电过程的反运动,因为充放电表现为锂离子在正负极间的往复运动,故锂电池又被告称为摇椅式电池。

锂电池放电伴随着电池电压的下降过程,如果说用小电流放电,则放电时间要长,电压下降就慢;如果用大电流放电,电压下降就快,放电时间就短。从总的输出功率来看,一节锂电池采用小电流放电比采用大电流放电的可用容量要大,道理就在于大电流下的电阻也大。

IEC标准规定的锂电池放电电流为0.2C,这是因为浅充浅放可以更好地发挥锂电池的效能。而实际使用中的锂电池放电电流可根据实际需要及电池组的状况进行调整,比如倍率型的锂电池组,其放电电流可以设高些。

此外,要注意锂电池放电截止电压,即锂电池放电终止电压,理想的锂电池放电截止电压是3.0,但实际使用中的锂电池放电截止电压的设置会有所不同,通常比3.0V要低,目的是为了充分利用电池电量,而最常见的时将放电终止电压设为2.75V。当电池放电至终止电压时就要给电池充电,如果在放电终止电压以下继续让锂电池放电就会造成锂电池过度过放,过度放电会影响锂电池性能,甚至发生不可逆转的容量损失。幸好,现在的锂电池中都添加了保护板,可以防止锂电池过放电情况的发生,保护锂电池的性能。

聚合物电池寿命

聚合物电池又称聚合物锂电池或锂聚合物电池,是本世纪发展起来的新一代充电电池,近两年取代传统液态锂电池的速度加快。由此,聚合物电池寿命成为业内电池生产厂家追求的目标。在应用市场上,聚合物电池寿命也成为消费者的关注点之一。

聚合物电池寿命与其性能有极大关系。聚合物电池也叫高分子电池,从外形上看,聚合物电池是铝塑壳外包装,这不同于液态锂电池的金属壳。可以采用铝塑壳的原因在于,聚合物电池使用一些胶态物质帮助电池极板的贴合或吸收电解质,从而大大减少了液态电解液的使用量。

结构上的改进,使聚合物电池具有能量密度高,更小型化、超薄化的优点。与液态锂电池相比,聚合物电池寿命更长,最少可达500次循环。

对于锂聚合物电池寿命的理论定义与所有充电电池是一样的,即可使用的完全充放电周期的次数,但是实用中的聚合物电池寿命却会因为使用方法及存放手段而异,这些影响因素包括:完全充放电周期的次数、电池电压、贮藏温度等。

试验证明,放电深度越深,不但聚合物锂电池寿命在理论上明显减少,而且,从输出总电量来看,也会小于浅放的总电量;如果电池电压总是处在最高值,则会使电池容量损耗程度加快,从而缩短聚合物电池寿命。而较高温度下的使用和存放也会使电池的自放电速度加快,并形成永久性损耗的提前或增加,最终使得聚合物电池寿命提前结束。

可见,锂聚合物电池寿命有理论与使用之别,但结构上的特点决定了聚合物电池寿命比传统电池有极大的优势,针对实用中的影响聚合物电池寿命的因素,可以从浅充浅放、合理电压、适宜贮藏温度方面着手以延长聚合物锂电池寿命。

7号电池容量

7号电池从性质上分,包括一次7号电池和二次7号电池,7号电池容量也因此被分为一次7号电池容量和二次7号电池容量

可做成7号形状的一次电池分为碳性电池和碱性电池,通常,它们的放电容量是指从标称电压(1.5V)放电到终止电压(0.9V)的时间长度,测量方法为恒阻放电,人们常说的电池放电多少分钟,指的是在3.9Ω放电制度下的容量。

7号碳性电池容量:按照IEC标准,碳性电池可以分为三种类型:P型(高功率电池)、C型(高容量电池)和第一代的S型糊式电池。

S型电池已经被淘汰,在它的基础上发展出了C型纸板电池,后者用30~70%的高活性锰代替了天然锰,而且正极填充量提高了30%,所以,容量得以提高,C型电池多用于小电流放电场合,如钟表、遥控器、收音机、手电筒等。P型电池正极全部采用高活性锰,性能大大提升,可用于大电流放电,如相机、闪光灯,不过,由于碱性电池的市场占有率起来越大,所以,P型电池现在也主要是用于原C型号电池的市场而C型电池基本退出市场。

7号碳性电池容量因为电池生产厂家配方的不同而有差别,在3.9Ω放电制度下,一般在25~35分钟之间,东莞钜大有一款环保碳性电池,其标称放电时间35分钟,实际放电接近40分钟,这是比较高容量的7号碳性电池。

7号碱性电池容量:在3.9Ω放电方式下,7号碱性电池容量一般可以达到7号碳性电池容量的4~5倍,在数值表现上,为放电时间的延长,东莞钜大该型号电池放电时间为2.6小时。同时,碱性电池的结构特点更耐受大电流放电,因而,该款电池用500mAh电流放电时间约为55分钟,如果改用小电流放电,则这款7号电池容量大约在800~1200mAh之间。

可做成7号形状的二次电池有镍镉电池和镍氢电池,二次电池的容量单位为mAh,或者Ah,表示在某一个放电电流下的耐用时间。

7号镍镉电池容量:其标称电压为了1.2V,终止电压用8小时率放电为1.1V,在这一条件下,镍镉电池的设计容量在500mAh以内,但镉污染环境,而且在充放电一定次数后电量会下降到80%,寿命比同类型镍氢少,因此,正被镍氢电池全面取代而退出市场。

7号镍氢电池容量:镍氢电池的标称电压为1.2V,终止电压为1.0V,主流7号镍氢电池容量可以达到650~800mAh。

由于镍氢电池占领了镍镉电池的原有市场,而又有自己的新市场故而成为市场新宠,难免出现一些非理性行为,7号电池容量虚标现象就是其一。目前,国内做到800mAh已经相当不错了,如果遇到标注1000mAh以上的有可能就是虚标了。因为7号镍氢电池容量最终是由其材质所决定的。

5号电池容量

5号电池划分为一次电池和二次电池,因此,5号电池容量可分为可充5号电池容量与不可充5号电池容量。

不可充5号电池又分为碳性和碱性电池,通常,不可充5号电池容量的计算方法为:以3.9Ω恒阻放电由工作电压(1.5V)下降到终止电压(0.9V)时的时间长度。

5号碳性电池容量:目前,市面上的5号碳性电池通常都是高功率的P型电池, 5号碳性电池容量一般在放电55分钟以上,但因不同的厂家设计而有所不同,东莞钜大一款开路电压为1.65V的碳性电池可以放电90分钟,是业内容量比较高容量的5号碳性电池。

5号碱性电池容量:一般情况下,3.9Ω放电可达6个小时以上,因为碱性电池可以用大电流放电,因此,也可以用恒流放电测定其容量。通常,小电流放电下,5号碱性电池容量

大约在1800~2000mAh之间。

可充电5号电池有镍镉电池和镍氢电池,充电电池容量单位一般为mAh,偶尔会采用Ah单位,在数值上等于放电电流与放电时间的乘积。

5号镍镉电池容量:因环保法规的限制,镍镉电池正在逐渐退出市场,但在某些要求低价的场合镍镉电池还有一定的市场,5号镍镉电池容量一般为500~700mAh,其中GP、日立、松下的5号镍镉电池容量可以做的高一些。

5号镍氢电池容量:一般都可以做到1200~1300mAh,是5号镍镉电池容量的两倍,由于镍氢电池比镍镉电池有许多工作优势,而且又被开发出新的用途,因此得以广泛采用, 5号镍氢电池容量做的大而稳的有GP、日系企业、国内有科力远、东莞钜大、深圳倍特力等名企。但名牌镍氢电池被仿冒的现象也很普遍。

锂离子电池中有一款14500锂电池,因其外形尺寸与其5号电池接近,故而也被冠以5号锂电池之名,这种5号电池容量可以设计成500~900mAh,但其充放电寿命却远超5号镍氢电池。

一节干电池的电压

干电池的电压单位用V(伏特)表示,在不同的状态下,一节干电池的电压值是不同的,而标称电压是一节干电池电压的核心参数。

实用中的干电池有碳性电池和碱性电池之分,虽然反应机理不一样,但在它们当中,一节电池的电压是相同的。标称电压又称额定电压,干电池的电压值是干电池区别于其他电池的根本标志之一。一节干电池的标称电压是1.5V,它指的是,电池正极材料发生化学反应造成的电位差,在这个意义上,人们以一节干电池的电压为基准,把干电池称为1.5V电池。

然而,一节干电池的电压并不总是处在1.5V,否则,一节干电池就可以用之不竭了。事实上,在干电池的工作过程中,电池的电压依次经历了开路电压、工作电压、终止电压阶段。

开路电压是指非工作状态下一节干电池的电压,因电池材料配方不同,不同品牌的干电池开路电压也不一致,通常在1.6V以上,高的可达1.725V。

工作电压是与开路电压相对而言的,电池工作时要克服内阻,所以,工作状态中的电压总是小于其开路电压。电池工作到一定阶段后,电压就要急剧下降了,到了某一临界值电池不宜继续放电,这个临界值就被称为终止电压,干电池的终止电压是0.9V,有些人从节约出发,在终止电压下,继续强行使用,他并不知道到了0.9V干电池的效果很小,而且会造成电池破坏,影响到用电器具的安全。有的电池生产厂家为此更进一步设定了一个漏液电压,也就是说,一节干电池的电压一旦到达这个电压值基本是要漏液的,根据干电池材料填充物的多寡及比例,有的厂家将漏液电压设定为0.6V,最好的设定为0.3V,事实上,0.3V不漏液还是很难保证的。

一节干电池的电压表现出不同状态的数值,碳性电池和碱性电池电压还因为材质不同而表现各异。同样是一节干电池的电压,碱性电池就比碳性电池稳定许多,在实用中的表现就是碱性电池使用时间更长,而且稳定许多。

锂电池和锂离子电池

锂电池和锂离子电池是普及速度很快的电池品种,在文献和现实生活中,人们发现锂电池和锂离子电池在使用当中时而相仿,时而互换,个中原因在于,锂电池和锂离子电池是互相区别而又有继承和发展关系的一对概念,难怪人们会将二者混淆。

所谓锂电池,是以金属锂做负极活性物质的电池总称,而锂离子电池是指以两种不同的能够可逆的嵌入和脱嵌锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系,锂电池和锂离子电池的相同点是在正极和电解质上,两种电池都采用金属氧化物和硫化物作为正极,而以有机溶剂-无机盐体系作为电解质。

锂电池和锂离子电池之间是一个发展的过程,锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料的物质,化学反应为氧化还原反应,以后,索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作为正极的锂电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。

严格意义上的锂电池和锂离子电池的工作机理是不一样的,锂电池是一次电池,又称为锂原电池,可以连续放电,也可以间歇放电,一部分锂电池可以作储备设施用电池,如在水力、风力、太阳能电站等方面的应用。而锂离子电池是二次电池,可以反复使用。现在,很多人习惯上把“锂离子电池”也叫做“锂电池”,这是一种方便的叫法。

从使用角度来看,严格意义上的锂电池和锂离子电池也是不同的。锂电池的负极用金属锂,正极用MnO2、SOCl2等,20世纪70年代进入实用化后,主要在一些军事和民用小型电器中使用。锂离子电池应用范围更加广泛,如:移动电话、摄像机、照相机、手提电脑等,大容量锂离子电池在电动汽车上的应用也已经进入产业化过程中。从锂电池和锂离子电池的发展趋势来看,锂离子电池的应用领域不断扩大,而锂原电池的应用领域不断缩小。

锂电池和锂离子电池或许会在实用中被人们混淆,但有一个根本区别就是:锂离子电池反应时没有锂金属,只有锂离子在正负极间的运动,因此,又被称为“摇椅式电池”,生活中可以尊重人们对锂电池和锂离子电池的习惯叫法,但这不妨碍人们理解二者的理论区别。

聚合物锂电

聚合物锂离子电池简称聚合物锂电,这是与液态锂离子电池相对应而言的。聚合物锂电的根本特征是:正极、负极或电解质三项要素中至少有一项使用高分子材料。实用中的聚合物锂电是在正极或者电解质中采用了高分子材料。

聚合物锂电之得名始于其电解质的非液态结构,发展到现在,聚合物锂电可以分为三种类型。

1、固体电解质聚合物锂电:电解质为聚合物与盐的固体混合体,适于高温使用;

2、凝胶状电解质聚合物锂电:是在固体聚合物电解质中加入了增塑剂,提高了离子电导率;

3、正极聚合物锂电:是采用导电聚合物作为正极材料,使得聚合物锂电能量大大提升。

聚合物锂电是目前性能最优越的锂电池,甚至可以说是性能最优异的电池。聚合物锂电的单位能量比液态锂离子电池提高了50%,在容量、寿命方面有了大幅度的提高,在安全性、工作条件适应性和环保性能方面的优势使其成为一代全新的锂离子电池。

聚合物锂电主要应用于便携式产品,如笔记本电脑、移动电源等,目前,聚合物锂电在设计中出现了可薄形化、任意面积化与任意形状化方向,这些优点为聚合物锂电池的市场增长提供了很大的弹性空间。

碱性电池能充电吗

很多人从经济的角度希望碱性电池也能重复使用,倘能如此再好不过。然而,碱性电池能充电吗?因为碱性电池被划分到原电池中,也是一次电池,在这个意义上,碱性电池能充电吗?

回答是肯定的,碱性电池也能够充电,但这里有许多技术问题,比如,大电流充电情况下,碱性电池能充电吗?

在低于0.1C充电的条件下,碱性电池可充电20次,不过这不同于二次电池的充电过程。在正常情况下,它们只能在部分放电下进行充电不可能象真正的可充电电池一样被深度放电后充电。

碱性电池充电只是部分充电,一般将这种方式称为“再生”,“再生”概念进一步说明了碱性电池的充电特征:碱性电池能充电吗?可以,只是它是再生充电,有别于充电电池的真正充电。

再生充放电的局限性和短暂的循环寿命决定了碱性电池的再生是很不经济的。 为保证碱性电池的成功再生,必须达到以下条件:

1. 在放电率适中的情况下将电池的初始容量放电最多30%,同时放电不应低于0.8V,再生才有可能。当放电容量超过30%时,产生了二氧化锰阻止了进一步再生。容量的30%和放电电压0.8V要用适当的设备来,但这些设备大部分消费者都没有。大多数普通消费者处此情况下,碱性电池能充电吗?这并不是一个经济问题,而是条件问题了。

2. 用户可购买一个上述的专用充电器来再生。如果用其它的充电器,碱性电池能充电吗?安全隐患太大了,一般情况下,镍镉、镍氢电池的充电器不能用来为碱锰电池充电,因为这种充电器的充电电流太高,可能会导致电池内部产生气体,如果气体冲出安全阀,就会漏液。再进一步讲,如果安全阀失去作用,甚至会发生爆炸。如在生产中模具不良这种情况很少发生,但是它会发生,特别是没有正确使用电池。

3. 再生所需要的时间(大约12小时)是超出了放电时间(大约1小时)。

4. 20个循环后电池的容量将降到初始容量的50%。

5. 专用的设备需要三个以上的电池连接,如果电池的容量不一致,再生后又会出现别的问题,这可能导致电池电压成负值如果将再生了的电池和没有使用过的电池在一起使用就会更加危险。电池反转致使电池内部产生氢,有产生高压的危险,导致漏液甚至爆炸。在不同时具备一致性好的三个电池情况下,碱性电池能充电吗?显然很不必要。

长时间的一次电池再生不仅不经济,还要冒着一定的危险,如果这样,“碱性电池能充电吗”就不是个技术问题了。为了避免发生危险,最好是用没有使用过的一次电池或二次电池(蓄电池)也不要再生一次电池。

5号电池尺寸

5号电池的命名与其外形有很大关系,说其决定于5号电池尺寸也并不夸张,因为5号电池有一些别名,所以,常常用到的LR6电池尺寸、AA电池尺寸表达的也是5号电池尺寸。

当人们说到多少“号”电池的时候,一定指的是圆柱形电池,由于圆柱体是用直径和高度来表示的,所以,包括5号电池在内的所有圆柱体电池尺寸都按照这两个参数来表示。以锌锰干电池说明5号电池尺寸如下。

先说直径:5号电池的直径大多在14mm~14.5mm之间,在这个基础上,各个电池生产厂家会有±0.2mm的误差值;

再说高度:要分别平头和戴(正极)帽两种5号电池尺寸,标准平头(不戴正极帽)电池高度为49mm~50mm,各个电池生产厂家允许±0.5mm的误差,如果加上正极帽则要在此基础上再加05mm的高度。

因为5号电池尺寸可以做出高电量,而且大小适中,所以,5号电池尺寸被应用于一次电池中的普通锌锰电池(又叫碳性电池)、碱性锌锰电池(又叫碱性电池)和二次电池中的镍镉电池、镍氢电池。现在,5号电池尺寸也在锂离子电池中得到应用,如14500电池外形就相当于5号电池尺寸,只是,同为5号形状,锂电池容量大的多了。

5号电池尺寸还被用做一些特殊改造,如1/2AA、2/3AA等,但是,它们有一样是不变的,那就是直径,所以,这些特殊的5号电池只是5号电池尺寸在高度上的变化,做成这种变形5号电池尺寸是为了一些特定目的。

干电池的电压

干电池的电压是干电池重要性能参数,干电池的电压值用伏特(V)表示,也称作电势差或者电位差,是衡量电池正负极在静电场中由于电势不同所产生的能量差,干电池的电压在干电池所处的环境中是一个变量过程。

干电池的电压分为开路电压、工作电压、终止电压、标准电压。

1、开路电压:是指非工作状态的干电池的电压,此时,没有电流流过,满电时电池正负极之间的电势差通常在1.6V以上,高的可达1.725V;

2、与开路电压相对应的是工作电压,即工作状态时干电池的电压,此时,有电流流过,因为要克服电流流过时的内阻,所以,工作电压总是低于满电时的电压;

3、终止电压:即电池放到一定电压值后不宜再继续放电,由干电池的结构所决定,放电终止时干电池的电压是0.9V。

4、标准电压:从原理上讲, 标准电压又叫额定电压,指电池正负极材料发生化学反应造成的电位差的标准值,干电池的额定电压是1.5V,可见,标准电压就是标准的工作电压。

从上述四种干电池的电压来看,工作状态涉及到的干电池的电压有标准电压和工作电压,非工作状态时,干电池的电压则处于开路电压和终止电压中,因为干电池的化学反应不可逆性,因此,干电池的电压处于终止电压时,代表着电池就要报废了。

干电池型号

对干电池的认识始于干电池型号,干电池是一种原电池,最主要的干电池有普通锌锰电池和碱性锌锰电池,干电池型号的识别一在于参数,二在于标识,可以说,对干电池的初步认识是基于干电池尺寸参数的一种表达,在实用中,这种表达通过电池标识来进行。

目前全球对于干电池系统的标识分为IEC、美、日、中四大标准,列表如下:

型号命名与标识 IEC型号 美国型号 日本型号 中国传统叫法 直径(mm) 高度(mm)

普通锌锰电池

普通锌锰电池

普通锌锰电池

普通锌锰电池

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池

R03

R6P

R14

R20

LR03

LR6

LR14

LR20

AAA

AA

C

D

AAA

AA

C

D

UM-4

UM-3

UM-2

UM-1

AM-4

AM-3

AM-2

AM-1

7号电池

5号电池

2号电池

1号电池

7号碱性电池

5号碱性电池

2号碱性电池

1号碱性电池

10.5

14.5

26.2

34.2

10.5

14.5

26.2

34.2

44.5

50.5

50.0

61.5

44.5

50.5

50.0

61.5

说明:IEC标准中,R代表圆柱形,L代表碱性,数字代表电池的大小,数字后面的P代表高功率,这里有一个特殊规定,在表示五号普通锌锰电池时,要标识为R6P,而不是R06或者R6。

CR系列也是一种典型的干电池型号,常见的有CR2025、CR2032等。其中C是以锂金属为负极,以二氧化锰为正极的化学电池体系,R表示电池的形状为圆柱形,如果是方形则F替代;20表示电池的直径是20mm,32代表电池的高度为3.2mm。

除了单支干电池型号命名外,还有一些组合干电池型号的标识表示如下:

1、9V电池:6F22是由6个扁平形电池叠层的碳性电池;6LR61则是由6个扁平形电池叠层的碱性电池;

2、AG系列:是直径很小的CR电池,分为AG1到AG13计13种,属于碱性电池;

3、23A和27A:是由八个同一规格的AG电池叠层的,也称12V扣式电池,27A大于23A。

这些组合的干电池型号往往是基于特殊电压或者容量的考虑,也只适用于一些特定领域。由于这些干电池型号有一定的市场容量,知道它们属于干电池序列这一点,就便于把握其价格与特性。

另外还有非锌锰和锂锰系的干电池,如镁锰电池等,因为比较少见,所以对这种干电池及干电池型号介绍不多。

锂电池电压

锂电池电压是衡量锂电池放电性能的重要指标之一,它表示锂电池在一定状态下正负极两端的电势差,单位伏特(V)。下面小编就以下几个名词的解释帮助大家认识锂电池电压。

标称电压,又称额定电压,指电池在正常工作过程中表现出来的电压,锂电池标称电压一般为3.7V或3.6V。

根据锂电池正极材料的不同,标称电压会有所不同。钴酸锂电池标称电压为3.7V;锰酸锂电池标称电压为3.8V;锂镍钴锰三元材料的锂电池标称电压只有3.5-3.6V,但随着配方的不断改进和结构完善,该材料锂电池标称电压可达3.7V;磷酸铁锂电池标称电压最低,只有3.2V,但是这种材料的锂电池安全性非常好,不会爆炸,循环性能非常优秀可达到2000周。

开路电压,指锂电池在开路状态下(非工作状态),正负极之间的电势差。锂电池满电状态的开路电压为4.2V,而锂电池生产厂家的出货电压一般设为3.6~3.9V。

工作电压,指锂电池接通负载后即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差,又称放电电压。锂电池在接通负载后,由于欧姆电阻和极化过电位的存在,锂电池的工作电压低于开路电压。

锂电池充电电压,指充电电池在充电时,锂电池充电器输出加在电池两端的电压,即4.2V。大家在选择锂电池充电器的时候就要注意充电器的输出电压了。充电模式是恒电流+恒压。

锂电池的诸多优点使其被广泛使用,甚至取代镍氢电池。单节锂电池电压为3.6V,是镍氢电池的3倍。通过以上几个名词的解释,相信大家已经对锂电池电压有了更深刻的了解。

最好的充电电池

市场上的充电电池五花八门,大的分类有:镍镉、镍氢、锂离子、铅蓄、铁锂五种,由于后两种一般用于大型动力,因而,我们从前面三种适用于便携式设备的类型中比较出最好的充电电池。

