常見干電池的種類特性和應(yīng)用

1、常用干電池的種類特性和應(yīng)用  隨著便式IT設(shè)備和數(shù)碼、AV設(shè)備的普及，干電池已成為一種人人都必須面對的可移動能源。由于便攜設(shè)備的品種日益增加，電流和容量的需求也在不斷提高，電池技術(shù)也在迅速發(fā)展，新型電池不斷涌現(xiàn)。目前常用干電池，從外型看可分為三大類：一、傳統(tǒng)通用型干電池，有一號電池（R20），二號電池（R14），五號電池（R6），七號電池（R03）和積層電池（×F××）；二、扣式電池，有用于電子表、計算機(jī)、聲響玩具的小扣式電池和電子辭典、照相機(jī)等用的直徑為20mm的大扣式電池；三、專用電池，專用電池是以設(shè)備體積要求專門設(shè)計的干電池，形狀各異，品質(zhì)好、價格

2、高，多用于手機(jī)、筆記本電腦、攝錄放一體機(jī)及高檔數(shù)碼相機(jī)。   雖然電池的外型差別有可能帶來選購上的麻煩，但用戶不必為此多費(fèi)心思，也不會有什么困惑。會引起困惑的是電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成的不同品種。干電池最重要的區(qū)別是一次性電池和充電電池，一次性電池用過即丟，就算是綠色環(huán)保型，也只不過是無汞無鎘等重金屬元件素而已，其它污染依舊存在。，充電電池是可以反復(fù)充電使用的電池，用了十幾年還能使用的也不在少數(shù)。因而，對環(huán)境的總體污染更小。雖然首次投資較大，但由于使用壽命很長，平均使用費(fèi)用反而較低。無論是一次性電池還是充電電池，各自還有多種品種，性質(zhì)、用途和使用差別都很大。要正確地用好這些電池，必須具有一定

3、的基本知識?，F(xiàn)將十種常用干電池的特性和應(yīng)用予以介紹，以供用戶日后選購電池時參考。  首先干電池的以下三項(xiàng)指標(biāo)是選購電池時務(wù)必了解的。一、標(biāo)稱電壓：通俗講就是正常工作時的路端電壓，嚴(yán)格說是新電池電壓值到最低電壓值時間的平均電壓。新電池或剛充完電的電池電壓會略高于額定電壓，開始使用后馬上就會落到這一值上，此后能在這一值上保持較長的時間。當(dāng)?shù)陀谠撾妷汉?，電池電壓就會較快地下降，直至不能使用。二、容量：電池的電能量，一般用mAh,500mAh則表示此電池以50mA的電流放電,能工作10小時。這樣的計量較為粗糙，因?yàn)椴煌再|(zhì)的電池在以不同電流放電時，工作時間不是成線性比例的。故較嚴(yán)格的電池容量

4、是用對多少歐姆電阻能放電多少時間來表示，并且放電方式還有連續(xù)、間隙和短時等差別。例如，某品牌堿性電池，對10歐姆負(fù)載，連續(xù)放電至0.9伏的時間20小時；對1.8歐姆負(fù)載，每分鐘放電15秒，放至0.9伏的次數(shù)660。前者的放電條件相當(dāng)于較大錄音機(jī)或普通電動玩具，后者則類似閃光燈充電。越是新穎高品質(zhì)的電池，容量的線性也越好。三、存放期和自放電率，一般一次性電池有存放時間，約2-3年左右。這是由于電池在自由放置中的放電效應(yīng)引起的，充電電池由于自放電率較高，一般直接給出自放電率，每月百分之幾（%/月）。一、 一次性電池1、普通鋅錳電池  這是最傳統(tǒng)的干電池，正極為石墨棒，負(fù)極為金屬