掌握四项要点:一、高容量。容量越大,持续使用时间越长;二、耐快充。电池耐快充性能越好,越能承受较大充电电流,优质电池能承受1C充电速率,可采用快充、急充的充电速率,用较短时间充足电池,使用快捷;三、自放电小。它反映电池保持容量的能力,自放电越小,存放期越长,即用性好;四、循环寿命。指电池完全充放电次数,镍镉、镍氢电池可以达到500-1000次,优质锂电池在正确使用条件下循环寿命甚至可达2000次以上。

镍镉电池:有记忆效应 容量小

镍氢电池:记忆效应小 容量大

锂离子电池:无记忆效应,容量大,是目前相同体积中容量最大的电池,同时锂电池在

上述其它指标上也占有明显的优势,因而广泛用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等电子产品中。如此一来,在不同类型电池的比较中,显然锂离子电池是最好的充电电池。

上述标准同样也适用于同类型不同品牌电池之间的比较,但不论是进口品牌还是国产品牌,在“最好的充电电池”归属权之争上都不能全赢。因为,不同厂家的优势或许只能表现在某一个指标上,都是仅具有相对优势,这就是消费者对最好的充电电池品牌认识不一、激烈辩论的原因所在。

所以,在这个意义上,最好的充电电池排名视消费者的要求而不同。不过,从综合指标还是能够进行客观排名的,毫无疑问世界顶级电池是三洋,三洋锂电池总代理东莞钜大经过对多款锂电池的测试证明,三洋电机的锂电池在上述四个指标中综合性能是最好的。

事实上,评定最好的充电电池要视具体的应用范围,以锂电池举例,有的锂电池可以在耐低温方面堪称最好的充电电池,而另一些则相反,在耐高温方面堪称最好的充电电池。想找到既耐低温又耐高温的最好的充电电池,那是异想天开,因为锂电池没有这样的设计原理。

充电电池激活

微型电子产品市场的扩大,使充电电池得以普及,随之而来的充电电池激活作为一个技术问题也浮出水面,进入新世纪以来,在电池技术和电池产品更新换代的背景下,充电电池激活问题引来众议纷纭。

要说清充电电池激活问题,前提是要认识充电电池。

什么叫做“激活”?所谓激活,就是激活容量,这来源于充电电池的“记忆效应”,有记忆效应的充电电池不进行激活,就会造成容量衰减,原因在于充电前尚存的电量被电池记住了。所以,充电会不足,放电时也会显得时间不够长,为此,要进行深度放电,以便让电池忘记尚存的容量,反复多次的深度充放电过程就是激活。

第一代充电电池是镍镉电池,记忆效应明显,所以,在使用前必须进行激活,以保持电池的可用容量。在第一次激活后的使用过程中,要定期进行如上的深度放电,同样是为了防止记忆效应。

第二代充电电池镍氢电池的记忆效应比镍镉电池小的多。所以,镍氢充电电池激活后,日后的定期深度放电时间可以放长,甚至可以不需要做这样的电量维护。

现在市场上普遍使用的是第三代充电电池——锂离子电池,锂离子电池是没有记忆效应的,如果从启动电池的角度来看,锂离子电池的激活其实是厂家的事情,在锂离子电池出厂前,电池生产厂家会在灌输电解液与封口前进行几次“恒压充电——放电”的循环,目的就是使电解液充分活化。

可见,充电电池激活是要分别电池类型的,镍系电池需要进行充电电池激活,但镍氢电

池的记忆效应小于镍镉电池,因而无需进行后者那样的维护,锂电池则不需要进行充电电池激活,从启用的角度来看,锂电池在出厂时已经完成了“激活”。

18650锂电池参数

18650锂电池是根据尺寸来命名的电池典型,因此,作为18650锂电池参数之一的尺寸是基本相同的。由于18650锂电池事实上可以因为正极不同而分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂四个体系,除了磷酸铁锂之外,其余三种材料在本质上可以相互取代,所以,这里把钴酸锂18650锂电池参数与磷酸铁锂18650锂电池参数进行对比。

18650钴酸锂电池:

标称电压一般为:3.7V

充电限制电压一般为:4.20V

最小放电终止电压一般为: 2.75V

直径:18±0.2mm

高度:65±2.0mm

容量:1000mAh以上(目前最高的是松下的2900mah)

目前全球生产此型号锂电池最大的厂商有日本的三洋(已被松下收购)、松下、三星、索尼。

18650磷酸铁锂电池:

单节标称电压一般为:3.2V

充电限制电压一般为:3.6V

最小放电终止电压一般为:2V

直径:18±0.2mm

高度:65±2.0mm

容量:比钴酸锂的18650要小,常见的是1500mah 。

由此可见:二者的尺寸完全一样,但这两种体系的18650锂电池互有优缺点,具体来说,磷酸锂铁和钴酸锂相比的优点有:1、更安全,过冲过放都不会造成爆炸、漏液,2、寿命更长,正常使用能循环1000次以上,3、大倍率,2C充电10C放电,不会发烫、爆炸、漏液,不会影响寿命。 但是磷酸铁锂18650单体电压低,多用于大电流工作的电器。

上面所说的是锂电池芯即光身18650锂电池参数,实际应用中的锂电池由于要加上保护板和封装材料,同时考虑充放电制度,因而用户需要了解的18650锂电池参数要复杂得多,如东莞钜大的2200mAh 18650锂电池参数包括放电电流、工作温度、内阻、重量及保护参数等内容,可见,成品18650锂电池的参数是综合考虑了用电器具的参数,工作环境参数,使锂电池在具体的产品中能正常的工作,发挥效能。

18650电池充电方法18650电池充电方法是一个系统问题:容量、电流及其相互关系,充电方式的运用,充电器的选取,这些都会影响到18650电池充电方法的适用性,让我们先从充电器的选择说起。

按照18650锂电池的结构特点和国家标准规定的充电制度,应该选取小于电量池容1/5的电流充电器(对于小容量的18650电池组,我们完全可以选取0.5C的充电电流),市面上,18650电池的容量多在1800~2600mAh之间,选取的锂电池充电器就应在350~500mAh之间,

充电器的正确选择,既可以避免大电流对电池的破坏,也可以争取在安全范围内使得充电时间最短,从这种意义上来看,选择充电器是18650电池充电方法中第一重要的。

在选好的充电器上,18650电池充电方法是分两个步骤的:先恒流再恒压。第一步是恒流充电至电压升到4.2V附近,第二步是在电压达到充电器设置值后转入恒压充电,恒压充电时,电压不变,电流逐渐减小,待电流减小到0.02C时停止充电。

对于没有保护板的18650电池,则需要改进18650电池充电方法,以利于形成提高电池性能的长效机制,具体来说就是:对于新启用的或者长期搁置的18650锂电池要进行两三次深度充放电,这有助于电池在负极形成一层保护膜,防止电池“钝化”,而对于有保护板的电池,就不需要这样。

因为锂电池没有记忆效应,在理论上可以随时充电随时放电,但是,长期在电量尚很充足的情况下充电也还是会影响电池总功效的。18650电池充电方法的重要一点因此是:不要在电池电量刚刚用去20~30%的时候就急于充电,因为这种四五次浅放电相当于一次满放电,试验表明,浅放电最后的结果是:采用频繁放电式的18650电池充电方法能够提供的总电量会少于正常(带电量85%~90%)放电式的18650电池充电方法能够提供的总电量,平均近1/4,判断正常补电时间的方法也很简单,只要18650电池的电量达到那一时刻,用电器具就会发出指示信号。

通过18650充电方法的介绍,我们清楚了18650电池充电器的选取标准,明白了18650电池充电方法是恒流恒压方式,以及如何选择充电时机,按照18650电池充电方法操作,相信你的电池会动力恒久远,破坏永不来。

18650电池充电时间

18650电池充电时间与所有二次电池充电时间的理论都是一样的,即,电池充电时间等于标称容量与充电电流之比,不过,由于锂电池充电时内部会产生阻抗,所以,18650电池充电时间要考虑克服这种阻抗的因素。

人们根据阻抗的大小程度设计了一个系数作为充电电池充电时间的比较值。经过长期实验,这个系数的获取方法就简单化为充电电流占标称容量的比重。于是,上述18650电池充电时间便演变为:

18650电池充电时间=标称容量÷充电电流×系数

按照国家标准,充电电池以不高于0.2C(C为标称容量)充电为宜,依据这个标准,上面的系数设置至少为1.2,由于18650锂电池的容量高,又加上不同锂电池充电器厂家充电器的特点,一般对于18650电池充电时间计算中的系数设定为1.5,充电器基本都是根据这个原理设计的。比如,18650电池的容量普遍为1800~2600mAh,按照上述公式,则充电器的选择和18650电池充电时间(以0.2C以内放电)一般如下:

1800mAh一般用350mA的充电器,大约充电7.5小时(1800÷350×1.5),

2000mAh一般用400mA(也可用350mA)的充电器,大约充电7.5小时(如用350mA的充电器则需要8.5个小时),

2600mAh一般用500mA的充电器,大约充电7.8小时(2600÷500×1.5)

有些充电器的设计可能不同,不过,一般会有三种系数选择:1.2、1.3、1.5。系数越小,则18650电池充电时间越少。

在实用中,充电器本身设有过充保护装置,有些电池生产厂家也在设计中通过保护板和保护IC来对18650电池充电时间进行设定,只要消费者按照电池和充电器使用说明使用就行了。对18650电池充电时间稍作补充的是:在充电器指示灯转变后最好及时停止充电,因为18650电池充电时间过长造成的过充会对充电器和电池造成破坏。

18650电池电压

18650电池电压是18650锂电池的重要参数之一,掌握18650电池电压的基础知识,对于科学的18650电池充放电和搁置保护具有重要作用,本文拟通过以下参数的解释构建18650电池电压体系。

通常情况下,单节18650电池电压参数如下:

一、18650电池电压的核心是工作电压,也叫标称电压,为3.7V,这相当于三个串联的镍镉或者镍氢电池,也有一些国内电池生产厂家设计的工作电压为3.6V。

二、充电限制电压:这是对于18650电池电压的最高限制,为4.2V,18650电池充电过程就是将18650电池电压由工作时的3.7V上升到4.2V的过程,过程结束,表示电池是满电状态。超过了4.2V,就是过充,会对电池造成伤害。

三、放电终止电压:即18650电池电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压,为2.75V,如果电池放到终止电压以下,就是过放了,过放会使18650电池电极结构受到破坏,使锂离子发生不可逆反应,严重影响18650电池寿命。

由于过充、过放对18650电池均会产生严重损害,所以,一般的18650电池都有电路保护措施,使其在达到上下限时自动停止电池受伤过程。

18650电池可以通过串联、并联、串并联三种方式组成电池组。

一、并联后的18650电池组:容量相加,电压与单支18650电池电压相同,以两支容量为2200mAh的并联18650电池组为例,电压仍为3.7V,而容量为4400MmAh;

二、串联后的18650电池组:容量不变,单支18650电池电压相加,以三支2200mAh的串联18650电池组为例,电压为11.1V,容量仍为2200mAh;

三、串并联的18650电池组:串联和并联的加总,如以三串两并的18650电池组为例,电压为11.1V,容量为4400mAh。

上面的11.1V是串联也是串并联后的18650电池工作电压,电池组的充电限制电压与放电终止电压也随串联情况而改变,如三支串联和三串两并电池组的充电限制电压为12.6V,而放电终止电压为8.25V。而并联电池组的相关数值仍为4.2V和2.75V。

可见,电池组合方式引起了18650电池电压的不同变化,电池组通过18650单支电池电压和容量而得到的新指标,使得18650电池在更多的领域获得使用。

18650电池充电18650电池充电可以分解为18650电池充电方法、18650电池充电条件设置及18650电池充电注意事项等。

讨论18650电池充电的前提是:18650锂电池和18650锂电池充电器是合格的。

这里推荐一个“large”品牌,品牌所有者东莞市钜大电子有限公司是18650电池和配套充电器的专业电池生产厂家,研发实力位居行业前列,公司的18650电池可根据不同的电器需求采用进口或者国产电芯,其中,18650充电器采用锂电池的标准充电方法,先恒流后恒压,最高终止电压4.23V,最低4.18V,完全符合标准。

在选择了正宗的电池和充电器后,18650电池充电也非常简单,以东莞钜大为单支18650电池设计的锂电池充电器来说,一般座充的充电器,只要从充电器的充电端引出正负极的线分别接到电池上就行了,有些设计可以直接用其生产的手机充电器。

然而,在充电器质量没有保证的情况下会否担心充电器误判呢?这个问题是存在的,有两种补救误判的方法可以考虑参照:一是用电压表测试,如果电池电压在4.2V就行了,另外一种方法就是充电10小时左右断电,之所以取10小时这个数值是由18650电池的容量设定为基础的。普通的18650电池容量在1800~3000mAh区间,尤以2000~2600mAh最多,因此,选择350mA和400mA的充电器最多,按照公式:

18650电池充电时间=电池容量÷充电电流×1.5(系数)

一般的18650电池充电10个小时基本满电,由于东莞钜大等厂家的充电器一般都设有恒流充电后的恒压充电,所以10个小时不必考虑过充。

上例18650电池充电是否充满的的标准也可以用于其他锂电池时参照。

虽然厂家在充电器设计中已经考虑了充电条件,但我们还是要注意一些问题充电器解决不了的问题:

1、标准充电电流0.2C,即标称容量的五分之一,按照市面上18650电池的容量设计,一般以350mAh或者400mAh的就行了;

2、控制充电时的极限温度,尽量避免在0℃以下充电,否则,将严重影响电池寿命;

3、有些电池和充电器没有设置保护电路,那就会造成电池充电异常,过充有可能影响到电池性能,或者波及充电器的正常状态,上面说过避免过充的方法;

4、当电量过低时即可对18650电池充电,而不必等到电池电量放到终止电压,以免过放现象的发生。

18650电池应用领域极广,举以笔记本电脑为代表的消费电子以及工业仪器、医疗器械等行业的使用者,都对18650电池充电的安全性、重要性有所认识,消费者要加强对18650电池充电知识的了解,按照科学的18650电池充电方法操作,从而在应用中体现出经济效益来。

锰酸锂电池

锰酸锂电池是可充电锂离子电池的一个分支,以LiMn2O4化合物作为电池正极是这种电池的根本特征。

一、锰酸锂电池的优势:

二氧化锰是一种很便宜、易于得到的材料,锰酸锂作为一种化合物有两种可以利用的形式:一是高电压形式,可以释放锂离子,另一种是低电压形式,可以接受锂离子。这种化合物为立方尖晶石结构,提供了锂离子的传导通道,因而,锂离子的嵌入和脱嵌不会破坏其结构,这造就了锰酸锂电池的相对稳定性。

二、锰酸锂电池的性能参数:

1、能量密度大,2、寿命300-500次,3、工作温度-50~45℃,4、过充保护电压为4.2V,

过放保护电压为2.75V,5、可做成聚合物与液态两种形式,单只最大容量为10Ah,5、在所有锂电池正极材料中,毒性最弱。

三、锰酸锂电池的缺点:

1、比容量较低,这是由锰酸锂电池制备过程决定的,在电极制备中有LiMn2O4与碳黑和粘结剂的混合,这使得其120mAh/g的比容量要丧失20%左右,这就大大低于其他材料。

容量损失可归因于电极中界面缺乏有效接触和结构不均匀等,其他的原因还有副反应和在电解质中的溶解。

2、对锰酸锂电池安全性能的评测表明:锰酸锂电池耐热冲击和穿刺能力强,但短路会引起防爆膜破裂,而过充则会发生起火、爆炸。

四、锰酸锂电池的市场化:

锰酸锂电池的价格便宜是其最大的优势,但是较差的循环性能和电化学稳定性限制了锰酸锂电池的产业化,目前主要应用于铅酸电池替代品及大型或者价格敏感的应用市场,通过掺杂技术提高其性能是扩大锰酸锂电池应用范围的有效方法。

钴酸锂电池

钴酸锂电池是以合成的钴酸锂(化学分子式LiCoO2)化合物作为正极材料活性物质的锂离子电池,在所有的充电锂电池中,钴酸锂是最早应用的正极材料,钴酸锂电池也是循环性能最好的。

一、钴酸锂电池的优势:

钴酸锂电池是电化学性能优越的锂电池,容量衰减率小于0.05%,首次放电比容量大于135mAh/g,电池性能稳定,一致性好,另外,在工艺上容易合成,安全性能好。钴酸锂电池的工作温度为-20~55℃。

二、钴酸锂电池的不足:

1、钴的价格高,仅产于非洲的一部分地区,有地域纷争及价格变动的风险;2、LiCoO2的岩盐性结构,可去除的锂仅为原来比例的大约50%,就是说,过充时基本结构会发生破坏,失去可逆充放电循环,这使得钴酸锂电池存在过充安全隐患,需要附加电路保护板;3、热稳定性和毒性指标不够理想,对策较为复杂。

三、钴酸锂电池的制备,主要技术表现在锂粉的制造上:钴酸锂电池使用液相合成工艺,将锂盐、钴盐分别溶解在聚乙烯醇和聚乙二醇溶液中,混合后的溶液经加热浓缩成凝胶,凝胶体在高温下煅烧形成的粉体碾磨过筛即得到钴酸锂粉。

四、钴酸锂电池的应用:钴酸锂电池因具有容易合成、电压平台高、比能量适中,特别是循环性能优越,而成为锂离子电池的主流。但是钴储量的不足和制备中对其毒性与过充的

克服,加大了钴酸锂电池的成本,因而钴酸锂的市场一般定位于便携式设备而不适用于大型动力。

充电电池容量

充电电池容量是充电电池最重要的性能指标,充电电池容量通常用C表示,它指的是在一系列特定的条件下,充电电池可提供的电荷。

一、充电电池容量的计量单位的规定:

充电电池容量通常以毫安培小时和安培小时为单位,根据欧盟相关规定如下:

1、便携式充电电池用“毫安培小时”或者“安培小时”表达,分别写作mAh与Ah;

2、汽车电池的容量应该用“安培小时”和“冷启动安培数”表达,分别写作Ah与A;

二、充电电池容量的测定:

满充电状态的电池,在一定的放电制度下放电至截止电压时所放出的容量,即是电池容量,对于不同类型的充电电池,其测定的方法不尽一致,欧盟的方法体系如下:

1、便携式充电电池在下列标准上视其内化学物质测定:镍镉适用于IEC/EN61951-1和IEC/EN660622,镍氢适用于IEC/EN61951-2,铅酸适用于IEC/EN61056-1,二次锂电池适用于IEC/EN61960;

2、汽车用电池适用于IEC60095-1/EN50342-1;

三、充电电池容量标签规定:包括标签的内容、尺寸、位置。

1、不同用电器具的标识方法所用单位并不一致;

2、标签的尺寸国内没有统一规定,欧盟有明确的规定,参见欧盟委员会法规1103/2010号;

3、单体电池标签应在电池及电池包装上均有标注,电池组则应标注在外壳而非电池上;汽车电池标注在电池包装的正面。

四、充电电池容量有实际容量、理论容量与额定容量之别,这个应该搞清楚。

按照拉法第电解定律,假定电极上的活性物质全部参加成流反应,电极应能放出的电量称为理论容量;额定容量正如本文开头所说,是在一定条件下电池可提供的电荷,与理论容量相比,它是一个电池无数次充放电应该达到的平均数,通常比理论容量小;

还有标称容量,就是电池生产厂家为电池标注的容量,它往往与实际容量相对照。打个比方:一个标称容量为1600mAh的充电电池,它的额定容量也应该是1600mAh,也就是说标称容量应该等于额定容量,但如果实际容量可能达不到标称容量,那就是没有达到其额定容量。有些厂家利用最接近理论容量的数值标注标称容量,这是一种欺骗行为。

充电电池评测

充电电池评测分为自我评测与比较评测两种参数体系。自我评测就是对一个品牌的充电电池

评测自身部分性能,而比较评测则是对于两种或者两种以上品牌相同标称容量的电池就某一个性能参数进行的比较。充电电池评测是描述电池客观情况的重要手段,一般情况下,进行充电电池评测需要专门的检测设备,故而在实验室检验为好,这样可以缩小误差。

无论是自我评测还是比较评测,充电电池评测都要有两个前提条件,一是工作温度在常温范围内,二是充电电池必须是新电。

对于充电电池评测中的自我评测,电池生产厂家的着重点往往并不完全相同:有的囊括所有性能参数,有的则仅测试与容量相关的参数,有的会在这个基础上加上安全性能测试。

不过,对于比较评测,则基本上是围绕着与容量相关的参数而进行。这时的前提条件,除了都是新电外,要注意所有设置条件的一致性,如温度、电流、电压、静置时间、循环次数、检测柜型号等所有充电电池评测的环境必须都是一样的。

在比较评测中,主要测试三个参数:

1、电池实际容量及其与标称容量之差。评测实际容量以0.2C放电为准,在规定循环次数内,以每次记录电量的加权平均值为实际容量,实际容量与标称容量越接近,电池越“真”。

2、评测电池寿命。在电池实际容量评测的基础上,将每款电池实际容量与标称容量逐次对比,得出各自的容量衰减率,从而评测电池寿命。

3、评测自放电:以一定时间为一个充电电池评测周期,一直放到充电电池的截止电压,看看其间的电池容量变化。这个过程要注意:每一个品牌要选取若干个电池,因为这里有电池放电均衡性问题。即使不同品牌的充电电池总体自放电在充电电池评测结果中接近,一致性差的电池也可以被认为长期保持电量能力差。

充电电池评测是一项严肃而科学的工作,工作人员不但要记录好充电电池评测的数据,而且要加强充电电池评测的数据处理和数字分析能力,从而更好地为电池用户提供精准服务。

什么是聚合物电池

聚合物电池是聚合物锂离子电池的简称,是锂离子电池的种类之一。要认识什么是聚合物电池,除了给出聚合物电池的定义,还要从其分类、特点和目标市场上找寻答案。

一、定义:所谓的聚合物电池是说在正极、负极与电解质这三种主要电池构造中至少有一项采用了高分子材料作为主要的电池系统;

二、什么是聚合物电池的分类?聚合物电池可以有多种分类方法,如外形、包装、容量、材料组成等,但最根本的分类是从材料方面,这有助于我们认识聚合物电池的本质。

目前,实用的聚合物电池分为三类:从电解质方面看,有固体聚合物电解质电池和凝胶聚合物电解质电池,从正极方面看有导电聚合物锂离子电池。还没有通过负极材料来分辨什么是聚合物电池的设计。

三、什么是聚合物电池的特点?这要分解为三个问题:什么是聚合物电池的基本特征,什么是聚合物电池的结构特点,以及什么是聚合物电池的优点。

1、什么是聚合物电池的基本特征?聚合物电池是一种高分子锂电池,从理论上来说,聚合物电池可以达到的最小厚度为0.5mm,另外,它与液态锂电池一样的地方是:在标称电压方面是3.7V锂电池,没有记忆效应。