5、鋅圓筒，電解質(zhì)為糊狀氯化銨之類物質(zhì)，石墨周圍有二氧化錳去極化劑。鋅錳電池標(biāo)稱電壓1.5伏，規(guī)格型號有R20（1號），R14（2號），R6（5號），R03（7號）幾種。外包裝多采用紅色?，F(xiàn)在除手電筒、老式手提錄音機(jī)和早期電子鐘還在用1號和2號電池外，其它用干電池的場合大多為5號（AA）、7號（AAA）電池。這種電池價格最低，但電容量也低（5號電池容量約500mAH）,不適合大電流放電，還容易漏液。只能用于小電流和間歇放電設(shè)備，一般可用于手電筒，收音機(jī)，門鈴，遙控器，不帶電機(jī)的電子玩具等。為了防止漏液，這類電池中的精品往往用鋁殼或鐵殼封裝，廉價的只用塑料薄膜緊裹。由于漏出的液體腐蝕性很強(qiáng)，所以，對

6、于那些用電量極低，但比較貴重的設(shè)備也最好不要用，或定時檢查電池有無異常。注意這種電池如發(fā)現(xiàn)鼓脹就不宜再用。2、高功率電池  也稱高容量電池和鋅錳紙版電池，正極負(fù)極的基本結(jié)構(gòu)與鋅錳電池相同，但電解質(zhì)被吸入紙版中。標(biāo)稱電壓1.5伏，規(guī)格型號為在鋅錳電池的型號上加上后綴“P”，如5號電池R6P，7號電池R03P。 高功率電池價格約是鋅錳電池的2、3倍，容量在小電流放電時比糊式鋅錳電池略大些，但大電流放電時就明顯較長，號稱有2、3倍的容量。但從消費(fèi)者協(xié)會公布的實(shí)測數(shù)據(jù)看，其容量大得有限，有些品牌甚至不及優(yōu)質(zhì)糊式鋅錳電池。但該電池有一優(yōu)點(diǎn)就是不易漏液。  由于其輸出功率較高，故適用于

7、大電流和連續(xù)工作場合?？捎糜陔S身聽，電動玩具、膠片自動相機(jī)等。為了防止漏液損壞設(shè)備，在遙控器、電子門鈴、石英電子鐘等電池使用時間特長的設(shè)備中，用這種電池也很適宜。不過這種電池的單位時間電費(fèi)費(fèi)用，在小電流應(yīng)用時，高于普通鋅錳電池，而大電流應(yīng)用時，又高于堿性鋅錳電池，不太經(jīng)濟(jì)。3、堿性鋅錳電池  堿性電池的規(guī)格型號標(biāo)識是在普通鋅錳電池型號上加上前綴“L”，成為LR6、LR03。也有直接印有英文堿性“ALKALINE”的標(biāo)識。堿性鋅錳電池結(jié)構(gòu)較為特別，中心用一根鋅棒作為負(fù)極，外殼鋅材是正極（和普通鋅錳電池電極相反）。為了與一般電池一樣使用，它把中心的負(fù)極引出線做得與普通鋅錳電池一樣的平坦。

8、而外殼正極上，沖出一個類似石墨棒的銅帽，包裝時再反過來即可。仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)負(fù)極與周圍外殼之間有一條絕緣密封溝（類似南孚所謂的聚能環(huán)），而糊式鋅錳電池和高功率電池的負(fù)極和側(cè)邊外殼是連體的。這可作為高功率電池假冒堿性電池的識別特征之一。第二個特征是堿性電池比較重。  堿性電池標(biāo)稱電壓也是1.5伏，容量約是普通電池的510倍，用于照相機(jī)閃光燈充電的瞬時特大電流工作狀態(tài)，這可超過普通電池10倍。但價格只有高功率電池的2倍左右。由于堿性電池的大電流、大容量特性，使其為目前通用型一次性電池中最好的品種，可用于全自動相機(jī)，用5號電池的數(shù)碼相機(jī)，隨身聽、隨身看，電動玩具，剃須刀等場合。其外觀與鋅錳