2、什么是聚合物电池的结构特点:这表现在三个结构设计上。

(1)、用固体电解质或凝胶电解质代替了液体电解质,而在正极上采用导电聚合物则是更先进的聚合物电池;

(2)、用锂离子负极材料取代了碳负极材料;

(3)、外壳材质是唯一的。什么是聚合物电池的外壳特征呢?就是采用铝塑复合膜取代钢壳和铝壳,铝膜设计可以提高整个电池的比容量。

3、什么是聚合物电池的优点,这是一个比较问题:与液态锂电池相比,它具有高能量密度、高安全性、超薄化、小型化、轻量化特点。

四、电池应用市场那么大,什么是聚合物电池的市场?按照目前的市场普及率,聚合物电池只占锂电池市场的10%,这是因为它在价格竞争上还不具备优势,但在理论上,聚合物电池有极大的降价空间。目前,它主要应用在移动电器上,如手机、移动电源等,这也是它的目标市场。

锂电池保养

锂电池保养的目的就是要使锂电池性能保持在优化状态,由于锂电池在工作时一般只是正常与否的现象,所以,锂电池保养的工作主要体现在使用用电器具前的充电行为和搁置期间的注意事项两个部分。

一、锂电池保养中的科学充电行为:

1、要想使新电池在短时期内达到最佳使用效果,可以进行三次或以上完全的充放电,当然,也可以不这样做。如果说明书上有此要求,还是应该按照说明书要求来做,这样有利于日后的锂电池保养;

2、选择正宗锂电池充电器厂家生产的充电器,并遵照说明书操作,在使用快速充电器时,如果指示灯转变时,表示充满了90%,此时不能着急,可以等到电池完全充满;

3、关机充电比开机充电好;

4、工作温度在-20℃到60℃之间,为此,最好是在室温下进行充电,并且不要在充电时在手机上覆盖其他东西。

二、锂电池保养中的科学搁置状态:

1、贮藏温度最好选择在4℃到35℃之间,不要将电池暴露在高温或严寒下,一只已经启用的锂电池一般至少有一半时间处于搁置状态,因而适宜的温度对锂电池保养具有最经常和最重要的意义;

2、长期不用的锂电池,每个月要进行一次类似“激活”的充放电,做一次电量校准。因为,长期不用的锂电池会发生电池电极钝化,应该让锂电池内的电子处于流动状态,钝化会破坏电极结构,从而影响电池寿命。当然,最好的情况是使其保持半荷电状态。

任何方法都是在一定条件下有效的,锂电池保养的措施并不是延长锂电池寿命,而是在锂电池设计的有效循环周期内延长锂电池的使用寿命。明乎此,就要把锂电池保养的意义定位在不使其减少寿命上,以此体现出锂电池保养的经济性来。

锂电池充电时间

认识锂电池充电时间,从难易程度上说,操作问题不大,理清锂电池充电时间的来源更有助于在理论和实践上使之更加科学化。

理论上的锂电池充电时间是电池标称容量与电流之比:

锂电池充电时间(h)=电池容量(mAh)÷充电电流(mA)

但是,由于充电时会有阻抗产生,为了抵销阻抗的影响,实际充电时间要大于上述理论充电时间,为了使锂电池充电时间满足实际的满电要求,一般要根据充电电流所占电池容量比值的大小设定一个大于1的系数。譬如,

当充电电流小于等于电池容量的5%时系数为1.6,此时

锂电池充电时间=电池容量÷充电电流×1.6

以此类推,根据充电电流所占电池容量比例的大小,锂电池充电时间计算时的系数还有

1.5(5%<充电电流≤10%),

1.3(10%<充电电流≤15%),

1.2(15%<充电电流≤20%),

1.1(20%<充电电流)。

实用中,便携式电子产品的锂电池充电时间也是按照上述公式来设计的,对这些锂电池一般都配备有相应的恒流充电器,这种锂电池充电器对锂电池充电时间的控制是以满电指示灯来表示的,电池充满电时会发出报警信号,所以,消费者只需要按照说明操作就行了,不必为锂电池充电时间多久合适而犯愁。

电池充电时间

电池充电时间:充电电池都有一个电池充电时间问题,随着镍氢电池、镍镉电池和锂电池等充电电池替代一次电池及其在新的应用领域的普及,对科学的电池充电时间的了解很有必要。

从市场上来看,目前采用的多是恒流充电器,即,充电电流始终是充电器上标注的输入电流,由于电池本身对充电电流会产生一个反电势,因此,根据不同的电池容量与充电电流的比例关系,科学的电池充电时间如下:

电池容量看电池外面的标注

充电电流看充电器上标注的输入电流

1、 充电电流小于等于电池容量的5%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.6÷充电电流(mA);

2、充电电流大于大于5%,小于等于电池容量的10%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.5÷充电电流(mA);

3、充电电流大于大于10%,小于等于电池容量的15%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.3÷充电电流(mA);

4、充电电流大于大于15%,小于等于电池容量的20%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.2÷充电电流(mA);

5、充电电流大于电池容量的20%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.1÷充电电流(mA)。

还有一种快速充电器,因为快速充电采用大电流放电时会产生高热,也为了防止快速充电时的过充危害,所以,一般的快速充电器设置有控制电路或者IC芯片来控制电池充电时间,当电池接近充满时,控制电路会自动转入涓流充电模式,因而不需要担心过充,不必要计算电池充电时间。

充电电池寿命

充电电池寿命一般指的是的充电电池的循环寿命。根据国家规定,在充分充、放电的条件下,电池容量下降到额定容量的70%时,电池所能达到的充、放电的循环次数就是循环寿命。

在忽略其他因素(如记忆效应)的前提下,可充电电池的容量下降到额定容量的70%时所能达到的充、放电的次数,在不同的放电深度下相差很大。假如某种可充电电池,在忽略其他因素的前提下,在每次充分充电都是在充分放电后进行的条件下,其循环次数是500次,那么当每次充分充电都是在50%放电(即只释放了额定容量的一半)时进行,其循环次数就能达1000次。可见浅充浅放并不能降低记忆效应很小的可充电电池的循环寿命,所以某些记忆效应很小的可充电电池,如锂电池、铅酸电池,不必把电完全耗尽后充电。

国家标准对锂电池循环寿命是这样规定的:在环境温度20℃±5℃的条件下,先以1C5A的恒流方式对锂电池充电(这期间充电电压是逐渐升高的),当充电电压达到锂电池充电限制电压(一般为4.1伏或4.2伏)时,改为恒压(即充电限制电压)方式对锂电池充电(这期间充电电流强度是逐渐降低的),直到充电电流强度不大于20毫安时停止充电,然后把锂电池搁置0.5~1小时,然后以1C5A的恒流方式把锂电池放电,当锂电池的输出电压降低到放电终止电压(即2.75伏)时停止放电,至此为一次循环,然后把锂电池搁置0.5~1小时再进行下一次充、放电循环,当连续两次放电时间小于36分钟时则认为电池寿命终止,试验结束,这期间的循环次数应不低于300次。按照国家标准的规定,新的手机使用的锂电池,按规定以1C5A的恒流方式放电时,其放电时间应不低于51分钟。

1C5A的含义:C5表示的是锂电池的额定容量,按照国家标准的规定,其含义是,在规定的环境条件下,按照规定对锂电池充电后,用5小时的时间持续放电并使电池达到放电终止电压(2.75伏),锂电池所输出的电量;C5A表示的是电流强度,其含义是,用电池的额定容量(单位是安培·小时或毫安·小时,即电流强度与时间的乘积)除以1小时。假如某种型号锂电池的额定容量(C5)是1200毫安·小时,则C5A等于1200毫安,1C5A即C5A的1倍,也是1200毫安,0.1C5A是120毫安。显然,额定容量不同的锂电池,其C5A在数值上不相等。

充电电池寿命与充电次数及充电时间有一定的关系,正常使用(充分充、放电)的情况下,充电电池寿命与充电次数直接相关,即充电一次寿命减少一次。 而非正常使用中,对充电

电池寿命影响最大的是过充电,过充电严重影响电池寿命。其次是过放电,对电池的寿命影响仅次于过充电。

5号充电锂电池

经常听到有人说5号充电锂电池,却一直不知道是哪一种,今天上百度查了查,终于明白什么叫5号充电锂电池了。5号充电锂电池是圆柱型14500锂电池的另一种叫法,尺寸14*50mm。

5号充电锂电池的用途:看到大多数人是把它用在相机上,因为5号充电锂电池的尺寸跟普通的5号电池一样,所以可以替换使用,但值得注意的是5号充电锂电池单体电压是3.7V,而普通的5号电池电压时1.5V,所以5号充电锂电池用于相机上时只需一节,再搭配一节用完电的5号碳性电池或5号碱性电池(将该节电池正负极短路,也就相当于一根导线,实际提供电的仅是那节五号锂电池),经过实际测试表明,一节5号充电锂电池的使用时间是普通5号电池的2倍。有兴趣的朋友可以试试。

2024年1月20日发(作者:庞雪瑶)

镍氢电池充电电压

发表时间:11-09-05

日常使用的1.2V镍氢电池,其充满电压通常为1.4V,放电终止电压是0.9V。

这就意味着,镍氢电池在放电到0.9V时已经不便使用,应该充电了。因此,0.9V既是放电时的终止电压,也可以看作是镍氢电池充电的起始电压。实用中,因为0.9V之后的镍氢电池还有一些小电流存在,所以,有的镍氢电池将起始电压设置为0.8V也是可行的。

镍氢电池充满后的电压在1.4V左右,这可以视为其最高电压,但个体电池也要视具体充电方式而定。

一种情况是以恒压充电,比较老式的充电方式仍然这样设置,一般都是设置为1.4V,但这样的后果有可能是电池到达1.4V可能还没有充饱,在这种情况下,镍氢电池充电终止电压就不是镍氢电池饱和电压。

上述缺陷主要是由充电电流引起的,大电流充电有可能在1.4V时并未满电。从充电曲线上来看,有些以1C充电的镍氢电池容量到达100%的电压可以达到目的1.53V,然后,然后在这一电压下转头向下再恢复到1.4V附近,因此,1.53V成为充电最高电压,镍氢电池充电器往往通过这个特点,把拐点电压出现设置为充电截止时间。

大电流与小电流充电对充电电压的比较是:小电流在较低电压值就可以充满电,而且在满电后的充电仍能缓慢地提升电压,相反,1C以上的大电流在满电状态下继续充电,电压不升反降。所以,在电压达到一定高度(如1.36V)后,采用0.3C左右的小电流充电是较为合理的。

恒流充电法采用了温升速率法作为充电结束的判断依据,比如,在0.3C充电条件下,每分钟温度上升2℃就会停止充电,这时的镍氢充电电压一般都在1.4V左右。

镍氢电池电压

根据镍氢电池所处工作阶段,镍氢电池电压分为:充满电压、额定电压、最低电压,或者说是饱和电压、工作电压、截止电压。

镍氢电池的额定电压是1.2V,这也是镍氢电池正常工作时的平均电压值,通常,合格的镍氢电池工作电压比较平稳,如果是一直在用的话,会表现为以一个比较稳定的频率形成电压下降过程。

镍氢电池截止电压为0.9V,有的镍氢充电电池实际可用到0.8V,电压降到0.8V以下,则说明镍氢电池被过放,电池需要修复,如果电池经过修复(通常用0.2C充电1小时的方法修复)仍然未能达到0.8V说明电池失效。

到达截止电压后应给镍氢电池充电,普通型镍氢电池饱和电压值会因充电电流不同而略有差别,相对小的电流在到达同样电压值时,容量(也就是电量)补偿会多一些,通常,镍氢电池充满电压在1.4V左右。试验中,因电流不同,镍氢电池充满电时的高电压会出现1.5V,低的也有1.38V。

镍氢电池充电电流

11-09-06镍氢电池充电,如果电流不同,充电效果和对电池的影响都会有比较大的区别。

表示充电电流大小的是倍率概念,在数值上等于充电电流与电池容量的比值,计量单位是mA。如标称容量为2000mAh的镍氢电池,如果用1000mA电流充电,充电倍率为0.5C,如果用400mA电流充电,充电倍率为0.2C。

以单体电池为例,通常认为:

镍氢电池充电分小电流、标准电流、大电流三种方式,以0.1~0.3C为标准充电电流,小于0.1C是小电流,大于0.3C是大电流。通常,充电电流不能大于1C。

小电流充电的好处是保护电池,有轻度过充,但对电池无太大影响;不足是充电时间很长;

大电流充电的好处是充电时间短;缺点是持续大电流对电池有损伤,影响使用寿命。

标准充电模式的优点是充电电路简单,充电时间稍长,但这种模式在设计复杂性和照顾电池充电时间上取得了平衡,得到业内的认同。

镍氢电池组在充电模式的选择上,镍氢电池厂家会有自己的物色产品,有的关注于时间,有的则关注满电程度,还有的从安全角度出发设计小电流充电。

镍氢电池充电注意事项

镍氢电池的不正确充电会对电池性能造成严重的负面影响,为更加有效地使用镍氢电池,应在充电时注意以下事项:

1、注意充电的温度,这是所有充电环节中最关键的因素,通常应在镍氢电池生产厂家产品说明书中规定的温度(0~45℃)环境中充电,低于规定温度会使电池内部充电不正常,导致电量恢复性能持续下降。而在高于规定温度的状况下,会出现电池发烫的情况,严重时可能产生漏液,流出淡黄色的液体;

2、对电池恒流充电时,开始尽量避免涓流充电,自始至终用涓流充电模式会影响电池特性,特别是导致以后的大电流放电无法启用。但恒流充电后应该设置涓流充电方式,进行

补充充电,以达到完全激活因子,补充损失电量的目的;

3、单节镍氢电池一使用完最好立即充电,不要先行与其他电池一起充电,因为放完电的镍氢电池放到一定时候容易造成电池过放电,形成极板短路,造成电池永久损坏;

4、对电池充电最好选择能控制充电电流与时间的智能充电器。如果是非智能充电器只有靠自己控制充电时间(因为不设置控制措施的普通充电器极易形成过充)。新电池头三次充电时间一般为:充电时间=(电池容量/充电器充电电流)×1.5,日常使用的镍氢电池充电时间则为:充电时间=(电池容量/充电器充电电流)×1.2,因为头三次要完全激活电池因子,故时间长些;

5、因为普通镍氢电池月自放电率达20~30%,所以,每三个月最好充一次电,意义同上述第3项一样,以免过放的损害;

6、不同品牌、不同容量的电池不能混合充电,充电器与电池充电特性不匹配的也不能混合充电。

镍氢电池第一次充电

镍氢电池出厂后的第一次充电包括两个方面的问题:一是要不要先充电再使用,二是充电多久合适。

一般情况下,新的镍氢电池只含有少量的电量,这是与镍氢电池较高的自放电速率密切相关的,假如镍氢电池出厂时的带电量为40%,在月自放电率高达30%的情况下,一月后的电量仅有10%,再长一些时间,有些电池就会处于放电态(即没有充电的状态),而且,镍氢电池还有一个特点,即,容量越高,其自放电速率也越大,这样,即使出厂时带电量大一些,经过一定时间后的电量仍然很小。因此,新电池使用前必须进行首次充电。

然而,另外一种情况也可以先用后充,2005年开始有低自放电镍氢电池推出市场,国内目前也有一些厂家生产低自放电电池。但是,由于低自放电镍氢电池的结构复杂,造价要比普通型的贵出很多,因而民用市场上的低自放电镍氢电池比例很小。正宗品牌的这种电池如果出厂时间较短(如一个月以内),通常带电量还很足,因为充电电池带电量如果在30%以上都可以正常使用,所以,镍氢电池在第一次充电前可以先使用。

镍氢电池充电一旦开始,就要选择用什么方式充电。通常认为,第一次充电前的镍氢电池电量很小,所以,应以小电流恒流充电方式为宜,大多数用0.1C倍率充电12~14小时,小电流充电对电池没有负面影响,即使有可能出现一点过充电也没有太大关系。同时,也可保证电池在充电电压范围内使电池容量100%的得到恢复。第一次充电也必须充满才能使性能发挥到最佳状态。

镍氢电池放电放电是向外电路输出电流的过程,镍氢电池在放电过程中,伴随有电压下降和容量减少现象。

考核镍氢电池放电效果的是其输出功率占输入功率的比值,也可以近似地换算成输出容量与输入容量的比值。按照正确方法使用的镍氢电池放完电的总输出功率正常都可以达到输入功率的95%以上,放电效果的差别是因为不同电流和温度下,电池的内、外阻与放电特性会有一定的区别。

实验显示,镍氢电池放电效率明显受电流和温度影响:

1、镍氢电池具有良好的低温放电特性,在这方面甚至好于锂电池,即使在-20℃环境温度下,采用大电流(以1C放电速率)放电,放出的电量也能达到标称容量的85%以上。在40℃以上的高温环境中容量损失可能会达到5~10%。镍氢电池虽然有良好的低温放电特性,但其工作温度还是在0~40℃之间为宜,毕竟,超出这个温度范围后,电池容量会有不同程度的降低。

2、按照IEC标准,镍氢电池容量是以标准充放电计算的,在这个标准计算中适用的电流是0.2C。实际上,以0.2C的小电流放电要比用1C放电的容量多出10%以上。

如果上述两个标准应用的不恰当都会使电池放电时间减少,比如,在上述过低的温度环境下只能放出85%的电量,而电流过大也会使放电效率降低,从而使放电时间缩短。当然,如果电池在正常工作环境下放电时间明显过短,则要检查是不是电池未被充满电,那就是追溯到镍氢电池充电的问题上了。镍氢电池过放电

电池放完内部储存的电量,电压到达终止电压值后,继续放电就会造成过放电,镍氢电池也不例外。

镍氢电池过放的出现一是在使用中,如对镍氢电池持续以较大电流放电就会造成这一现象,这与一些使用者把镍氢电池记忆效应看的过于严重有关,以为电量放的越彻底越好,这是一个误解,镍氢电池记忆效应的存在在一个很小的范围内的容量损失不大,而且可以通过周期性的(比如三个月)完全充放电来进行修复,但是电池使用中的长期过放则会破坏电池

结构,使得以后的充电无法进行,相比较而言,过放的这种伤害比记忆效应所造成的部分容量损失对电池的伤害更大。

另一种过放场景出现在储存过程中的自放电,镍氢电池是所有自放电中最大的,每月自放电率可达20~30%,虽然如此巨大,但由于这时电池体内电流很小,因而不会伴随使用过程中过放电可能出现的发热、发烫现象,电池结构可逆容量的破坏总的来说小得多。

从电化学原理上来说,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质可逆性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,活性物质不可逆使得电池容量明显衰减。因此,预防镍氢电池过放电可以有效提升电池的使用效率。对此,一定要设置好放电终止电压,使镍氢电池在电压下降到0.9V时自动停止放电。

镍氢电池自放电电池不与外电路连接时,由内部自发反应引起的电池容量损失就是电池的自放电,在所有的电池类型中,镍氢电池自放电最大,普通镍氢电池达到30%的自放电率。

影响镍氢电池自放电的因素主要有三个:

1、温度影响:通常情况下,温度越高,自放电越大;反之,温度越低,自放电越小;

2、与电池的带电量有关。通常,镍氢电池充得越满,自放电率也就越高,这里说的是平均值,当较高电池容量降到较低容量时,它与同等较低容量的其他电池自放电率是一样的;

3、存放条件的影响。镍氢电池处在一个导体环境中可能会产生微电流,加快电池的自放电进程,意外原因造成的瞬间大电流通过甚至可能会造成短路。

电池自放电会造成容量损失,这种损失大部分是可逆的,通过充电行为能够得到补充,可怕的是因此导致的过放电,过放电实际是电池处于少量带电或不带电情况下的储存与工作方式,往往会表现为电池低电压或者零电压,从而形成部分容量的不可逆损失。

减小自放电是提高镍氢电池性能的重要内容,针对引起自放电的原因,可以从以下方面着手改善:

1、温度环境:按照IEC规定的规范化的镍氢电池,其储存温度以20±5℃为宜;而其工作温度一般在0~40℃较为理想;

2、电池应带电储存,因为普通镍氢电池的自放电率高达30%,所以尽量使电池在80%的容量下储存,至少要有40%的电量,因为电池在40%容量下的自放电率会小许多。如果容量不够,很容易因为忘记补电而使镍氢电池处于过放当中;

3、存放环境应干净整洁,以防灰尘中含有导体物质而使电池自放电加快。

从机理上讲,自放电大小与正极材料在电解液中的溶解和它受热后的不稳定性,易自我分解有关,所以,镍氢电池自放电是由其结构决定而不可避免的,但控制自放电在可逆的范围内则可以通过使用者的正确使用而达到,除了上述三个方面的改善措施外,要及时充电补充自

放电造成的电量损失,以使自放电不会发生不可逆反应。

市场上有一些低自放电镍氢电池,造价较高,但可以在一年后仍保持80%的容量,因而充电次数可以显著减少。镍氢电池容量镍氢电池与其他充电电池一样,最重要的性能参数就是容量。通常意义上的电池容量是指在一定的放电条件下,电池放电至截止电压时放出的电量。IEC61436标准规定了镍氢电池在20±5℃环境下,以0.1C充电16个小时后以0.2C放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量,这种方法以C5表示,即以5小时率放电模式。镍氢电池容量单位:mAh(毫安时)/Ah(安时)。

镍氢电池容量是由其材料和结构决定的。上述IEC标准规定的额定容量只是理论容量,在理论容量已定的情况下,无论采取任何方式都不可能使其超过既有容量。就特定电池而言,随着电池使用时间和放电次数的增加,电池容量不可逆转地逐步下降,对于这种容量下降,无论采取什么方法,都不能达到理论容量。

电池结构相同的镍氢电池具有相同的比容量,比容量是指单位体积或重量的电池所给出的容量,分别称之为重量比容量和体积比容量。这就是同一品牌镍氢电池不同型号之间体积越大则重量也越重,容量也越高的缘故。

例如,某一品牌的5号aa镍氢电池总可以比7号aaa镍氢电池的容量做的更大。市场上有一些号称高容量的电池,其中有真假之别。不同品牌同样型号的镍氢电池中,真正的高容量电池应该表现为总输出功率(电流与电压乘积)比普通电池大许多,之所以如此,是因为高功率电池采用了高分子材料,其电极结构主要由AB2构成,这里的A表示钛和钒元素,B表示锆和镍等,区别在于稀土元素的减少,而普通镍氢电池电极结构由稀土为主要元素的AB5构成。

可见,如果没有高分子材料的加入,电池理论容量是无法提高的,市场上有些并未改性的镍氢电池也自称高容量,其实是以初始容量代替了额定容量。可能的情况是:在电极材料中多了增加初始容量的材料,但却以减少电极稳定用的材料为代价,结果就是,初始容量高的电池经过循环几十次使用之后容量迅速衰竭,而初始容量低的电池依然表现出良好性能。这就是为什么用总输出功率比较进行容量才是科学对比的原因。

在民用市场上,日系镍氢电池容量仍然比国内的高,有一些国内镍氢电池厂的技术也出现比较大的发展,部分电池产品性能可与国际先进水平。就单节镍氢电池而言,常用的5号镍氢电池容量可以达到1400mAh,最大的可以达到1600mAh,7号镍氢电池普遍可以达到900mAh。

镍氢电池的应用

镍氢电池应用领域的开拓与镍氢电池技术发展和镍氢电池市场容量的变化结伴而行。

镍氢电池在日美德等国率先进入产业化,早期镍氢电池的用途主要是在笔记本电脑和移动电话领域取代镍镉电池,但从1990年代锂离子电池商品化以来,在此后的十余年时间里,锂离子电池已经取代镍氢电池占领了便携式电子设备市场;在通讯领域里也迫使镍氢电池基本退出。

不过,目前镍氢电池的价格低于锂离子电池,而且安全性能也较锂电池优越。因此,部分笔记本电脑开始重新使用镍氢电池,也因为这两个优势,镍氢电池在电动工具、数码相机、电动车、移动电话中继基地用不间断移动电源等领域也开始部分回归。

在适用性上,镍氢电池低温性能优越,也适于大电流放电,因此常被装配成镍氢电池组用于满足便携式电子设备需求。这方面的应用领域几乎涵盖各行各业。如:便携式打印机、移动工具、数码产品;医疗设备、远程通信设备、液晶电视机;通讯仪器、激光器仪器、仪器仪表以及电动玩具等。

镍氢电池的高能量密度、大功率、无污染等综合特点也使其适用于作为动力电池使用,一些镍氢电池厂以此开发出动力汽车、电动摩托车和电动自行车的镍氢电池用途。这一特点还被延展到军事领域,应用于通信后备电源、空间技术、机器人和潜水艇等。

在中国,镍氢电池获得更快的发展,2006年,我国生产镍氢电池13亿支,超过日本成为第一生产大国,这是因为我国拥有世界70%的稀土储量,而稀土是镍氢电池负极储氢合金的主要原料。在上述的应用领域中,镍氢电池的用途体现在中国市场的主要方向是移动通信、手提电脑、电动工具和汽车用电池组领域。

镍氢电池规格

规格一词用在镍氢电池的意义不同于日常理解的物理形状,而是对某款镍氢电池全部或部分必要性能与特征的说明,这与镍氢电池参数的功能有些接近。从实际运用上来看,一方面,有些参数并不必然反映在电池规格上;另一方面,一些需要用试验语言而非数据描述的性能要求,如耐过放、安全性等要体现在规格设计中,就没有相应的参数表达。规格与参数有个

交集。

一般来说,需要用参数说明的规格要求也是最重要的,这一部分被统称为规格参数。

根据上面的定义,对于镍氢电池规格的说明基本上包括三个方面,而镍氢电池厂家的规格书也是围绕这三个方面的内容展开的。

一、产品类型:即什么产品的规格,就镍氢电池而言,一般会以型号、容量、电压等作为限定词,也有的是从产品应用角度,以用电器具为限定词。这部分通常体现于规格书的开始部分,以《范围》或者《试用范围》作为标题。如以下描述:“该承认书适用于镍氢充电电池及其组合电池。型号H-AAA800mAh(尖头),尺寸:AAA型”。就是一种典型的AAA镍氢电池规格表达方式。

二、规格参数:通常,厂家会将自己认为最重要的参数罗列上去,但对于决定电池性能的参数则是必须罗列的,虽然,在规格参数中也包括尺寸、重量等物理性状,但又已经突破了物理性状的范围,这些必须罗列的规格包括:标称电压、标称容量、内阻、循环寿命、充放电终止电压和充放电最大电流等参数。

三、试验性鉴定:在规格书中表现为对上述规格参数测试条件及测试结果的规定,以及不在上述规格参数之列的其他性能及特征的规定。有些标准及规定可以用参数表示,有些则只能用试验语言进行描述。如,过放不变形,湿度试验与温度试验无漏液,高空跌落时外观与电池性能正常等。

由上可知:镍氢电池规格不仅限于形状大小甚至也不仅限于物理性状,而是客观描述镍氢电池特征与性能的概念,上面三个方面的内容都在《镍氢电池规格书》中得到了体现。

镍氢电池激活

镍氢电池激活分为两种类型:一是新电池容量激活,二是旧电池去内阻激活。

对于新电池的激活论述较多,首先要明确,新电池激活的目的是通过激活电池中的活性因子而激发电池活性。原因在于,镍氢电池的自放电较大,长期中转过程中电量会逐步丧失,从而使电池活性降低,进入休眠状态,如果不进行几次完全的充放电,因为镍氢电池的记忆效应,输出容量是达不到标称容量的。

具体做法上,通常都是进行3次完全充放电,其中,充电模式以0.1C为宜,这是因为电池未激活而带电量少的情况下,大电流充电会造成对电极的伤害。从理论上说,第一次充

电时,如果电池带电量大于40%(厂家一般是按照出厂日期来进行说明的)可以先用后充,反之,小于40%则先充后用。实际应用中,新出品电池都有使用说明,可按厂家指导操作。容量完全达标可能要经过至少3次的完全充放电,有的被要求长达5次,因为第一次充电后可用电量或许只有标称容量的1/3。

在用的旧镍氢电池经过长时间使用后,容量会有下降,同时,影响容量有效输出的还有内部电极产生氧化层使电池内阻升高,容量下降是不可逆的,因而减少电池内阻是激活旧镍氢电池的关键,否则,旧镍氢电池将越来越不能适应启动大电流的用电器具了。

对这种内阻已经升高的镍氢电池使用大电流放电即能激活,实用中通常进行短路试验。在短路中,电流会由小变大,镍氢电池也会慢慢发热,当电池体达到40℃时停止放电,待温度恢复正常,再次短路放电,经过这种循环,直到电池电压降到1.0V时完成短路放电过程。有些内阻不是很大的镍氢电池可能经过一次放电就能正常使用了,因而不需要循环短路。

需要指出的是,激活新旧镍氢电池的目的是不一样的,因而,千万不能把短路实验用于新电池激活。

镍氢电池保养

镍氢电池保养的目的是通过科学方法提高电池总输出功率,以延长电池使用寿命,提高电池使用效率。镍氢电池保养分为三个方面:一是有效使用,二是日常维护,三是正确储存。

一、有效使用:

1、新电池须激活:新电池需要进行3-5次的完全充放电才能激活内部因子,激发电池活性,使电池释放出最多的能量,这种多次的完全充放电行为就是激活;

2、慎选充电器,避免过充,不要混用不匹配的充电器和镍氢电池;

3、严守电池操作规程,杜绝过放;

4、使用长久的镍氢电池也要重新激活,以克服不断增加的内阻;

5、充电和工作时不要混用不同品牌、不同容量的镍氢电池。

二、日常维护:

1、尽量不使电池发生磕碰或者其他硬伤;

2、长时间不用的电池要记得及时补电,因为,镍氢电池的自放电是所有电池中最大的;

3、基于与上述第二条同样的理由,在决定电池准备长期存放之前,应充好电,最好有40~60%的带电量;

4、多加爱惜,勤加擦拭,避免电池锈蚀或腐蚀,延缓电池老化过程。

三、正确储存:

1、储存温度:0~40℃;

2、储存条件:

干净,避免灰尘及导体接触,防止短路;干燥,应按IEC规定的标准,将电池周边的湿度保持在65±20%的范围以内;专区、专柜保管,甚至充电时也最好设置专区,充电专区的意义在于营造一个有效的散热环境。

上述三个阶段的保养并不是完全孤立的,可以多个保养措施并用,只要能够认真实施起来,就可以达到延长电池使用时间,提高镍氢充电电池使用寿命的保养目的。

镍氢电池型号及尺寸

镍氢电池型号是从镍氢电池类别、规格和大小的角度对电池作出说明的概念,它回答了镍氢电池是什么样的问题。

例如,3A镍氢电池包括了三个意思:1、aaa规格型号;2、镍氢电池;3、其公称尺寸为:高度43.5mm,直径10.0mm。

可见,在确定镍氢电池身份后,从感性上对其描述离不开两方面的内容:一是文字内容,二是数字内容。aa镍氢电池也可以说成为五号镍氢电池,二者都是用文字进行描述的,只是一为英文,一为汉语。而公称尺寸就是所谓的数字内容了。

镍氢电池的基本型号有七种,它们分别是根据电池使用的钢壳外径和高度来加以区分的,具体如下:

1、AAA型:43.5mm(高度)*10.0mm(直径)

2、AA型:50.0mm(高度)*14.0mm(直径)

3、A型:50.0mm(高度)*17.0mm(直径)

4、SC型:43.0mm(高度)*23.0mm(直径)

5、C型:50.0mm(高度)*26.0mm(直径)

6、D型:60.0mm(高度)*32.5mm(直径)

7、F型:90.0mm(高度)*32.5mm(直径)

在实际应用中,由于用电器具的不同,镍氢电池被要求制作成不规则型号,这些不规则型号有上千种之多。

例如,2/3AAA镍氢电池的标准尺寸是:高度为43.5×(2/3)=29(mm),直径不变。但这个高度却会因应用的需要而成为30 mm或更高,也可以28 mm或更短,从而形成千差万别的电池形状,不过,有一点是不变的:直径只被允许在一定的公差范围内。

镍氢电池种类

镍氢电池可以根据不同的特性进行分类,除了标准型或者通用型镍氢电池外,从特殊的使用效果来看,既有高倍率型,也有高容量型,还有低温和高温型。一般来说,上述镍氢电池种类放到一块,就构成了镍氢电池的性能分类。

1、标准型:具有镍氢电池的一般标准,这些标准由以下特点组成:(1)、使用寿命应在500~1000次之间,(2)、密封防漏,使镍氢电池成为免维护电池,同时,在使用和储存的正常状态下安全性得到有效保证,(3)、性能稳定,可以在很宽的湿度和温度范围内使用,电池内阻低,大电流放电后仍然有稳定的电压,(4)、适用范围:应急灯、无绳电话、便携电话、遥控器、电子辞典、玩具等,无特殊要求的移动电源几乎都可使用。

2、高容量型(S型):除了具有标准型电池的特点外,由于是选用性能优异的高分子材料构成电池,采取了严格的生产工艺,因而能给用电器具提供较长时间的能量,有些人据此把高容量镍氢电池也称作长寿命电池是不科学的,因为这种电池的主要优势是高容量,虽然可以表现为长的时间寿命和稳定的性能,但从镍氢电池寿命与容量的不同定义出发,还是高容量更能说明其特征,该款电池主要适用于比较耗电的数码相机。

3、高倍率型:这是就其可以承受大倍率电流而言的,通常,高倍率镍氢电池可采用1C的电流进行充电,电池一个多小时即可充满;在以5C电流放电时,电池的中值电压可以达到1.24V以上,放出的电量仍可达到90%以上。因此,该款电池具有优异的快速充电和大电流放电性能,特别适合大电流放电的用电器具:如电动工具、大型玩具(车仔玩具、遥控飞机)等。

4、低温和高温型:分别具有优异的低温和高温工作性能,它们仅仅是在主电源出现故障时才进行放电,其寿命是由操作条件来表示,而不是普通镍氢电池的循环次数,这些操作条件的首要条件是环境温度,其他有充电电流、放电频率和放电深度。这两种电池主要应用在低温和高温环境下的指示灯、应急灯。

上述分类基于镍氢电池主要性能,同一支电池可以具备两种以上的优异性能,而镍氢电池厂

家可以在用户需求中寻求最佳性能的平衡点。

镍氢电池参数

任何一款镍氢电池应设置规范的参数,在面向市场时部分参数要体现在产品说明书中。通常,镍氢电池参数包括以下内容:

一、 决定电池性能的核心参数:

1、标称容量:电池的容量决定于活性物质的数量,而活性物质的含量则由电池使用的

材料和体积决定,因此,通常电池体积越大,容量越高。

2、标称电压:电池刚出厂时正负极之间的电势差是标称电压。单元镍氢电池的标称电压是1.2V,标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定,当环境温度、使用时间、工作状态、剩余电量有变化时,单元电池的输出电压会有变化。

3、 电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中,极板的电阻是不

变的,离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。

4、镍氢电池充电后,极板的活性物质已达到饱和状态,继续充电电压也不会上升,此时的电压称为称为终止电压,镍氢电池的终止电压为1.4V。

5、放电终止电压是镍氢电池放电时允许的最低电压,在放电终止电压状态下继续放电,电池两端电压会迅速下降,形成深度放电和过放电。如此,则极板上形成的生成物在正常充电时就不易恢复,影响电池的寿命。

6、充放电电流:一定要有最大电流的规定。因为大电流会冲击电池结构的稳定性。

二、表示电池性能的指标:

1、循环寿命:一次完全充放电过程被视为镍氢电池的一个充电周期,电池反复充电就构成了电池的循环寿命。镍氢电池的充电周期是按照IEC标准规定的,通常,镍氢电池寿命应达到500次。

2、比能量:常用的标准是:(1)、能量/重量为30~80wh/kg(瓦特小时/千克);(2)、能量/体积为140~300wh/l(瓦特小时/升)。

三、对电池物理性状描述的参数

1、重量:相同型号的电池中,镍氢电池是最重的。

2、型号:按相关标准命名,如常用的AAA、AA等。

3、外形尺寸:单节电池要标出直径和高度,组合电池通常要用三维数字表示。

4、外部包装及喷码印字。

上述参数有时并不全部出现在产品说明中,但一些重要的参数必须标明,如核心参数部分。

镍氢电池容量测试

镍氢电池的容量测试第一步要解决的是镍氢电池的测试条件,第二步要解决的是测试方法。

镍氢电池容量测试分两种类型:实验室方法和手工方法。实验室方法的要求很严格,需要专门的仪器设备,此外,在条件准备上还要严格遵守IEC规定的温度、湿度环境等,在电池选择上,要用酚酞试验看电池是否有爬碱、漏液现象,正极帽周围是否有发红现象,如果是好的样品电池就要在第一次充电前用0.2C电流放电至1.0V。然后要准备的是精密测试设备。

接下来的测试中有一个关键环节是比表面积测试。比表面积是指单位质量物料所具有的

总面积。在测试方法上,国内外普遍采用BET吸附理论求得镍氢电池BET比表面积。比表面积测量要用智能化测试仪,保证测试结果的一致性,接下来,在比表面积的基础上可以运用数学模型算出电池容量。

现在有专门的电池检测设备,其中运用了BET吸附理论,设备会自动选择最合适的电压和电流,通过一次完全的充放电模式,在放电过程取得的数据基础上计算出电池的真实容量,自动化的电池检测仪在电池测试结束时会将包括电池容量在内的重要参数显示在仪器上。

现实生活中,镍氢电池的普通使用者没有专用设备。手工测试镍氢电池容量的方法比较简单:选择一个稳定的放电电流,一直放电到镍氢电池的终止电压,记录下时间,用电流乘以时间就可以得到电池的实际容量。这种计算的方法有许多人为因素,如时间的误差、终止电压的误差以及放电电流的稳定性都可能对精确结果产生影响。不过,作为一般使用者,能得到这样的结果也就差不多了。

镍氢电池寿命

由于镍镉电池因镉污染问题而退出市场,镍氢电池寿命较长和没有污染的优势使得镍氢电池占据了以前镍镉电池的传统市场,镍氢电池能用多长成为人们关心的问题,而这就是镍氢电池寿命问题。

镍氢电池寿命的定义是:在一定条件下,将镍氢充电电池进行反复充放电,当容量等电池性能降到规定的要求以下时的充放电次数。

这里的“一定条件”是有具体规定的,以电压而言,镍氢电池额定电压为1.2V,正常终止电压为1.0V,实际上可用到0.9V。因为终止电压的弹性,于是,对于镍氢电池寿命的量化就是“容量等电池性能降到规定的要求”,行业内一般都以电量保持80%~70%为标准。

为什么会有镍氢充电电池的寿命问题,这是由两方面原因促成的。其一是内部结构:如电极活性表面积在充放电循环过程中不断减小,产生极化现象;电极上活性物质的脱落或转移;电极材料发生腐蚀;隔膜的老化与损耗;活物质的性能下降等。其二是充放电原因:循环过程中,电极上生成结晶造成电池内部局部短路;不当的充放电方法,如过充和过放,会使电池内部发生一些不可逆过程,引起电池放电容量衰减,影响了镍氢电池寿命。

由于镍氢电池在1.0V~0.9V之间还可以放电。如果各个镍氢电池生产厂家规定不同,那么,就可以在80%~70%的保持电量之间进行选择。所以,当说到镍氢电池寿命的时候一定要说明寿命的特征。比如,一个厂家的镍氢电池寿命写着500次,而另一家则写着800次,如果没有说明充放电后的放电容量降到百分比多少,则很难说800次的循环寿命比500次的好。

影响镍氢电池寿命的除了这些理论因素外,还有一些使用中的问题,这些形成了镍氢电池的使用寿命。比如,自放电的多与少,两节电池共用于同一电器时的电量一致性,平时注意保管,避免硬伤等,一般来说,厂家的使用说明书上都有注意事项,大家按照要求来做就行了。

电池充不进电的原因与解决

市场上主要有两种充电电池镍氢电池和锂离子电池,人们关注的电池充不进电的问题大抵是针对这两种类型的。同一类型和规格的电池又可以通过并联、串联和混联组成不同电芯数目的组合电池,作为一个普遍现象,人们希望了解电池及电池组充不进电的背后原因进而寻求解决之道。

电池充不进电的原因从大的方面来说,可以分为电池自身固有的内部原因和电池实施充电的外部原因。锂离子电池以其更优越的性能正在逐步占领镍氢电池的原有市场,所以,这里以锂电池充电为主进行说明,有区别的地方提到镍氢电池。

电池充不进电的内因有:

1、电池零电压或者组合电池中有零电压电池。电池零电压要么本身就是不合格品,出厂时就没有达到相应的标称容量和电压值,要么属于寿终正寝,因长期使用,容量耗尽,电压降而为零。

考虑到锂电池经过长期搁置,如一年以上,也可能以自放电的形式把电量放尽从而使电压为零,现在的锂电池保护方案在设计上要求电池零电压时也能充进电。因而,对于电池零电压有两种区别:一种是能够充电继续使用的,另一种是以完全没有使用价值的;换句话说,前者容量损失是可逆的,而后者是不可逆的。充不进电的零电压电池如果不幸设计到锂电池组中,就可能通过保护芯片把零电压信号传导到电池组中,从而关断MOSFET,使电池组无法充电。

2、电池组连接错误。这种情况出现的可能性较小,因为充电电池或电池组出厂时一般都要求全检,正规厂家的电池出现这种情况除非是某批电池出厂时没有全检,而恰恰连接错误的电池组就在未检之列。当然,对于非正规厂家出品或者个人组装则另当别论,出现连接错误并不能完全杜绝。相对来说,镍氢电池组全检率低些,这种错误的概率可能会大一点。

3、内部电子元件、保护电路出现异常。这种情况大抵是电池用久后出现的,电子元件的老化、脱落均会导致电池充电出现异常,尤其是集成到保护电路的电子元件出现上述情况后会直接影响到电路的保护功能的发挥,从而不能正确指导充电过程。

充电行为中导致充不进电的外部原因有:

1、充电器与电池不配套,特别是不配套的充电器与锂电池充电电流设计的差异会导致充电时瞬间电流过大,锂电池实施过流保护中止充电。解决这种不配套特别是注意不要把镍氢充电器与锂电充电器混用,有些万能充电器也尽量不要“万能”使用。

2、充电设备故障,无输出电压。出现这种情况,只需要把电池放到另一个同型号的充电器上充电即可。

3、不适宜的充电环境,充电器和充电电池都有自己的工作环境,越过了两者中任何一个限定条件,不论是高温还是低温都会令充电无法进行。

解决电池充不进电问题无外乎诊断和治疗。诊断的秩序是先外因后内因,因为充电方法出现的问题只要改正就行了,而内因则需要专业的电池知识和电池检测设备才能得出正确结论,在自己不能解决的情况下,可以拿到专业的维修网点进行维护。

锂电池并联充电

锂电池并联的目的是为了增加容量,因此,锂电池并联充电也与单节锂电池相比具有不同的设计特点,主要体现在充电电流设计与并联电池的一致性上。

并联锂电池的特点是:电压不变,电池容量相加,内阻减小,可供电时间延长。并联充电的核心内容是并联电流的大小及其作用。根据并联理论,干路电流等于各支路电流之和,因此,已经组合为电池组的n节并联锂电池要达到与单节电池相同的充电效率,充电电流应为n个锂电池电流之和,在欧姆定律:I=U/R的公式下,这个设计是合理的。但是,并联后的电池内阻也会起变化,按照并联内阻公式,两个并联锂电池的总内阻等于两个电池内阻乘积与其内阻相加之和的比值,并联电阻会随着并联电池数量的增加而递减。所以,锂电池并联充电的效率可以在电流小于n个并联锂电池电流之和的基础上实现。

锂电池并联要注意电池的一致性问题,因为,一致性差的并联锂电池会在充电过程中出现充不进电或者过充现象,从而破坏电池结构,影响整组电池的寿命。因此,选用并联电池时应避免将不同品牌、不同容量和不同新旧程度的锂电池混用。对电池一致性的内在要求是:锂电池电芯电压差≤10mV,内阻差≤5mΩ,容量差≤20mA。

事实上,锂电池并联后会有一个充电保护芯片对锂电池进行充电保护,锂电池生产厂家在制作并联锂电池时已经充分考虑了锂电池并联后的变化特点,也是按照上述要求进行电流设计和电芯选择的,所以,使用者需要按照并联锂电池的说明按部就班地进行充电,避免不正确的充电对电池可能造成的损害。

锂电池并联充电

锂电池并联的目的是为了增加容量,因此,锂电池并联充电也与单节锂电池相比具有不同的设计特点,主要体现在充电电流设计与并联电池的一致性上。

并联锂电池的特点是:电压不变,电池容量相加,内阻减小,可供电时间延长。并联充电的核心内容是并联电流的大小及其作用。根据并联理论,干路电流等于各支路电流之和,因此,已经组合为电池组的n节并联锂电池要达到与单节电池相同的充电效率,充电电流应为n个锂电池电流之和,在欧姆定律:I=U/R的公式下,这个设计是合理的。但是,并联后的电池内阻也会起变化,按照并联内阻公式,两个并联锂电池的总内阻等于两个电池内阻乘积与其内阻相加之和的比值,并联电阻会随着并联电池数量的增加而递减。所以,锂电池并联充电的效率可以在电流小于n个并联锂电池电流之和的基础上实现。

锂电池并联要注意电池的一致性问题,因为,一致性差的并联锂电池会在充电过程中出现充不进电或者过充现象,从而破坏电池结构,影响整组电池的寿命。因此,选用并联电池

时应避免将不同品牌、不同容量和不同新旧程度的锂电池混用。对电池一致性的内在要求是:锂电池电芯电压差≤10mV,内阻差≤5mΩ,容量差≤20mA。

事实上,锂电池并联后会有一个充电保护芯片对锂电池进行充电保护,锂电池生产厂家在制作并联锂电池时已经充分考虑了锂电池并联后的变化特点,也是按照上述要求进行电流设计和电芯选择的,所以,使用者需要按照并联锂电池的说明按部就班地进行充电,避免不正确的充电对电池可能造成的损害。

锂电池第一次充电

锂电池第一次充电给人们带来的疑问似乎不少,对此,需要明确的有如下几个常识。

一、充满即可:锂电池第一次使用时不存在“激活”问题,原因在于:锂电池和镍氢电池的充放电特性有非常大的区别,更深层的原因还在于,过充会对锂电池特别是液态锂离子电池造成极大的伤害,因而,充电应按标准时间和标准方法充电,千万不要进行超长充电。

正确的做法是:在锂电池停充后要立即将锂电池与充电器分离。锂电池在充满(暂时性的)后会自动停充,而并不存在“持续”时间很长的涓流充电,这就是锂电池与镍氢电池的不同处。充电器充满指示灯亮后,如果不立即取下的话,由于电池自放电和锂电池保护IC仍有小电流通过,会使锂电池电压因此而降到可以充电的电压值后重新充电(因为此时充电器未取下),经过又一轮的“充电——电压下降——再充电”,使得锂电池处在无数次的充放电循环过程当中,最终损害锂电池,影响锂电池寿命。

二、新锂电池到手后一般都带有一定的电量,可以立即使用,而不是一定要先充电再使用,从理论和实践来看,锂电池首次充电是采取“用后再充”还是“充后再用”的效果完全一样。这里有一个界限,出厂日期达到半年以上的最好先充电,因为此时电量过低。

三、关机充电与开机充电(实际上也是插充与座充方法形式之别)的选择不必刻意,因为对电池性能的影响是一样的,有些锂电池将充电设计在待机状态下,但这种情况相对较少。

四、就消费电子而言,在用锂电池充电时间一般为2~4个小时,新锂电池首次充电时间可能会长些,因为没有任何的容量损失,结果上也是满电即可,多充也是无用,上面已经说过原因,如果非要说有什么作用的话,也是副作用。

锂电池第一次充电时间往往会被转化为“激活”的概念,有些锂电池说明书中首次使用锂电池进行三次完全充放电的要求貌似激活,真实目的却与镍氢电池消除记忆效应并不一样,这样做主要是为了消除“钝化”,即锂电池在长达3~6个月的中转过程中会产生一些锂结晶,从而影响活性。消除钝化的过程可以在锂电池第一次充电中进行,也可以在正常的工作环境中完成,不必刻意为之。

锂电池最佳充电电流

日常表述中的“锂电池充电电流”是针对锂电池在充电过程中所处快速充电阶段的充电电流而言的,作为一个动态的过程,锂电池最充电电流实际上是分为三个阶段的。

1、预充电时的最佳电流:即当锂电池的初始/空载电压低于预充电阈值时,首先要经过一个预充电阶段,就单个锂离子电池而言,这个阈值一般为3.0V,在此阶段,预充电电流大约为下一个阶段——恒流充电阶段电流的10%左右。

2、恒流充电时的最佳电流:所谓恒流就是电流恒定,电压逐渐升高,此时进入快速充电阶段。大多数的恒流充电电流设定为0.4~0.6C之间,可以理解为0.5C,也就是在不考虑其他因素的情况下,大约两个小时可以充满。之所以选择0.5C,是因为这个电流很好地做到了充电时间与充电安全性的平衡。

3、恒压充电时的充电电流:就单节锂离子电池而言,当电池达到一定电压值时,即进入恒定电压充电,这个电压值一般为4.2V,在此阶段,电压不变,电流减小;这种电流减小是个依次递减过程,大多数的锂电池保护选择0.01C为终止电流,这也就意味着充电过程进入结束状态。一旦充电结束,则充电电流降为零。

锂电池最佳充电电流的核心是恒流充电时的电流设计,这里要强调的是,大多数便捷式锂电池较宜设计为0.5C充电,如,18650锂电池常规容量为1800-2600mAh,可选择1A充电,而倍率型的为1200-1500mAh,0.5C的充电电流就是0.7A。

锂电池最大充电电流严格说是由电池结构决定的,因而,各个锂电池生产厂家对此规定并不一致,有的设定为0.6C,便携式锂电池最高的规定为1C。

当然也不能忽视预充电和恒压充电的电流设计,这两个过程中,如果初始电压不低于预充电阈值3.0V,则不存在预充电过程。总的来说,在恒流充电过程前后有一个事前酝酿和运动休整的过程有利于锂电池的长期使用。

锂电池自放电

锂电池自放电是指电池在开路静置过程中电压下降的现象,在锰酸锂、钴酸锂、三元材料电极中,锂电池自放电现象是不可避免的。

锂离子电池自放电按照容量损失后是否可逆划分为两种:容量损失可逆,指经过再次充电过程容量可以恢复;容量损失不可逆,表示容量不能恢复。影响自放电程度的因素有:阴极和电池的制备过程,电解液的性质与浓度,电池的存放温度和储存时间,其中,对温度的依赖性比较大。

锂离子电池自放电小,且引起的容量损失大部分都可以恢复,下面以锰酸锂为例对这种现象背后的原因进行分析。

从机理上讲,充满电的锂电池自放电是由于电解质的分解反应和锂的初始嵌入反应引起的,前者不可逆,后者可逆。

进一步讲,锂在正极和负极的嵌入与脱嵌之所以能够恢复,是因为两电极都以相同速率进行自放电,从而暗含了容量平衡机理,但长期的自放电之后,两电极的容量平衡会渐被打破,且在此后充电过程中会有锂在碳负极析出的危险,造成容量不可恢复。

自放电快慢可以用锂电池自放电率来表示,不过,这个自放电率是不确定的。在机理上,主要是受电解质溶剂的氧化速率控制的,溶剂氧化主要发生在碳黑表面,低表面积的碳黑可以控制自放电速率,对于锰酸锂电池而言,减小活性物质的表面积,以及延缓溶剂在集流体上的氧化也是很重要的,以上是在锂电池制备过程中造成不同自放电率的根源。

锂电池自放电还有外部因素的影响。一是储存时间的影响,如上所述,时间越长,则锂电池正负极之间的容量平衡就会被逐渐打破并深化,电解质的分解反应也会累积一些不可逆容量损失。因而,储存时间越长,自放电率会越来越大。

锂离子电池的自放电率相对于其他类型电池来说还是微不足道的,这是由锂电池结构所决定的。因此,对于锂电池自放电率的表述一般是以一个月的容量损失来计算的。通常,锂电池在室温条件下的月自放电率为3%,但如果不注意环境则有可能加速,如在55℃以上的高温下自放电率为10%,竟然是室温下的3倍以上,虽然自放电引起的容量大部分可恢复,但这种高温下的自放电率还是惊人的,长期在不适宜的温度环境下,自然会对锂电池的终极寿命产生很大影响。

锂电池充电周期

锂电池充电周期与锂电池寿命有着密切的关系,一个充电周期指的是一次锂电池完全充放电过程,如果进行分解的话,一个充电周期是由一个满充电和一个满放电过程组成。锂电池寿命与其充电周期的完成次数有关,和锂电池充放电次数没有任何关系。

换句话说,锂电池充电周期是锂电池电量的表达式,它意味着电池电量由满到空再由空到满的过程。从现有电池设计中的电压角度来说,单支锂电池从空载4.2V(容量为标称容量)一直使用到2.75V(此时容量为零)再经过一个相反的过程就完成了一个充电周期。在这个过程中,如果电池是在4.2V与2.75V之间的某个电压值时开始充电就不能算作一个充电周期。从容量角度来说,2200mAh锂电池如果是在还有1100mAh容量的时候就开始充电,也不能算作一个充电周期,而只能算作半个周期。但是,按照这种方式,这块锂电池充放电次数(充电周期为500次)就达到1000次。

进一步理解,在数值上,锂电池一个充电周期等于一支满电的锂电池能够输出的总电功,仍以标称2200mAh的新锂电为例,它能够输出的电功是8.14wh,也就是说,充满电的电池足

够以2200mA的电流工作一个小时,这就是完全充放电的含义。

现在设计的锂电池充电周期普遍可以达到500次,这也就是锂电池的寿命。IEC标准规定,锂电池经过500次循环后,带电量应为60%。

在这里,要纠正消费者将“可以充电1000次以上”的宣传作为衡量锂电池寿命尺度的错误认识,诚如上面所说,一次充电行为有可能完成一个充电周期,但也有可能只有半个充电周期,有些锂电池生产厂家可能出于宣传电池性能的考虑,以不严谨的参数来进行这种说明,从而误导了消费者。事实上,锂电池在容量从零到标称容量再从标称容量到零容量的过程才能算作一个充电周期的原则并没有改变。因此,锂电池的寿命可以通过一定的方法进行改善,但总是以充电周期为依据,这使得寿命的改善被限定在有限的范围内。

锂电池放电深度

锂电池放电深度就是指锂电池所放电量与总储存电量(标称容量)的比值。数字越小,就意味着放电越浅,比如,放电深度为80%,就是说放电到剩下20%的容量。放电深度对电池的影响是:放电深度越深,电池寿命越容易缩短;另一个方面就是在放电曲线上的表现,放电越往深度走,电压和电流就越不稳定。

放电深度与电压和电流有密切关系,可以说,表现于电压,作用于电流。

在相同的放电制度下,电压值越小,则表明放电深度越深。实用中,通常用终止电压值来进行对放电深度的控制,具体工作过程是通过保护IC来完成的,当锂电池有可能过度放电时,表现为锂电池电压低于IC过放电压检测点2.75V(有的设置为3.0V),此时,放电保护功能被激活,MOSFET由ON转为OFF截止放电,从而完成对锂电池放电深度的控制。

在锂电池由3.0V(终止电压)至4.2V(开路电压)之间的放电深度对照表中,显示出电流与放电深度的反向关系:电流越大,放电深度越浅。当电池降低到相同电压时,以0.05C放电的锂电池在3.9V时的带电量为65.6%,而如改用以0.5C放电,锂电池在3.9V时的带电量还有74.9%,这个对比说明:小电流放电更彻底,电流越小,工作时间越长,则到达相同电压下的带电量越少。总之,讨论锂电池放电的任何话题都要考虑放电制度,关键是电流。

由本文开篇可知,当用电器具发出“电量过低”的提示时,最好及时补电,而不是要等到其自动关闭,因为其结果可能就会造成锂电池深度放电,从而通过过放形式造成对锂电池的结构性破坏,影响电池寿命。

新锂电池充电

锂电池广泛应用于各种领域:消费电子、电动工具及至动力车等,所有这些锂电池的工作原理都是一样的,人们最关心的是锂电池寿命问题,而这与锂电池的科学使用,特别是科学充

放电有密切关系,常常被人们提起的一个话题就是新锂电池怎么充电。

这个问题大多数情况是针对便携电子产品用锂电池而言的,要说明新锂电池怎么充电,前提是要明确新锂电池的充电特性:

1、新锂电池激活:锂电池芯在出厂前已经由电芯厂家激活(使用专用的充放电设备进行激活),用户拿到新电池后不需要进行前三次12小时充电激活,只需要按照正常方法充电即可;

2、新锂电池充电方法:锂电池一般有保护板,而保护板由保护IC和功率MOSFET组成,具有自我保护功能,其充电设备(充电器)也是针对性很强的,不管是插充还是座充也都是有保护电路在发挥作用,也就是说,锂电池工作与充电过程设计实施的是程序化操作,用户只需用配套的充电器为电池充电即可。

3、新锂电池充电时间:新锂电池充电时间一般取决于两个因素:一是锂电池的带电量(即剩余容量),二是充电电流。

从充电电流角度来说,科学的测试方法是以0.2C(5小时倍率)充电,不考虑其他因素,从2.75V充电到4.2V需要5个小时。但实用中,厂家在为电池设计充电器时可以更加快速一些,通常为2-4个小时充满;大容量锂电池当然是不一样的,比如,动力锂电池可能真的要10多个小时才能充满。

锂电池带有多少电量与放电深度有关,如80%的放电深度意味着:充电之前锂电池还带有20%的剩余容量。新锂电池也会带有一定的电量,从锂电池生产厂家出来时会有50~60%的电量,由于锂电池自放电很小,所以,这50~60%的电量损耗的较慢,一般情况下,如果电池出厂在3个月以内是可以直接使用而不必充电的,搁置半年以上(从电池出厂时算起)的新锂电池最好先充电再使用,因为要防止过放。3~6个月之间是先充还是先用对锂电池的性能没有大的影响。

从理论上来看,充电时间是容量与电流之比,很显然,在充电电流一定的情况下,新锂电池充电时的带电量大,则需要的充电时间自然要少的多,这很容易理解,因为需要补充的电量小。由于考虑到电池内部阻抗的存在要消耗一些电流,因而实际充电时间会大于上面所说的理论充电时间,根据电池带电量的不同,会在这个基础上存在一个1.1~1.6范围的系数。现实当中,充电时间是由保护IC设置过充电压值来实现的,即一旦充电到4.2V附近,锂电池会自动停止充电,届时,会有指示灯指示。

锂电池保护方案

所有锂电池保护方案都是以锂电池保护板为载体,以保护电路为表现形式的,保护电路通常由保护IC和两个功率MOSFET组成,保护IC负责监控有关参数,MOSFET负责实施电源保护。

在锂电池保护方案设计中,必须达到以下六个目的:

1、过度充电保护的高精度化:使电池充电到饱满状态时兼顾到安全性,目前的精度为25mV,尚待进一步提高;

2、降低保护IC的耗电:MOSFET关断的情况下,电池本身仍有自放电及保护IC的消耗电流存在,需要尽可能地将保护IC消耗的电流降到最低程度;

3、过流/短路保护需有低检测电压及高精度的要求。过流/短路时是以MOSFET的Rds(on)为感应阻抗监视电压的下降过程,此时的电压若比电流检测电压还高时即停止放电,因此需使该阻抗值尽量低,目前该阻抗约为20mΩ~30mΩ;

4、耐高电压:表现在充电时,电池包与充电器连接时瞬间会有高电压;

5、低电池功耗:保护状态时的锂电池电流必须小于0.1 μA;

6、零伏可充电:有些电池因放的太久或其他非正常原因导致电压降到零伏,故保护IC需在零伏时可充电。

锂电池保护电压

锂离子电池的充放电过程要设置充电电压上限和放电电压下限,因此,锂电池(这里指锂离子电池)保护电压分为锂电池充电保护电压和放电保护电压。

就单支锂电池而言,充电时的保护电压一般标准是4.2V,也有性能更好的锂电池可以设计为4.35V,由于产品的一致性问题,实际上的充电保护电压会允许一个微小的浮动空间,如在±0.05V之间。

放电时的保护电压一般标准是2.75V,为了更安全地使用电池,有的将保护电压设计为3.0V,另一方面,为了放出更多电量,有些锂电池厂家会将保护电压设置为2.5V或者2.4V。

锂电池保护电压是锂电池设计中极为重要的参数,实用中,我们应该把充电保护电压看作锂电池最高电压,而把放电保护电压看作最低电压,严格遵守这两个电压值的规定就不会造成锂电池的过充和和过放,从而更好地维护锂电池的使用寿命。

由单节锂电池组成的锂电池组一般被称为多芯锂电池,这种多芯锂电池保护电压是单节锂电池的保护电压与串联电池个数的乘积,如7.4V锂电池的保护电压是2.75*2=5.5V。

锂电池和多芯锂电池的保护电压其实都写在它们的保护IC上,电池就是根据这些IC指示工作的。也就是说,这些电池都有自保护功能,我们在使用电池时,要仔细阅读说明书,明白其自我保护的表示方法。

锂电池放电终止电压

锂电池放电终止电压是关系到锂电池使用寿命的一个重要应用参数。为此,要首先明确这个概念的含义:

1、锂电池在这时是特指“锂离子电池”,因为习惯,日常生活中人们常常把锂离子电池口语化为锂电池,这是与专业名词应用相区别的地方,

2、锂电池放电终止电压是指锂电池放电都某一电压后,不宜再继续放电,否则会造成锂电池部分电量不可逆损失,严重的会彻底损坏电池。

现在的单支锂电池标称电压一般设计为3.7V,终止电压为2.75V,有两种情况使厂家将终止电压上限提高到3.0V,一是锂电池材料决定的电化学性质,这往往是从更加安全使用电池的角度考虑;二是与特定的用电产品和用电环境相联系。当然,也有相反的情况,可以把终止电压设计更低,如2.5V和2.4V,但是没有低于2.4V的了。

如果放电时的工作温度是在-20~60℃范围内,终止电压为2.75V的锂电池其实也可以继续放电,但绝对不能低于2.5V,正如前面所说,在2.75V~2.5V之间的损失可能是部分的,而在2.5V以下就会造成最严重的破坏,使电池不能用。

锂电池组也有终止电压,这种锂电池组有时被称为“芯锂电池”,“芯锂电池”的放电终止电压不应小于2.75×n(n为串联电池数),以笔记本电脑最为常用的6芯锂电池为例,这种6芯锂电池常常采用3串2并的组合方式,因此,这种锂电池放电截止电压为2.75V×3=8.25V,实用中最低不能低于2.5V×3=7.5V。

事实上,由于锂离子电池价格相对较为昂贵,因而,无论是单支锂电池还是多芯锂电池都带有保护板或保护IC,当电池电压到达终止电压后,电池都会通过用电器具发出一定的信号,使用者谨记操作方法。

6芯锂电池容量

6芯锂电池是人们常常用到的锂电池组,因而,6芯锂电池容量也成为人们关心的问题,认识6芯锂电池容量就要从锂电池电芯说起。

比如,在笔记本电池中,除了6芯组合,常用的还有4芯、9芯,但6芯最多,这是因为6芯锂电池组的电压和容量适用于大多数的工作环境,无论是几芯锂电池,所采用的都是18650电芯。

国内笔记本用的18650电芯容量通常为2200mAh,这可以解释为:以3.7V电压,2200mA电流供电,可以使用1小时。按照功率的计算公式:

电功(W)=电压(U)×电流(I)×时间(t)

则一支18650电芯一次完全放电的输出电功为2200mA×3.7V×1h=8.14wh。进口电池可以做到单支2400mAh和2600mAh,如果是2600mAh,则一支锂电池完全放电的电功为9.62wh。

根据不同的用电器具的特点,电池生产厂家可以把6芯锂电池设计成不同的容量和电压以应用于不同的工作环境。

6芯锂电池通常有两种容量设计,最多的是三串两并方式,先用两支电池并联,再把得

到的三组电池串联起来,这时的标称电压是11.1V,容量为4400mAh;另一种标注为7.4V/6600mAh,是采用三并两串方式,先用三支电池并联,再把得到的两组电池串联起来,这是一种7.4V锂电池的典型应用。

这两种容量的总输出电功是一样的,都是8.14wh×6=48.84wh。

同理,以2600mAh进口18650电芯组合而成的6芯锂电池参数为:

三串两并方式下:11.1V/5200mAh,一些电池厂家对外宣传称为12V大容量锂电池;两串三并方式下:7.4V/7800mAh;但两种容量总的输出电功是相同的,即9.62wh×6=。

6芯锂电池容量形成于采用的组合方式,实际选择什么样的6芯锂电池容量则要视具体用电器具而定,在用电环境当中,特别要考虑到适用的工作电压。

6芯锂电池电压

电压是电池的重要参数之一,6芯锂电池是笔记本电脑中最常用到的电池组合,6芯锂电池电压是根据笔记本电脑的需要而设计的。

6芯锂电池内部采用18650电芯,目前,单节18650电芯的电压一般为3.7V,也有3.6V的,但以3.7V为主流。

以3.7V为基础,6芯锂电池有两种电压组合方式:7.4V和11.1V,以18650 2200mAh电芯为例:

7.4V锂电池指的是以两串三并方式组成的6芯锂电池,即先把三只电池并联,然后把得到的两组并联电池串联起来,就形成了7.4V的6芯锂电池,此时,电池组的容量为6600mAh。

11.1V锂电池指的是以三串两并方式组成的6芯锂电池,即先把两只电池并联,然后把得到的三组并联电池串联起来,就形成了11.1V的6芯锂电池,此时,电池组的容量为4400mAh,习惯上,人们有时也把11.1V 6芯锂电池称为12V锂电池。

三串两并与两串三并方式得到不同的电压和容量值,这是由串联和并联的规律得出的。串联时,电压相加,容量不变;而并联时则相反。因此,三串两并时的电压为3.7×3=11.1(V),容量为2200×2=4400 (mAh);同理,两串三并时的电压和容量为7.4V/6600 mAh。6芯锂电池一般都会标注有这两个参数,因为一个6芯锂电池的输出功率是由这两个参数共同决定的。

由于一支锂电池的输出功率为2200×3.7=8.14(Wh),所以,6芯锂电池的输出功率为8.14×6=48.84(Wh),这就是6芯锂电池提供的电量,或者换句话说,7.4V和11.1V它们的工作能力是一样的,因而续航能力也并没有太大差别。但是,二者的工作电压不一样。

如果采用标称电压3.6V的锂电芯,那么,6芯锂电池电压就有两种:7.2V和10.8V,加上以3.7V为基础的7.4V和11.1V,6芯锂电池电压也就这么四种,并没有太多的变化。比较起容量来,变化也少了许多,这是由于单支18650锂电芯可以做成的容量变化比电压多。

纽扣电池型号

纽扣电池型号可以从结构、电压、尺寸等单个标准进行分类,也可以进行复合式的纽扣电池分类,实用中的纽扣电池一般都是从结构和外形尺寸两个方面进行复合标注的。

纽扣电池可分为可充和不可充两种类型。常见的充电纽扣电池有3.6V的LIR系列和3V的ML系列、LV系列,不可充电纽扣电池包括3V的CR系列、1.5V的LR系列、1.55V的SR系列。

纽扣电池型号由英文字母和数字组成,前面的英文字母表示化学电源性质,后缀四个阿拉伯数字表示电池尺寸,前两个数字表示直径,后两个数字表示厚度,纽扣电池体形较小,一般用于电子产品的后备电源,如电脑主板、电子表、电子辞典、电子秤、计算器等,直径从4.8mm至30mm,厚度从1.0mm至7.7mm不等。下面介绍几种常见的纽扣电池型号:

1、CR纽扣电池型号:常用的有CR2016,CR2032,CR2025,其中CR表示锂二氧化锰电池,后面四位数字表示尺寸,如,CR2032是指一种直径为20mm,高度为3.2mm的3V纽扣电池。

2、AG系列纽扣电池型号:中国习惯称呼的AG电池实质上是碱性锌锰电池,从AG0到AG13共分14个产品系列,但在IEC标准里仍然按照碱性电池的标注方法,用“LR”字母进行标识,其中L代表碱性,R代表圆形。而日本标准则标识为“L”后面跟三位或者四位数字,如跟三位数字,则第一位数表示直径(mm)取整数位;如跟四位数字,则前两位数字表示直径(mm)取整数位;后两位数字取其1/10表示高度(mm)。

例如,国产AG13纽扣电池的IEC标识为LR44,日本标识为L1154,因为该款电池的设计直径为11.6mm,高度为5.4mm,所以直径取整数位“11”,而以“54”的1/10代表高度为5.4mm。

3、锌-氧化银电池:氧化银电池尺寸可以和碱性锌锰纽扣电池做成一样大小,只是锌-氧化银电池相对来说电压平台更高一些,工作电压更稳定,其命名方法与LR系列基本相同,如“SR44”表示锌-氧化银电池,既是LR44的尺寸,也是AG13的尺寸。最开始,AG13指的就是SR44,现在则有时指LR44,有时指SR44。因为锌-氧化银电池比碱性锌锰电池更贵,所以,后者取代了前者的部分市场。

4、在一次纽扣电池大家庭中还有锌空电池和水银电池(也叫汞电池),充电电池也有LIR、ML、LV系列,这些纽扣电池型号只是英文所代表的电池体系不同,其后也是用四位数字表示尺寸,如,LIR3032表示工作电压3.6V的锂离子电池,直径为20mm,高度为3.2mm,ML2032和LV2032是表示的电池外形尺寸都是一样的,只不过分别代表锂锰电池和锂钒电池罢了。

此外,还有所谓的镍镉或者镍氢扣式电池,那是把这两种电池截取到一定低的高度后的形状,在业内都看作异型电池,与原来意义上的纽扣电池型号命名也不一样。

单元电池还可通过叠加方式改变高度,成为特定用途的电池,如23A就是由8个体1.5V电池叠加而成的12V碱性电池,当然,已经改变扣式形象了。

纽扣电池电压

有些电池常用作电子产品的后备电源,这些电池虽然厚薄有别、大小不一,但都因状若纽扣而共同拥有一个名字叫:“纽扣电池”。

对这些大大小小的纽扣电池,也常常会用标称电压来分别它们,例如,实用中人们常说的3V纽扣电池在大多数情况下指的就是CR系列电池,而1.5V纽扣电池通常指的就是Ag系列电池,我们可以从分类角度来认识一下纽扣电池电压。

在纽扣电池大家族中,也可以分为不可充电池和可充电池,从纽扣电池电压来分,大致有以下几类:

不可充扣式电池有:3V锂锰电池(CR)系列,1.5V碱性扣式电池(LR系列,含Ag系列),1.55V锌-氧化银电池纽扣电池(SR)系列,还有用的很少的1.4V锌空电池(ZA系列)与1.35V的水银电池。

可充扣式电池有:3.6V锂离子扣式电池(LIR系列),3V的锂离子扣式电池(ML和VL系列)。

目前,最常用到的扣式电池是CR系列电池和Ag系列电池。

CR系列即3V锂锰扣式电池,例如CR2032、CR2025等,标称电压都是3V,终止电压2V,典型工作电流在0.1-0.2mA之间,这种纽扣电池电压和电流的特点使其多用在电子辞典、主板CMOS、手表等电子产品中。

Ag系列由Ag0-Ag13共14个产品构成,隶属于碱性扣式电池LR系列,电压为1.5V,适合微安级的放电要求,多用于计算器、电子玩具、助听器、手表中。

在不充电扣式电池中,锌-氧化银电池扮演过很重要的角色,锌-氧化银电池用SR表示,具有容量大,放电电压平稳,贮存性能好等优点,电池电压为1.55V,高阶放电曲线平稳,大约有90%的部分始终稳定在于1.45V以上,放电曲线几乎是一条直线。这种电池可以设计成与碱性扣式电池一样的尺寸。

LIR系列可充电电池是单支电池电压最高的扣式电池,其工作电压高达3.6V,是同型号镍氢电池的3倍,而ML系列和LV系列的充电扣式电池则为3V,与LIR系列的区别就在于适用电压不同,充电扣式电池适用于各类电子产品。

实用中的还有所谓的镍氢扣式电池,那只不过是异型电池,与传统意义上的扣式电池不同。

单粒电池还可以通过叠层方式做成不同电压的电池型号,例如,6V的F22、11A、26A、476A,9V的6F22、10A、25A,8.4V的120H7D,以及12V的23A、27A等,以适应不同的工作要求。

5号电池和7号电池

5号电池和7号电池都是从电池型号角度来定义的电池类别。由于5号电池和7号电池是最常遇到的生活必需品,所以,对这两款电池应该加强认识。

当说到多少“号”电池时,通常指的都是圆柱形电池,因此,从电池尺寸上认识5号电池和7号电池的参数是直径和高度。

根据IEC标准,一次电池中的R03(7号碳性电池)与LR03(7号碱性电池)的尺寸都

是一样的,直径为10.5mm,高度为44.5mm;一次电池中的R6P(5号碳性电池)与LR6(5号碱性电池)的尺寸都是一样的,直径为14.5mm,高度为50.5mm;

5号电池和7号电池的尺寸也可以推广到充电电池中应用;最常见的应该是镍氢电池,镍镉电池由于镉的污染性,市场上已不多见。

有时会耳闻5号锂电池这种产品,这其实是人们的一种类比,所谓5号锂电池的正规名称是14500锂电池,按照锂电池的命名方法这是表示一种直径为14.0mm,高度为50.0mm的锂电池,看看这个尺寸是不是与一次电池中规定的5号电池尺寸基本一致?之所以说是类比还有一个证明,就是没有听说过7号锂电池。

无论是充电电池还是一次电池,虽5号电池和7号电池的外形尺寸都是具体规定了的,但是它们的能量是决然不一样的。拿一次电池对比,碱性的5号电池和7号电池是同型号碳性电池的4~5倍,即使是同一型号的电池,由于电池生产厂家的产品配方不同,在不同厂家同等型号电池的对比中,也会有明显的差异。再拿充电电池来看,镍氢5号电池和7号电池容量可以做到同型号的镍镉电池的2倍,假如把14500锂电池也看成是5号电池的话。那么,这种5号锂电池的总输出功率是镍氢电池的2倍以上。在使用上,充电式的5号电池和7号电池可以用于大电流放电,也比一次电池更耐用。

5号电池和7号电池都是最常见的电池型号,与人们的日常生活息息相关,而且充电电池中的5号电池和7号电池还可以进行组合,从而把5号电池和7号电池的应用推进到更广阔的生产和生活领域。

7号电池尺寸

7号电池是人们常常接触的生活必需品,当你为各种家电遥控器更换电池时,有没有注意到那或许就是个7号电池?辨认电池最简单的方法就是外观,7号电池尺寸也有这种认识功能。所以,我们就从7号电池尺寸开始来认识电池。

7号电池是一种圆柱体电池,大家知道,表示一个圆柱体的数值是直径和高度。毫无疑问,7号电池尺寸也是用直径和高度来表达,按照IEC规定,普通7号电池的高度为44.5mm,而直径为10.5mm。

最常见的一次性7号电池有碳性电池和碱性电池,在IEC(在国际电工委员会)的命名标准里,7号碳性电池的写法是R03,其中的R表示圆形,而03则代表大小型号。7号碱性电池的写法是LR03,其中,L代表碱性,R表示圆形,03代表大小型号。

顺便说一下,7号电池的美国叫法是aaa电池,在日本,R03的写法是UM-4,LR03的写法是AM-4,而在台湾,UM-4和AM-4都被称为4号电池。因为这些说法表示的是同一种产品,所以,aaa电池尺寸与4号电池尺寸与中国的7号电池尺寸完全一样。只不过,在听日本人或者台湾人说到7号电池时,你要请他说明他的7号电池尺寸的参数,并用美国或者IEC标准与其对照,以确认那就是中国的7号电池。

在具体的电池生产厂家那里,厂家的设计标准与国际标准并非整齐划一,同一厂家电池的一致性偏离也会发生。因而国内厂家一般把IEC标准的7号电池尺寸看作是最大的。在实

际生产中,给出了一个7号电池尺寸的取值范围,如直径在9.5mm~10.5mm之间,而高度在43.5mm~44.5mm之间浮动。

7号电池尺寸还可以推广到充电电池中的镍镉电池和镍氢电池中,镍镉电池因为镉的有害性而渐渐退出市场,在市面上难得见到了。但在大大小小的电子市场,如果你看到形同7号电池尺寸的浅绿色电池,那一般就是7号镍氢电池。

由于7号电池尺寸较小,其容量也较小,所以,7号电池适用于小型的或者小电池放电的电器,但7号电池尺寸的方便使7号电池在市场上大行其道,为厂家改进7号电池的性能提供了动力。

碱性电池应用

碱性电池应用的历史也是一部碱性电池发展史,1950年代前后在锌锰干电池的基础上研制出的碱性锌锰电池,它不仅比锌锰干电池容量高,工作温度范围宽,还提高了储存性能和防漏性能,也更适合于大电流连续放电,八十年代,人们的环保意识增强,九十年代中期无汞碱性电池进入市场。从60年代开始,对可充的碱性锌锰二次电池开展了广泛研究,但由于其放电深度浅,循环寿命短,还没有实现商业化。

无论是在民用领域还是在军用领域,碱性电池应用主要是作为便携式电源。下述的优点,可使碱性电池应用于以下领域:

1、大电流特点:使其可应用于需要大电流供电的设备使用,如照相机、摄像机、电动玩具、收录机等。

2、高容量与低内阻特点:可提供更平稳的工作电压和更长的工作时间,适合于遥控器、仪器仪表、手持终端等。

3、优异的高温放电性能及中等电流放电下的保持高工作电压特点:使碱性电池在某些特殊领域更具优势,如井下作业及高温作业环境。

4、优良的储存性能和防漏性能:使其成为军事通信设备中的必需品,如用于战术电台、野外电话、末端设备、仪器仪表等的配套电源。由于碱性电池一般可贮存三年,长的可达五年,因而在生产生活和军事目的中都可以作为贮备电池使用。

目前,碱性电池作用主要是取代原锌锰干电池的市场,在发达国家已经基本实现了全面替代,中国也在这一进程当中。从以后的发展前途来看,未来碱性电池的研究主要集中在高功率重负荷放电性能,电池容量以及储存寿命的提升上,从技术要求来看,还有生产中的无汞化和使用中的可充式。当然,目前也出现了同时提高多项性能的产品要求,只要价格允许,这方面的方案设计有例可查。如钜大碱性电池系列中有一款高功率电池,该产品在1000mA的电流下能够工作67分钟。对于干电池来说属于高功率范畴,普通碱性干电池在这个电流条件下能够提供的容量非常有限,是无法满足工作1小时的要求的。

电池放电平台

电池放电平台是针对充电电池而言的,是表征充电电池平稳放电的时间。对于镍氢电池放电平台和锂电池放电平台的规定是不一样的。

对于镍氢电池而言,镍氢电池的放电平台是指电池充满电以后,放电的时候,电池的电压变化不是同一个斜率下降。一般的,刚开始放电的时候,电压下降比较快,过一段时间,随着放电的进行,电池电压几乎不变化,或者说变化很小,这一段占整个放电时间的绝大部分,就是放电电压平台。到快放完电的时候,电池的电压又下降的较快,直到放完电的截止电压。

简单地说,在电池恒流放电时,电压的变化是:下降、平稳、下降,其中的平稳阶段就是放电平台。

对于锂电池而言,锂电池放电平台主要表征的是电池在满荷电状态下、在制定的放电条件下(如倍率和温度等)放电至额定电压的时间或容量,这段时间越长(放电容量越大)表明锂电池放电平台越高,即该电池性能越好。

一般规定,锂电池放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电,然后搁置10分钟,在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。

放电平台曲线平滑无倒勾,且在一定电压处的持续时间长,不同倍率下平台电压是不同的,但是不要一味的追求高的平台,有的时候平台电压高,反而是因为容量下降了,所以,平台的问题要多方面考虑,容量高且在某一电压持续时间长,平台电压高,才算是好电池。

锂电池充放电

锂电池是一个历史概念,早期锂电池是锂锰电池,锂电池放电为氧化还原反应,放电过程表现为一次电池反应特征。后来出现了锂离子电池,它的反应原理与锂锰电池完全不同,但人们现在习惯性地把锂离子电池叫做“锂电池”,在使用频率上反而远远超过原来意义上的锂锰电池,因此,我们将主要在锂离子电池的意义上来分析锂电池充放电。

在原锂金属电池的基础上,索尼公司率先发明了以碳材料为负极,以含锂的化合物为正极的锂电池,充放电过程只有锂离子运动,没有锂金属,这就是锂离子电池,也是人们习惯称谓上的锂电池。

首先,我们来探讨锂电池充电问题,锂电池充电问题主要涉及锂电池充电方法及锂电池是否充饱电的判断,这两个问题在锂电池如何充电一文中已经详细说明,在这里我只是粗略带过。锂电池充电过程分为两个步骤:恒流充电过程+恒压充电过程,其中恒流充电过程占大部分充电时间,恒压充电只是进行一个补充充电的过程。在充电过程中要注意锂电池过度充电的发生,正规的锂电池充电器都会根据锂电池的特性去设定好充电程序的,不会有过度通常锂电池组中都带有保护板,可以防止锂电池过度充电情况的发生。

锂电池充电电流及充电电压是锂电池充电中最为重要的两个参数,这不仅关系到锂电池

充电性能还关系到锂电池的使用安全,大电流或大电压充电都会影响锂电池性能,或者有起火爆炸等危险情况的发生,所以给锂电池充电时要注意充电电压及充电电流,也就选好锂电池充电器,单节锂电池充电电压为4.2V,多节锂电池充电电压=4.2*锂电池串联数,如3串锂电池组的充电电压为4.2*3=12.6V;考虑到充电时间不宜太长,通常将锂电池充电电流设为0.5C。

锂电池的使用过程就是锂电池放电的过程。这时,负极碳层中的锂离子脱出,运动回正极,回正极的锂离子越多,放电容量越高,通常说的锂电池容量就是指在0.2C倍率放电制度下的锂电池放电容量。锂电池放电是其充电过程的反运动,因为充放电表现为锂离子在正负极间的往复运动,故锂电池又被告称为摇椅式电池。

锂电池放电伴随着电池电压的下降过程,如果说用小电流放电,则放电时间要长,电压下降就慢;如果用大电流放电,电压下降就快,放电时间就短。从总的输出功率来看,一节锂电池采用小电流放电比采用大电流放电的可用容量要大,道理就在于大电流下的电阻也大。

IEC标准规定的锂电池放电电流为0.2C,这是因为浅充浅放可以更好地发挥锂电池的效能。而实际使用中的锂电池放电电流可根据实际需要及电池组的状况进行调整,比如倍率型的锂电池组,其放电电流可以设高些。

此外,要注意锂电池放电截止电压,即锂电池放电终止电压,理想的锂电池放电截止电压是3.0,但实际使用中的锂电池放电截止电压的设置会有所不同,通常比3.0V要低,目的是为了充分利用电池电量,而最常见的时将放电终止电压设为2.75V。当电池放电至终止电压时就要给电池充电,如果在放电终止电压以下继续让锂电池放电就会造成锂电池过度过放,过度放电会影响锂电池性能,甚至发生不可逆转的容量损失。幸好,现在的锂电池中都添加了保护板,可以防止锂电池过放电情况的发生,保护锂电池的性能。

聚合物电池寿命

聚合物电池又称聚合物锂电池或锂聚合物电池,是本世纪发展起来的新一代充电电池,近两年取代传统液态锂电池的速度加快。由此,聚合物电池寿命成为业内电池生产厂家追求的目标。在应用市场上,聚合物电池寿命也成为消费者的关注点之一。

聚合物电池寿命与其性能有极大关系。聚合物电池也叫高分子电池,从外形上看,聚合物电池是铝塑壳外包装,这不同于液态锂电池的金属壳。可以采用铝塑壳的原因在于,聚合物电池使用一些胶态物质帮助电池极板的贴合或吸收电解质,从而大大减少了液态电解液的使用量。

结构上的改进,使聚合物电池具有能量密度高,更小型化、超薄化的优点。与液态锂电池相比,聚合物电池寿命更长,最少可达500次循环。

对于锂聚合物电池寿命的理论定义与所有充电电池是一样的,即可使用的完全充放电周期的次数,但是实用中的聚合物电池寿命却会因为使用方法及存放手段而异,这些影响因素包括:完全充放电周期的次数、电池电压、贮藏温度等。

试验证明,放电深度越深,不但聚合物锂电池寿命在理论上明显减少,而且,从输出总电量来看,也会小于浅放的总电量;如果电池电压总是处在最高值,则会使电池容量损耗程度加快,从而缩短聚合物电池寿命。而较高温度下的使用和存放也会使电池的自放电速度加快,并形成永久性损耗的提前或增加,最终使得聚合物电池寿命提前结束。

可见,锂聚合物电池寿命有理论与使用之别,但结构上的特点决定了聚合物电池寿命比传统电池有极大的优势,针对实用中的影响聚合物电池寿命的因素,可以从浅充浅放、合理电压、适宜贮藏温度方面着手以延长聚合物锂电池寿命。

7号电池容量

7号电池从性质上分,包括一次7号电池和二次7号电池,7号电池容量也因此被分为一次7号电池容量和二次7号电池容量

可做成7号形状的一次电池分为碳性电池和碱性电池,通常,它们的放电容量是指从标称电压(1.5V)放电到终止电压(0.9V)的时间长度,测量方法为恒阻放电,人们常说的电池放电多少分钟,指的是在3.9Ω放电制度下的容量。

7号碳性电池容量:按照IEC标准,碳性电池可以分为三种类型:P型(高功率电池)、C型(高容量电池)和第一代的S型糊式电池。

S型电池已经被淘汰,在它的基础上发展出了C型纸板电池,后者用30~70%的高活性锰代替了天然锰,而且正极填充量提高了30%,所以,容量得以提高,C型电池多用于小电流放电场合,如钟表、遥控器、收音机、手电筒等。P型电池正极全部采用高活性锰,性能大大提升,可用于大电流放电,如相机、闪光灯,不过,由于碱性电池的市场占有率起来越大,所以,P型电池现在也主要是用于原C型号电池的市场而C型电池基本退出市场。

7号碳性电池容量因为电池生产厂家配方的不同而有差别,在3.9Ω放电制度下,一般在25~35分钟之间,东莞钜大有一款环保碳性电池,其标称放电时间35分钟,实际放电接近40分钟,这是比较高容量的7号碳性电池。

7号碱性电池容量:在3.9Ω放电方式下,7号碱性电池容量一般可以达到7号碳性电池容量的4~5倍,在数值表现上,为放电时间的延长,东莞钜大该型号电池放电时间为2.6小时。同时,碱性电池的结构特点更耐受大电流放电,因而,该款电池用500mAh电流放电时间约为55分钟,如果改用小电流放电,则这款7号电池容量大约在800~1200mAh之间。

可做成7号形状的二次电池有镍镉电池和镍氢电池,二次电池的容量单位为mAh,或者Ah,表示在某一个放电电流下的耐用时间。

7号镍镉电池容量:其标称电压为了1.2V,终止电压用8小时率放电为1.1V,在这一条件下,镍镉电池的设计容量在500mAh以内,但镉污染环境,而且在充放电一定次数后电量会下降到80%,寿命比同类型镍氢少,因此,正被镍氢电池全面取代而退出市场。

7号镍氢电池容量:镍氢电池的标称电压为1.2V,终止电压为1.0V,主流7号镍氢电池容量可以达到650~800mAh。

由于镍氢电池占领了镍镉电池的原有市场,而又有自己的新市场故而成为市场新宠,难免出现一些非理性行为,7号电池容量虚标现象就是其一。目前,国内做到800mAh已经相当不错了,如果遇到标注1000mAh以上的有可能就是虚标了。因为7号镍氢电池容量最终是由其材质所决定的。

5号电池容量

5号电池划分为一次电池和二次电池,因此,5号电池容量可分为可充5号电池容量与不可充5号电池容量。

不可充5号电池又分为碳性和碱性电池,通常,不可充5号电池容量的计算方法为:以3.9Ω恒阻放电由工作电压(1.5V)下降到终止电压(0.9V)时的时间长度。

5号碳性电池容量:目前,市面上的5号碳性电池通常都是高功率的P型电池, 5号碳性电池容量一般在放电55分钟以上,但因不同的厂家设计而有所不同,东莞钜大一款开路电压为1.65V的碳性电池可以放电90分钟,是业内容量比较高容量的5号碳性电池。

5号碱性电池容量:一般情况下,3.9Ω放电可达6个小时以上,因为碱性电池可以用大电流放电,因此,也可以用恒流放电测定其容量。通常,小电流放电下,5号碱性电池容量

大约在1800~2000mAh之间。

可充电5号电池有镍镉电池和镍氢电池,充电电池容量单位一般为mAh,偶尔会采用Ah单位,在数值上等于放电电流与放电时间的乘积。

5号镍镉电池容量:因环保法规的限制,镍镉电池正在逐渐退出市场,但在某些要求低价的场合镍镉电池还有一定的市场,5号镍镉电池容量一般为500~700mAh,其中GP、日立、松下的5号镍镉电池容量可以做的高一些。

5号镍氢电池容量:一般都可以做到1200~1300mAh,是5号镍镉电池容量的两倍,由于镍氢电池比镍镉电池有许多工作优势,而且又被开发出新的用途,因此得以广泛采用, 5号镍氢电池容量做的大而稳的有GP、日系企业、国内有科力远、东莞钜大、深圳倍特力等名企。但名牌镍氢电池被仿冒的现象也很普遍。

锂离子电池中有一款14500锂电池,因其外形尺寸与其5号电池接近,故而也被冠以5号锂电池之名,这种5号电池容量可以设计成500~900mAh,但其充放电寿命却远超5号镍氢电池。

一节干电池的电压

干电池的电压单位用V(伏特)表示,在不同的状态下,一节干电池的电压值是不同的,而标称电压是一节干电池电压的核心参数。

实用中的干电池有碳性电池和碱性电池之分,虽然反应机理不一样,但在它们当中,一节电池的电压是相同的。标称电压又称额定电压,干电池的电压值是干电池区别于其他电池的根本标志之一。一节干电池的标称电压是1.5V,它指的是,电池正极材料发生化学反应造成的电位差,在这个意义上,人们以一节干电池的电压为基准,把干电池称为1.5V电池。

然而,一节干电池的电压并不总是处在1.5V,否则,一节干电池就可以用之不竭了。事实上,在干电池的工作过程中,电池的电压依次经历了开路电压、工作电压、终止电压阶段。

开路电压是指非工作状态下一节干电池的电压,因电池材料配方不同,不同品牌的干电池开路电压也不一致,通常在1.6V以上,高的可达1.725V。

工作电压是与开路电压相对而言的,电池工作时要克服内阻,所以,工作状态中的电压总是小于其开路电压。电池工作到一定阶段后,电压就要急剧下降了,到了某一临界值电池不宜继续放电,这个临界值就被称为终止电压,干电池的终止电压是0.9V,有些人从节约出发,在终止电压下,继续强行使用,他并不知道到了0.9V干电池的效果很小,而且会造成电池破坏,影响到用电器具的安全。有的电池生产厂家为此更进一步设定了一个漏液电压,也就是说,一节干电池的电压一旦到达这个电压值基本是要漏液的,根据干电池材料填充物的多寡及比例,有的厂家将漏液电压设定为0.6V,最好的设定为0.3V,事实上,0.3V不漏液还是很难保证的。

一节干电池的电压表现出不同状态的数值,碳性电池和碱性电池电压还因为材质不同而表现各异。同样是一节干电池的电压,碱性电池就比碳性电池稳定许多,在实用中的表现就是碱性电池使用时间更长,而且稳定许多。

锂电池和锂离子电池

锂电池和锂离子电池是普及速度很快的电池品种,在文献和现实生活中,人们发现锂电池和锂离子电池在使用当中时而相仿,时而互换,个中原因在于,锂电池和锂离子电池是互相区别而又有继承和发展关系的一对概念,难怪人们会将二者混淆。

所谓锂电池,是以金属锂做负极活性物质的电池总称,而锂离子电池是指以两种不同的能够可逆的嵌入和脱嵌锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系,锂电池和锂离子电池的相同点是在正极和电解质上,两种电池都采用金属氧化物和硫化物作为正极,而以有机溶剂-无机盐体系作为电解质。

锂电池和锂离子电池之间是一个发展的过程,锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料的物质,化学反应为氧化还原反应,以后,索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作为正极的锂电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。

严格意义上的锂电池和锂离子电池的工作机理是不一样的,锂电池是一次电池,又称为锂原电池,可以连续放电,也可以间歇放电,一部分锂电池可以作储备设施用电池,如在水力、风力、太阳能电站等方面的应用。而锂离子电池是二次电池,可以反复使用。现在,很多人习惯上把“锂离子电池”也叫做“锂电池”,这是一种方便的叫法。

从使用角度来看,严格意义上的锂电池和锂离子电池也是不同的。锂电池的负极用金属锂,正极用MnO2、SOCl2等,20世纪70年代进入实用化后,主要在一些军事和民用小型电器中使用。锂离子电池应用范围更加广泛,如:移动电话、摄像机、照相机、手提电脑等,大容量锂离子电池在电动汽车上的应用也已经进入产业化过程中。从锂电池和锂离子电池的发展趋势来看,锂离子电池的应用领域不断扩大,而锂原电池的应用领域不断缩小。

锂电池和锂离子电池或许会在实用中被人们混淆,但有一个根本区别就是:锂离子电池反应时没有锂金属,只有锂离子在正负极间的运动,因此,又被称为“摇椅式电池”,生活中可以尊重人们对锂电池和锂离子电池的习惯叫法,但这不妨碍人们理解二者的理论区别。

聚合物锂电

聚合物锂离子电池简称聚合物锂电,这是与液态锂离子电池相对应而言的。聚合物锂电的根本特征是:正极、负极或电解质三项要素中至少有一项使用高分子材料。实用中的聚合物锂电是在正极或者电解质中采用了高分子材料。

聚合物锂电之得名始于其电解质的非液态结构,发展到现在,聚合物锂电可以分为三种类型。

1、固体电解质聚合物锂电:电解质为聚合物与盐的固体混合体,适于高温使用;

2、凝胶状电解质聚合物锂电:是在固体聚合物电解质中加入了增塑剂,提高了离子电导率;

3、正极聚合物锂电:是采用导电聚合物作为正极材料,使得聚合物锂电能量大大提升。

聚合物锂电是目前性能最优越的锂电池,甚至可以说是性能最优异的电池。聚合物锂电的单位能量比液态锂离子电池提高了50%,在容量、寿命方面有了大幅度的提高,在安全性、工作条件适应性和环保性能方面的优势使其成为一代全新的锂离子电池。

聚合物锂电主要应用于便携式产品,如笔记本电脑、移动电源等,目前,聚合物锂电在设计中出现了可薄形化、任意面积化与任意形状化方向,这些优点为聚合物锂电池的市场增长提供了很大的弹性空间。

碱性电池能充电吗

很多人从经济的角度希望碱性电池也能重复使用,倘能如此再好不过。然而,碱性电池能充电吗?因为碱性电池被划分到原电池中,也是一次电池,在这个意义上,碱性电池能充电吗?

回答是肯定的,碱性电池也能够充电,但这里有许多技术问题,比如,大电流充电情况下,碱性电池能充电吗?

在低于0.1C充电的条件下,碱性电池可充电20次,不过这不同于二次电池的充电过程。在正常情况下,它们只能在部分放电下进行充电不可能象真正的可充电电池一样被深度放电后充电。

碱性电池充电只是部分充电,一般将这种方式称为“再生”,“再生”概念进一步说明了碱性电池的充电特征:碱性电池能充电吗?可以,只是它是再生充电,有别于充电电池的真正充电。

再生充放电的局限性和短暂的循环寿命决定了碱性电池的再生是很不经济的。 为保证碱性电池的成功再生,必须达到以下条件:

1. 在放电率适中的情况下将电池的初始容量放电最多30%,同时放电不应低于0.8V,再生才有可能。当放电容量超过30%时,产生了二氧化锰阻止了进一步再生。容量的30%和放电电压0.8V要用适当的设备来,但这些设备大部分消费者都没有。大多数普通消费者处此情况下,碱性电池能充电吗?这并不是一个经济问题,而是条件问题了。

2. 用户可购买一个上述的专用充电器来再生。如果用其它的充电器,碱性电池能充电吗?安全隐患太大了,一般情况下,镍镉、镍氢电池的充电器不能用来为碱锰电池充电,因为这种充电器的充电电流太高,可能会导致电池内部产生气体,如果气体冲出安全阀,就会漏液。再进一步讲,如果安全阀失去作用,甚至会发生爆炸。如在生产中模具不良这种情况很少发生,但是它会发生,特别是没有正确使用电池。

3. 再生所需要的时间(大约12小时)是超出了放电时间(大约1小时)。

4. 20个循环后电池的容量将降到初始容量的50%。

5. 专用的设备需要三个以上的电池连接,如果电池的容量不一致,再生后又会出现别的问题,这可能导致电池电压成负值如果将再生了的电池和没有使用过的电池在一起使用就会更加危险。电池反转致使电池内部产生氢,有产生高压的危险,导致漏液甚至爆炸。在不同时具备一致性好的三个电池情况下,碱性电池能充电吗?显然很不必要。

长时间的一次电池再生不仅不经济,还要冒着一定的危险,如果这样,“碱性电池能充电吗”就不是个技术问题了。为了避免发生危险,最好是用没有使用过的一次电池或二次电池(蓄电池)也不要再生一次电池。

5号电池尺寸

5号电池的命名与其外形有很大关系,说其决定于5号电池尺寸也并不夸张,因为5号电池有一些别名,所以,常常用到的LR6电池尺寸、AA电池尺寸表达的也是5号电池尺寸。

当人们说到多少“号”电池的时候,一定指的是圆柱形电池,由于圆柱体是用直径和高度来表示的,所以,包括5号电池在内的所有圆柱体电池尺寸都按照这两个参数来表示。以锌锰干电池说明5号电池尺寸如下。

先说直径:5号电池的直径大多在14mm~14.5mm之间,在这个基础上,各个电池生产厂家会有±0.2mm的误差值;

再说高度:要分别平头和戴(正极)帽两种5号电池尺寸,标准平头(不戴正极帽)电池高度为49mm~50mm,各个电池生产厂家允许±0.5mm的误差,如果加上正极帽则要在此基础上再加05mm的高度。

因为5号电池尺寸可以做出高电量,而且大小适中,所以,5号电池尺寸被应用于一次电池中的普通锌锰电池(又叫碳性电池)、碱性锌锰电池(又叫碱性电池)和二次电池中的镍镉电池、镍氢电池。现在,5号电池尺寸也在锂离子电池中得到应用,如14500电池外形就相当于5号电池尺寸,只是,同为5号形状,锂电池容量大的多了。

5号电池尺寸还被用做一些特殊改造,如1/2AA、2/3AA等,但是,它们有一样是不变的,那就是直径,所以,这些特殊的5号电池只是5号电池尺寸在高度上的变化,做成这种变形5号电池尺寸是为了一些特定目的。

干电池的电压

干电池的电压是干电池重要性能参数,干电池的电压值用伏特(V)表示,也称作电势差或者电位差,是衡量电池正负极在静电场中由于电势不同所产生的能量差,干电池的电压在干电池所处的环境中是一个变量过程。

干电池的电压分为开路电压、工作电压、终止电压、标准电压。

1、开路电压:是指非工作状态的干电池的电压,此时,没有电流流过,满电时电池正负极之间的电势差通常在1.6V以上,高的可达1.725V;

2、与开路电压相对应的是工作电压,即工作状态时干电池的电压,此时,有电流流过,因为要克服电流流过时的内阻,所以,工作电压总是低于满电时的电压;

3、终止电压:即电池放到一定电压值后不宜再继续放电,由干电池的结构所决定,放电终止时干电池的电压是0.9V。

4、标准电压:从原理上讲, 标准电压又叫额定电压,指电池正负极材料发生化学反应造成的电位差的标准值,干电池的额定电压是1.5V,可见,标准电压就是标准的工作电压。

从上述四种干电池的电压来看,工作状态涉及到的干电池的电压有标准电压和工作电压,非工作状态时,干电池的电压则处于开路电压和终止电压中,因为干电池的化学反应不可逆性,因此,干电池的电压处于终止电压时,代表着电池就要报废了。

干电池型号

对干电池的认识始于干电池型号,干电池是一种原电池,最主要的干电池有普通锌锰电池和碱性锌锰电池,干电池型号的识别一在于参数,二在于标识,可以说,对干电池的初步认识是基于干电池尺寸参数的一种表达,在实用中,这种表达通过电池标识来进行。

目前全球对于干电池系统的标识分为IEC、美、日、中四大标准,列表如下:

型号命名与标识 IEC型号 美国型号 日本型号 中国传统叫法 直径(mm) 高度(mm)

普通锌锰电池

普通锌锰电池

普通锌锰电池

普通锌锰电池

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池

碱性锌锰电池

R03

R6P

R14

R20

LR03

LR6

LR14

LR20

AAA

AA

C

D

AAA

AA

C

D

UM-4

UM-3

UM-2

UM-1

AM-4

AM-3

AM-2

AM-1

7号电池

5号电池

2号电池

1号电池

7号碱性电池

5号碱性电池

2号碱性电池

1号碱性电池

10.5

14.5

26.2

34.2

10.5

14.5

26.2

34.2

44.5

50.5

50.0

61.5

44.5

50.5

50.0

61.5

说明:IEC标准中,R代表圆柱形,L代表碱性,数字代表电池的大小,数字后面的P代表高功率,这里有一个特殊规定,在表示五号普通锌锰电池时,要标识为R6P,而不是R06或者R6。

CR系列也是一种典型的干电池型号,常见的有CR2025、CR2032等。其中C是以锂金属为负极,以二氧化锰为正极的化学电池体系,R表示电池的形状为圆柱形,如果是方形则F替代;20表示电池的直径是20mm,32代表电池的高度为3.2mm。

除了单支干电池型号命名外,还有一些组合干电池型号的标识表示如下:

1、9V电池:6F22是由6个扁平形电池叠层的碳性电池;6LR61则是由6个扁平形电池叠层的碱性电池;

2、AG系列:是直径很小的CR电池,分为AG1到AG13计13种,属于碱性电池;

3、23A和27A:是由八个同一规格的AG电池叠层的,也称12V扣式电池,27A大于23A。

这些组合的干电池型号往往是基于特殊电压或者容量的考虑,也只适用于一些特定领域。由于这些干电池型号有一定的市场容量,知道它们属于干电池序列这一点,就便于把握其价格与特性。

另外还有非锌锰和锂锰系的干电池,如镁锰电池等,因为比较少见,所以对这种干电池及干电池型号介绍不多。

锂电池电压

锂电池电压是衡量锂电池放电性能的重要指标之一,它表示锂电池在一定状态下正负极两端的电势差,单位伏特(V)。下面小编就以下几个名词的解释帮助大家认识锂电池电压。

标称电压,又称额定电压,指电池在正常工作过程中表现出来的电压,锂电池标称电压一般为3.7V或3.6V。

根据锂电池正极材料的不同,标称电压会有所不同。钴酸锂电池标称电压为3.7V;锰酸锂电池标称电压为3.8V;锂镍钴锰三元材料的锂电池标称电压只有3.5-3.6V,但随着配方的不断改进和结构完善,该材料锂电池标称电压可达3.7V;磷酸铁锂电池标称电压最低,只有3.2V,但是这种材料的锂电池安全性非常好,不会爆炸,循环性能非常优秀可达到2000周。

开路电压,指锂电池在开路状态下(非工作状态),正负极之间的电势差。锂电池满电状态的开路电压为4.2V,而锂电池生产厂家的出货电压一般设为3.6~3.9V。

工作电压,指锂电池接通负载后即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差,又称放电电压。锂电池在接通负载后,由于欧姆电阻和极化过电位的存在,锂电池的工作电压低于开路电压。

锂电池充电电压,指充电电池在充电时,锂电池充电器输出加在电池两端的电压,即4.2V。大家在选择锂电池充电器的时候就要注意充电器的输出电压了。充电模式是恒电流+恒压。

锂电池的诸多优点使其被广泛使用,甚至取代镍氢电池。单节锂电池电压为3.6V,是镍氢电池的3倍。通过以上几个名词的解释,相信大家已经对锂电池电压有了更深刻的了解。

最好的充电电池

市场上的充电电池五花八门,大的分类有:镍镉、镍氢、锂离子、铅蓄、铁锂五种,由于后两种一般用于大型动力,因而,我们从前面三种适用于便携式设备的类型中比较出最好的充电电池。

掌握四项要点:一、高容量。容量越大,持续使用时间越长;二、耐快充。电池耐快充性能越好,越能承受较大充电电流,优质电池能承受1C充电速率,可采用快充、急充的充电速率,用较短时间充足电池,使用快捷;三、自放电小。它反映电池保持容量的能力,自放电越小,存放期越长,即用性好;四、循环寿命。指电池完全充放电次数,镍镉、镍氢电池可以达到500-1000次,优质锂电池在正确使用条件下循环寿命甚至可达2000次以上。

镍镉电池:有记忆效应 容量小

镍氢电池:记忆效应小 容量大

锂离子电池:无记忆效应,容量大,是目前相同体积中容量最大的电池,同时锂电池在

上述其它指标上也占有明显的优势,因而广泛用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等电子产品中。如此一来,在不同类型电池的比较中,显然锂离子电池是最好的充电电池。

上述标准同样也适用于同类型不同品牌电池之间的比较,但不论是进口品牌还是国产品牌,在“最好的充电电池”归属权之争上都不能全赢。因为,不同厂家的优势或许只能表现在某一个指标上,都是仅具有相对优势,这就是消费者对最好的充电电池品牌认识不一、激烈辩论的原因所在。

所以,在这个意义上,最好的充电电池排名视消费者的要求而不同。不过,从综合指标还是能够进行客观排名的,毫无疑问世界顶级电池是三洋,三洋锂电池总代理东莞钜大经过对多款锂电池的测试证明,三洋电机的锂电池在上述四个指标中综合性能是最好的。

事实上,评定最好的充电电池要视具体的应用范围,以锂电池举例,有的锂电池可以在耐低温方面堪称最好的充电电池,而另一些则相反,在耐高温方面堪称最好的充电电池。想找到既耐低温又耐高温的最好的充电电池,那是异想天开,因为锂电池没有这样的设计原理。

充电电池激活

微型电子产品市场的扩大,使充电电池得以普及,随之而来的充电电池激活作为一个技术问题也浮出水面,进入新世纪以来,在电池技术和电池产品更新换代的背景下,充电电池激活问题引来众议纷纭。

要说清充电电池激活问题,前提是要认识充电电池。

什么叫做“激活”?所谓激活,就是激活容量,这来源于充电电池的“记忆效应”,有记忆效应的充电电池不进行激活,就会造成容量衰减,原因在于充电前尚存的电量被电池记住了。所以,充电会不足,放电时也会显得时间不够长,为此,要进行深度放电,以便让电池忘记尚存的容量,反复多次的深度充放电过程就是激活。

第一代充电电池是镍镉电池,记忆效应明显,所以,在使用前必须进行激活,以保持电池的可用容量。在第一次激活后的使用过程中,要定期进行如上的深度放电,同样是为了防止记忆效应。

第二代充电电池镍氢电池的记忆效应比镍镉电池小的多。所以,镍氢充电电池激活后,日后的定期深度放电时间可以放长,甚至可以不需要做这样的电量维护。

现在市场上普遍使用的是第三代充电电池——锂离子电池,锂离子电池是没有记忆效应的,如果从启动电池的角度来看,锂离子电池的激活其实是厂家的事情,在锂离子电池出厂前,电池生产厂家会在灌输电解液与封口前进行几次“恒压充电——放电”的循环,目的就是使电解液充分活化。

可见,充电电池激活是要分别电池类型的,镍系电池需要进行充电电池激活,但镍氢电

池的记忆效应小于镍镉电池,因而无需进行后者那样的维护,锂电池则不需要进行充电电池激活,从启用的角度来看,锂电池在出厂时已经完成了“激活”。

18650锂电池参数

18650锂电池是根据尺寸来命名的电池典型,因此,作为18650锂电池参数之一的尺寸是基本相同的。由于18650锂电池事实上可以因为正极不同而分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂四个体系,除了磷酸铁锂之外,其余三种材料在本质上可以相互取代,所以,这里把钴酸锂18650锂电池参数与磷酸铁锂18650锂电池参数进行对比。

18650钴酸锂电池:

标称电压一般为:3.7V

充电限制电压一般为:4.20V

最小放电终止电压一般为: 2.75V

直径:18±0.2mm

高度:65±2.0mm

容量:1000mAh以上(目前最高的是松下的2900mah)

目前全球生产此型号锂电池最大的厂商有日本的三洋(已被松下收购)、松下、三星、索尼。

18650磷酸铁锂电池:

单节标称电压一般为:3.2V

充电限制电压一般为:3.6V

最小放电终止电压一般为:2V

直径:18±0.2mm

高度:65±2.0mm

容量:比钴酸锂的18650要小,常见的是1500mah 。

由此可见:二者的尺寸完全一样,但这两种体系的18650锂电池互有优缺点,具体来说,磷酸锂铁和钴酸锂相比的优点有:1、更安全,过冲过放都不会造成爆炸、漏液,2、寿命更长,正常使用能循环1000次以上,3、大倍率,2C充电10C放电,不会发烫、爆炸、漏液,不会影响寿命。 但是磷酸铁锂18650单体电压低,多用于大电流工作的电器。

上面所说的是锂电池芯即光身18650锂电池参数,实际应用中的锂电池由于要加上保护板和封装材料,同时考虑充放电制度,因而用户需要了解的18650锂电池参数要复杂得多,如东莞钜大的2200mAh 18650锂电池参数包括放电电流、工作温度、内阻、重量及保护参数等内容,可见,成品18650锂电池的参数是综合考虑了用电器具的参数,工作环境参数,使锂电池在具体的产品中能正常的工作,发挥效能。

18650电池充电方法18650电池充电方法是一个系统问题:容量、电流及其相互关系,充电方式的运用,充电器的选取,这些都会影响到18650电池充电方法的适用性,让我们先从充电器的选择说起。

按照18650锂电池的结构特点和国家标准规定的充电制度,应该选取小于电量池容1/5的电流充电器(对于小容量的18650电池组,我们完全可以选取0.5C的充电电流),市面上,18650电池的容量多在1800~2600mAh之间,选取的锂电池充电器就应在350~500mAh之间,

充电器的正确选择,既可以避免大电流对电池的破坏,也可以争取在安全范围内使得充电时间最短,从这种意义上来看,选择充电器是18650电池充电方法中第一重要的。

在选好的充电器上,18650电池充电方法是分两个步骤的:先恒流再恒压。第一步是恒流充电至电压升到4.2V附近,第二步是在电压达到充电器设置值后转入恒压充电,恒压充电时,电压不变,电流逐渐减小,待电流减小到0.02C时停止充电。

对于没有保护板的18650电池,则需要改进18650电池充电方法,以利于形成提高电池性能的长效机制,具体来说就是:对于新启用的或者长期搁置的18650锂电池要进行两三次深度充放电,这有助于电池在负极形成一层保护膜,防止电池“钝化”,而对于有保护板的电池,就不需要这样。

因为锂电池没有记忆效应,在理论上可以随时充电随时放电,但是,长期在电量尚很充足的情况下充电也还是会影响电池总功效的。18650电池充电方法的重要一点因此是:不要在电池电量刚刚用去20~30%的时候就急于充电,因为这种四五次浅放电相当于一次满放电,试验表明,浅放电最后的结果是:采用频繁放电式的18650电池充电方法能够提供的总电量会少于正常(带电量85%~90%)放电式的18650电池充电方法能够提供的总电量,平均近1/4,判断正常补电时间的方法也很简单,只要18650电池的电量达到那一时刻,用电器具就会发出指示信号。

通过18650充电方法的介绍,我们清楚了18650电池充电器的选取标准,明白了18650电池充电方法是恒流恒压方式,以及如何选择充电时机,按照18650电池充电方法操作,相信你的电池会动力恒久远,破坏永不来。

18650电池充电时间

18650电池充电时间与所有二次电池充电时间的理论都是一样的,即,电池充电时间等于标称容量与充电电流之比,不过,由于锂电池充电时内部会产生阻抗,所以,18650电池充电时间要考虑克服这种阻抗的因素。

人们根据阻抗的大小程度设计了一个系数作为充电电池充电时间的比较值。经过长期实验,这个系数的获取方法就简单化为充电电流占标称容量的比重。于是,上述18650电池充电时间便演变为:

18650电池充电时间=标称容量÷充电电流×系数

按照国家标准,充电电池以不高于0.2C(C为标称容量)充电为宜,依据这个标准,上面的系数设置至少为1.2,由于18650锂电池的容量高,又加上不同锂电池充电器厂家充电器的特点,一般对于18650电池充电时间计算中的系数设定为1.5,充电器基本都是根据这个原理设计的。比如,18650电池的容量普遍为1800~2600mAh,按照上述公式,则充电器的选择和18650电池充电时间(以0.2C以内放电)一般如下:

1800mAh一般用350mA的充电器,大约充电7.5小时(1800÷350×1.5),

2000mAh一般用400mA(也可用350mA)的充电器,大约充电7.5小时(如用350mA的充电器则需要8.5个小时),

2600mAh一般用500mA的充电器,大约充电7.8小时(2600÷500×1.5)

有些充电器的设计可能不同,不过,一般会有三种系数选择:1.2、1.3、1.5。系数越小,则18650电池充电时间越少。

在实用中,充电器本身设有过充保护装置,有些电池生产厂家也在设计中通过保护板和保护IC来对18650电池充电时间进行设定,只要消费者按照电池和充电器使用说明使用就行了。对18650电池充电时间稍作补充的是:在充电器指示灯转变后最好及时停止充电,因为18650电池充电时间过长造成的过充会对充电器和电池造成破坏。

18650电池电压

18650电池电压是18650锂电池的重要参数之一,掌握18650电池电压的基础知识,对于科学的18650电池充放电和搁置保护具有重要作用,本文拟通过以下参数的解释构建18650电池电压体系。

通常情况下,单节18650电池电压参数如下:

一、18650电池电压的核心是工作电压,也叫标称电压,为3.7V,这相当于三个串联的镍镉或者镍氢电池,也有一些国内电池生产厂家设计的工作电压为3.6V。

二、充电限制电压:这是对于18650电池电压的最高限制,为4.2V,18650电池充电过程就是将18650电池电压由工作时的3.7V上升到4.2V的过程,过程结束,表示电池是满电状态。超过了4.2V,就是过充,会对电池造成伤害。

三、放电终止电压:即18650电池电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压,为2.75V,如果电池放到终止电压以下,就是过放了,过放会使18650电池电极结构受到破坏,使锂离子发生不可逆反应,严重影响18650电池寿命。

由于过充、过放对18650电池均会产生严重损害,所以,一般的18650电池都有电路保护措施,使其在达到上下限时自动停止电池受伤过程。

18650电池可以通过串联、并联、串并联三种方式组成电池组。

一、并联后的18650电池组:容量相加,电压与单支18650电池电压相同,以两支容量为2200mAh的并联18650电池组为例,电压仍为3.7V,而容量为4400MmAh;

二、串联后的18650电池组:容量不变,单支18650电池电压相加,以三支2200mAh的串联18650电池组为例,电压为11.1V,容量仍为2200mAh;

三、串并联的18650电池组:串联和并联的加总,如以三串两并的18650电池组为例,电压为11.1V,容量为4400mAh。

上面的11.1V是串联也是串并联后的18650电池工作电压,电池组的充电限制电压与放电终止电压也随串联情况而改变,如三支串联和三串两并电池组的充电限制电压为12.6V,而放电终止电压为8.25V。而并联电池组的相关数值仍为4.2V和2.75V。

可见,电池组合方式引起了18650电池电压的不同变化,电池组通过18650单支电池电压和容量而得到的新指标,使得18650电池在更多的领域获得使用。

18650电池充电18650电池充电可以分解为18650电池充电方法、18650电池充电条件设置及18650电池充电注意事项等。

讨论18650电池充电的前提是:18650锂电池和18650锂电池充电器是合格的。

这里推荐一个“large”品牌,品牌所有者东莞市钜大电子有限公司是18650电池和配套充电器的专业电池生产厂家,研发实力位居行业前列,公司的18650电池可根据不同的电器需求采用进口或者国产电芯,其中,18650充电器采用锂电池的标准充电方法,先恒流后恒压,最高终止电压4.23V,最低4.18V,完全符合标准。

在选择了正宗的电池和充电器后,18650电池充电也非常简单,以东莞钜大为单支18650电池设计的锂电池充电器来说,一般座充的充电器,只要从充电器的充电端引出正负极的线分别接到电池上就行了,有些设计可以直接用其生产的手机充电器。

然而,在充电器质量没有保证的情况下会否担心充电器误判呢?这个问题是存在的,有两种补救误判的方法可以考虑参照:一是用电压表测试,如果电池电压在4.2V就行了,另外一种方法就是充电10小时左右断电,之所以取10小时这个数值是由18650电池的容量设定为基础的。普通的18650电池容量在1800~3000mAh区间,尤以2000~2600mAh最多,因此,选择350mA和400mA的充电器最多,按照公式:

18650电池充电时间=电池容量÷充电电流×1.5(系数)

一般的18650电池充电10个小时基本满电,由于东莞钜大等厂家的充电器一般都设有恒流充电后的恒压充电,所以10个小时不必考虑过充。

上例18650电池充电是否充满的的标准也可以用于其他锂电池时参照。

虽然厂家在充电器设计中已经考虑了充电条件,但我们还是要注意一些问题充电器解决不了的问题:

1、标准充电电流0.2C,即标称容量的五分之一,按照市面上18650电池的容量设计,一般以350mAh或者400mAh的就行了;

2、控制充电时的极限温度,尽量避免在0℃以下充电,否则,将严重影响电池寿命;

3、有些电池和充电器没有设置保护电路,那就会造成电池充电异常,过充有可能影响到电池性能,或者波及充电器的正常状态,上面说过避免过充的方法;

4、当电量过低时即可对18650电池充电,而不必等到电池电量放到终止电压,以免过放现象的发生。

18650电池应用领域极广,举以笔记本电脑为代表的消费电子以及工业仪器、医疗器械等行业的使用者,都对18650电池充电的安全性、重要性有所认识,消费者要加强对18650电池充电知识的了解,按照科学的18650电池充电方法操作,从而在应用中体现出经济效益来。

锰酸锂电池

锰酸锂电池是可充电锂离子电池的一个分支,以LiMn2O4化合物作为电池正极是这种电池的根本特征。

一、锰酸锂电池的优势:

二氧化锰是一种很便宜、易于得到的材料,锰酸锂作为一种化合物有两种可以利用的形式:一是高电压形式,可以释放锂离子,另一种是低电压形式,可以接受锂离子。这种化合物为立方尖晶石结构,提供了锂离子的传导通道,因而,锂离子的嵌入和脱嵌不会破坏其结构,这造就了锰酸锂电池的相对稳定性。

二、锰酸锂电池的性能参数:

1、能量密度大,2、寿命300-500次,3、工作温度-50~45℃,4、过充保护电压为4.2V,

过放保护电压为2.75V,5、可做成聚合物与液态两种形式,单只最大容量为10Ah,5、在所有锂电池正极材料中,毒性最弱。

三、锰酸锂电池的缺点:

1、比容量较低,这是由锰酸锂电池制备过程决定的,在电极制备中有LiMn2O4与碳黑和粘结剂的混合,这使得其120mAh/g的比容量要丧失20%左右,这就大大低于其他材料。

容量损失可归因于电极中界面缺乏有效接触和结构不均匀等,其他的原因还有副反应和在电解质中的溶解。

2、对锰酸锂电池安全性能的评测表明:锰酸锂电池耐热冲击和穿刺能力强,但短路会引起防爆膜破裂,而过充则会发生起火、爆炸。

四、锰酸锂电池的市场化:

锰酸锂电池的价格便宜是其最大的优势,但是较差的循环性能和电化学稳定性限制了锰酸锂电池的产业化,目前主要应用于铅酸电池替代品及大型或者价格敏感的应用市场,通过掺杂技术提高其性能是扩大锰酸锂电池应用范围的有效方法。

钴酸锂电池

钴酸锂电池是以合成的钴酸锂(化学分子式LiCoO2)化合物作为正极材料活性物质的锂离子电池,在所有的充电锂电池中,钴酸锂是最早应用的正极材料,钴酸锂电池也是循环性能最好的。

一、钴酸锂电池的优势:

钴酸锂电池是电化学性能优越的锂电池,容量衰减率小于0.05%,首次放电比容量大于135mAh/g,电池性能稳定,一致性好,另外,在工艺上容易合成,安全性能好。钴酸锂电池的工作温度为-20~55℃。

二、钴酸锂电池的不足:

1、钴的价格高,仅产于非洲的一部分地区,有地域纷争及价格变动的风险;2、LiCoO2的岩盐性结构,可去除的锂仅为原来比例的大约50%,就是说,过充时基本结构会发生破坏,失去可逆充放电循环,这使得钴酸锂电池存在过充安全隐患,需要附加电路保护板;3、热稳定性和毒性指标不够理想,对策较为复杂。

三、钴酸锂电池的制备,主要技术表现在锂粉的制造上:钴酸锂电池使用液相合成工艺,将锂盐、钴盐分别溶解在聚乙烯醇和聚乙二醇溶液中,混合后的溶液经加热浓缩成凝胶,凝胶体在高温下煅烧形成的粉体碾磨过筛即得到钴酸锂粉。

四、钴酸锂电池的应用:钴酸锂电池因具有容易合成、电压平台高、比能量适中,特别是循环性能优越,而成为锂离子电池的主流。但是钴储量的不足和制备中对其毒性与过充的

克服,加大了钴酸锂电池的成本,因而钴酸锂的市场一般定位于便携式设备而不适用于大型动力。

充电电池容量

充电电池容量是充电电池最重要的性能指标,充电电池容量通常用C表示,它指的是在一系列特定的条件下,充电电池可提供的电荷。

一、充电电池容量的计量单位的规定:

充电电池容量通常以毫安培小时和安培小时为单位,根据欧盟相关规定如下:

1、便携式充电电池用“毫安培小时”或者“安培小时”表达,分别写作mAh与Ah;

2、汽车电池的容量应该用“安培小时”和“冷启动安培数”表达,分别写作Ah与A;

二、充电电池容量的测定:

满充电状态的电池,在一定的放电制度下放电至截止电压时所放出的容量,即是电池容量,对于不同类型的充电电池,其测定的方法不尽一致,欧盟的方法体系如下:

1、便携式充电电池在下列标准上视其内化学物质测定:镍镉适用于IEC/EN61951-1和IEC/EN660622,镍氢适用于IEC/EN61951-2,铅酸适用于IEC/EN61056-1,二次锂电池适用于IEC/EN61960;

2、汽车用电池适用于IEC60095-1/EN50342-1;

三、充电电池容量标签规定:包括标签的内容、尺寸、位置。

1、不同用电器具的标识方法所用单位并不一致;

2、标签的尺寸国内没有统一规定,欧盟有明确的规定,参见欧盟委员会法规1103/2010号;

3、单体电池标签应在电池及电池包装上均有标注,电池组则应标注在外壳而非电池上;汽车电池标注在电池包装的正面。

四、充电电池容量有实际容量、理论容量与额定容量之别,这个应该搞清楚。

按照拉法第电解定律,假定电极上的活性物质全部参加成流反应,电极应能放出的电量称为理论容量;额定容量正如本文开头所说,是在一定条件下电池可提供的电荷,与理论容量相比,它是一个电池无数次充放电应该达到的平均数,通常比理论容量小;

还有标称容量,就是电池生产厂家为电池标注的容量,它往往与实际容量相对照。打个比方:一个标称容量为1600mAh的充电电池,它的额定容量也应该是1600mAh,也就是说标称容量应该等于额定容量,但如果实际容量可能达不到标称容量,那就是没有达到其额定容量。有些厂家利用最接近理论容量的数值标注标称容量,这是一种欺骗行为。

充电电池评测

充电电池评测分为自我评测与比较评测两种参数体系。自我评测就是对一个品牌的充电电池

评测自身部分性能,而比较评测则是对于两种或者两种以上品牌相同标称容量的电池就某一个性能参数进行的比较。充电电池评测是描述电池客观情况的重要手段,一般情况下,进行充电电池评测需要专门的检测设备,故而在实验室检验为好,这样可以缩小误差。

无论是自我评测还是比较评测,充电电池评测都要有两个前提条件,一是工作温度在常温范围内,二是充电电池必须是新电。

对于充电电池评测中的自我评测,电池生产厂家的着重点往往并不完全相同:有的囊括所有性能参数,有的则仅测试与容量相关的参数,有的会在这个基础上加上安全性能测试。

不过,对于比较评测,则基本上是围绕着与容量相关的参数而进行。这时的前提条件,除了都是新电外,要注意所有设置条件的一致性,如温度、电流、电压、静置时间、循环次数、检测柜型号等所有充电电池评测的环境必须都是一样的。

在比较评测中,主要测试三个参数:

1、电池实际容量及其与标称容量之差。评测实际容量以0.2C放电为准,在规定循环次数内,以每次记录电量的加权平均值为实际容量,实际容量与标称容量越接近,电池越“真”。

2、评测电池寿命。在电池实际容量评测的基础上,将每款电池实际容量与标称容量逐次对比,得出各自的容量衰减率,从而评测电池寿命。

3、评测自放电:以一定时间为一个充电电池评测周期,一直放到充电电池的截止电压,看看其间的电池容量变化。这个过程要注意:每一个品牌要选取若干个电池,因为这里有电池放电均衡性问题。即使不同品牌的充电电池总体自放电在充电电池评测结果中接近,一致性差的电池也可以被认为长期保持电量能力差。

充电电池评测是一项严肃而科学的工作,工作人员不但要记录好充电电池评测的数据,而且要加强充电电池评测的数据处理和数字分析能力,从而更好地为电池用户提供精准服务。

什么是聚合物电池

聚合物电池是聚合物锂离子电池的简称,是锂离子电池的种类之一。要认识什么是聚合物电池,除了给出聚合物电池的定义,还要从其分类、特点和目标市场上找寻答案。

一、定义:所谓的聚合物电池是说在正极、负极与电解质这三种主要电池构造中至少有一项采用了高分子材料作为主要的电池系统;

二、什么是聚合物电池的分类?聚合物电池可以有多种分类方法,如外形、包装、容量、材料组成等,但最根本的分类是从材料方面,这有助于我们认识聚合物电池的本质。

目前,实用的聚合物电池分为三类:从电解质方面看,有固体聚合物电解质电池和凝胶聚合物电解质电池,从正极方面看有导电聚合物锂离子电池。还没有通过负极材料来分辨什么是聚合物电池的设计。

三、什么是聚合物电池的特点?这要分解为三个问题:什么是聚合物电池的基本特征,什么是聚合物电池的结构特点,以及什么是聚合物电池的优点。

1、什么是聚合物电池的基本特征?聚合物电池是一种高分子锂电池,从理论上来说,聚合物电池可以达到的最小厚度为0.5mm,另外,它与液态锂电池一样的地方是:在标称电压方面是3.7V锂电池,没有记忆效应。

2、什么是聚合物电池的结构特点:这表现在三个结构设计上。

(1)、用固体电解质或凝胶电解质代替了液体电解质,而在正极上采用导电聚合物则是更先进的聚合物电池;

(2)、用锂离子负极材料取代了碳负极材料;

(3)、外壳材质是唯一的。什么是聚合物电池的外壳特征呢?就是采用铝塑复合膜取代钢壳和铝壳,铝膜设计可以提高整个电池的比容量。

3、什么是聚合物电池的优点,这是一个比较问题:与液态锂电池相比,它具有高能量密度、高安全性、超薄化、小型化、轻量化特点。

四、电池应用市场那么大,什么是聚合物电池的市场?按照目前的市场普及率,聚合物电池只占锂电池市场的10%,这是因为它在价格竞争上还不具备优势,但在理论上,聚合物电池有极大的降价空间。目前,它主要应用在移动电器上,如手机、移动电源等,这也是它的目标市场。

锂电池保养

锂电池保养的目的就是要使锂电池性能保持在优化状态,由于锂电池在工作时一般只是正常与否的现象,所以,锂电池保养的工作主要体现在使用用电器具前的充电行为和搁置期间的注意事项两个部分。

一、锂电池保养中的科学充电行为:

1、要想使新电池在短时期内达到最佳使用效果,可以进行三次或以上完全的充放电,当然,也可以不这样做。如果说明书上有此要求,还是应该按照说明书要求来做,这样有利于日后的锂电池保养;

2、选择正宗锂电池充电器厂家生产的充电器,并遵照说明书操作,在使用快速充电器时,如果指示灯转变时,表示充满了90%,此时不能着急,可以等到电池完全充满;

3、关机充电比开机充电好;

4、工作温度在-20℃到60℃之间,为此,最好是在室温下进行充电,并且不要在充电时在手机上覆盖其他东西。

二、锂电池保养中的科学搁置状态:

1、贮藏温度最好选择在4℃到35℃之间,不要将电池暴露在高温或严寒下,一只已经启用的锂电池一般至少有一半时间处于搁置状态,因而适宜的温度对锂电池保养具有最经常和最重要的意义;

2、长期不用的锂电池,每个月要进行一次类似“激活”的充放电,做一次电量校准。因为,长期不用的锂电池会发生电池电极钝化,应该让锂电池内的电子处于流动状态,钝化会破坏电极结构,从而影响电池寿命。当然,最好的情况是使其保持半荷电状态。

任何方法都是在一定条件下有效的,锂电池保养的措施并不是延长锂电池寿命,而是在锂电池设计的有效循环周期内延长锂电池的使用寿命。明乎此,就要把锂电池保养的意义定位在不使其减少寿命上,以此体现出锂电池保养的经济性来。

锂电池充电时间

认识锂电池充电时间,从难易程度上说,操作问题不大,理清锂电池充电时间的来源更有助于在理论和实践上使之更加科学化。

理论上的锂电池充电时间是电池标称容量与电流之比:

锂电池充电时间(h)=电池容量(mAh)÷充电电流(mA)

但是,由于充电时会有阻抗产生,为了抵销阻抗的影响,实际充电时间要大于上述理论充电时间,为了使锂电池充电时间满足实际的满电要求,一般要根据充电电流所占电池容量比值的大小设定一个大于1的系数。譬如,

当充电电流小于等于电池容量的5%时系数为1.6,此时

锂电池充电时间=电池容量÷充电电流×1.6

以此类推,根据充电电流所占电池容量比例的大小,锂电池充电时间计算时的系数还有

1.5(5%<充电电流≤10%),

1.3(10%<充电电流≤15%),

1.2(15%<充电电流≤20%),

1.1(20%<充电电流)。

实用中,便携式电子产品的锂电池充电时间也是按照上述公式来设计的,对这些锂电池一般都配备有相应的恒流充电器,这种锂电池充电器对锂电池充电时间的控制是以满电指示灯来表示的,电池充满电时会发出报警信号,所以,消费者只需要按照说明操作就行了,不必为锂电池充电时间多久合适而犯愁。

电池充电时间

电池充电时间:充电电池都有一个电池充电时间问题,随着镍氢电池、镍镉电池和锂电池等充电电池替代一次电池及其在新的应用领域的普及,对科学的电池充电时间的了解很有必要。

从市场上来看,目前采用的多是恒流充电器,即,充电电流始终是充电器上标注的输入电流,由于电池本身对充电电流会产生一个反电势,因此,根据不同的电池容量与充电电流的比例关系,科学的电池充电时间如下:

电池容量看电池外面的标注

充电电流看充电器上标注的输入电流

1、 充电电流小于等于电池容量的5%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.6÷充电电流(mA);

2、充电电流大于大于5%,小于等于电池容量的10%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.5÷充电电流(mA);

3、充电电流大于大于10%,小于等于电池容量的15%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.3÷充电电流(mA);

4、充电电流大于大于15%,小于等于电池容量的20%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.2÷充电电流(mA);

5、充电电流大于电池容量的20%时,

电池充电时间(小时)=电池容量(mAh)×1.1÷充电电流(mA)。

还有一种快速充电器,因为快速充电采用大电流放电时会产生高热,也为了防止快速充电时的过充危害,所以,一般的快速充电器设置有控制电路或者IC芯片来控制电池充电时间,当电池接近充满时,控制电路会自动转入涓流充电模式,因而不需要担心过充,不必要计算电池充电时间。

充电电池寿命

充电电池寿命一般指的是的充电电池的循环寿命。根据国家规定,在充分充、放电的条件下,电池容量下降到额定容量的70%时,电池所能达到的充、放电的循环次数就是循环寿命。

在忽略其他因素(如记忆效应)的前提下,可充电电池的容量下降到额定容量的70%时所能达到的充、放电的次数,在不同的放电深度下相差很大。假如某种可充电电池,在忽略其他因素的前提下,在每次充分充电都是在充分放电后进行的条件下,其循环次数是500次,那么当每次充分充电都是在50%放电(即只释放了额定容量的一半)时进行,其循环次数就能达1000次。可见浅充浅放并不能降低记忆效应很小的可充电电池的循环寿命,所以某些记忆效应很小的可充电电池,如锂电池、铅酸电池,不必把电完全耗尽后充电。

国家标准对锂电池循环寿命是这样规定的:在环境温度20℃±5℃的条件下,先以1C5A的恒流方式对锂电池充电(这期间充电电压是逐渐升高的),当充电电压达到锂电池充电限制电压(一般为4.1伏或4.2伏)时,改为恒压(即充电限制电压)方式对锂电池充电(这期间充电电流强度是逐渐降低的),直到充电电流强度不大于20毫安时停止充电,然后把锂电池搁置0.5~1小时,然后以1C5A的恒流方式把锂电池放电,当锂电池的输出电压降低到放电终止电压(即2.75伏)时停止放电,至此为一次循环,然后把锂电池搁置0.5~1小时再进行下一次充、放电循环,当连续两次放电时间小于36分钟时则认为电池寿命终止,试验结束,这期间的循环次数应不低于300次。按照国家标准的规定,新的手机使用的锂电池,按规定以1C5A的恒流方式放电时,其放电时间应不低于51分钟。

1C5A的含义:C5表示的是锂电池的额定容量,按照国家标准的规定,其含义是,在规定的环境条件下,按照规定对锂电池充电后,用5小时的时间持续放电并使电池达到放电终止电压(2.75伏),锂电池所输出的电量;C5A表示的是电流强度,其含义是,用电池的额定容量(单位是安培·小时或毫安·小时,即电流强度与时间的乘积)除以1小时。假如某种型号锂电池的额定容量(C5)是1200毫安·小时,则C5A等于1200毫安,1C5A即C5A的1倍,也是1200毫安,0.1C5A是120毫安。显然,额定容量不同的锂电池,其C5A在数值上不相等。

充电电池寿命与充电次数及充电时间有一定的关系,正常使用(充分充、放电)的情况下,充电电池寿命与充电次数直接相关,即充电一次寿命减少一次。 而非正常使用中,对充电

电池寿命影响最大的是过充电,过充电严重影响电池寿命。其次是过放电,对电池的寿命影响仅次于过充电。

5号充电锂电池

经常听到有人说5号充电锂电池,却一直不知道是哪一种,今天上百度查了查,终于明白什么叫5号充电锂电池了。5号充电锂电池是圆柱型14500锂电池的另一种叫法,尺寸14*50mm。

5号充电锂电池的用途:看到大多数人是把它用在相机上,因为5号充电锂电池的尺寸跟普通的5号电池一样,所以可以替换使用,但值得注意的是5号充电锂电池单体电压是3.7V,而普通的5号电池电压时1.5V,所以5号充电锂电池用于相机上时只需一节,再搭配一节用完电的5号碳性电池或5号碱性电池(将该节电池正负极短路,也就相当于一根导线,实际提供电的仅是那节五号锂电池),经过实际测试表明,一节5号充电锂电池的使用时间是普通5号电池的2倍。有兴趣的朋友可以试试。

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