9、電池相同。  堿性電池一般認(rèn)為是一次性電池，早期有過一種叫堿性充電電池，型號為R-LR6，大約可循環(huán)使用100次?，F(xiàn)在的堿性電池也有稱其為半充電池可能，但必須用低恒涓流充電，最大充電電流在160mA以下。過充電后易漏液，且漏出的液體腐蝕性很強(qiáng)，會損壞充電器。對于一般用戶來說，認(rèn)為堿性電池是一次性電池較正確，當(dāng)然這并不妨礙謹(jǐn)慎的愛好者對其充電后再使用。  堿性電池也有制成小扣式電池的，價格很低。但電壓比氧化銀類扣式電池略低，同體積電容量也只有其60%70%，供出電流較大。這種扣式電池不能應(yīng)用于指針式石英表。4、積層電池  積層電池是鋅錳電池的變形，每節(jié)電池象電蚊片那

10、么一片。正極也是石墨和二氧化錳，負(fù)極為鋅片，中間一層半糊狀電解質(zhì)，每片1.5伏。型號6F××，即有6片積層，總電壓9伏，外加鐵殼包裝。早先有過不同尺寸，4片、6片、15片等等多種，但現(xiàn)在見得到的只有用于無線話筒，電子血壓計或數(shù)字液晶萬用表中。  積層電池電壓高，電流小，容量小，早期用于必須有較高電壓才能工作的弱電流設(shè)備中?，F(xiàn)在由于DC-DC芯片的普及，較高級些的這類設(shè)備也都改用1節(jié)5號電池供電，積層電池適用面日益萎縮。這種電池的最大放大電流只用幾十毫安，平時只工作在毫安級。  積層電池的正負(fù)極在一邊，存放時要特別留意不可與金屬物體，如硬幣、金屬鋼筆等入置

11、一起，以防短路。5、鋰金屬電池（Lithium）  新型的鋰電池有二大類，一類是一次性鋰金屬電池，另一類為鋰離子電池。鋰金屬電池的負(fù)極為鋰金屬，正極有二氧化錳、二硫化鐵等。標(biāo)稱電壓因正極材料不同而有.5V、2.8V和3V多種，國內(nèi)常見的是用于高檔全自動相機(jī)的3V型鋰電池CR123A和CR2，以及直徑為20mm的大扣式電池CR2016/ CR2025/ CR2032幾種。鋰金屬電池的能量重量比特別大，高達(dá)900Wh/kg。故單位體積的電池容量特別大，一節(jié)用于全自動電子照相機(jī)的CR123A，以50%用閃光燈拍攝，可拍24卷膠卷。鋰金屬電池還可連續(xù)大電流、長時間供電，最大電流在2A以上。而

12、自放電率僅1%1.5%/月，保存性極好。 雖然鋰的活動性很強(qiáng)，但由于鋰金屬電池采用了自猝火電化學(xué)系統(tǒng)，正常使用時非常安全，不慎出現(xiàn)內(nèi)外部短路、過度放電、過熱或外力沖擊時，都有一定的自身保護(hù)功能。但也請切記鋰金屬電池不是可充電電池，若強(qiáng)行充電，容易引起爆炸或起火。 由于鋰金屬電池的大容量、大電流特點(diǎn)，現(xiàn)已被越來越多的便攜式設(shè)備采用。如高檔全自動照相機(jī)和采用通用電池的普及型數(shù)碼相機(jī)，鋰金屬扣式被廣泛用于高檔計算器、電子辭典、電子特記本、語音報時鐘表和照相機(jī)的第二電源中。6、氧化銀電池（銀鋅電池）  氧化銀電池也稱銀鋅電池，其正極為氧化銀，陰極為鋅材，電解質(zhì)有氫氧化鈉和氫氧化鉀兩種。標(biāo)稱電

13、壓都是1.55伏，電流微弱。氧化銀電池都為小扣電池，常見的有6.8×2.1，7.9×3.6和11.6×3.0/4.2/5.4幾種，容量分別為15，40,80/120/170mAH。  扣式電池密封可靠，不漏液。但材質(zhì)的密封處也會生銹，使用時要注意由于其體積小，供出電流小，這類扣式電池都是用于電子表，計算器，照相機(jī)，微型遙控器和聲響玩具中。其中用氫氧化鈉作電解質(zhì)的電池內(nèi)阻較大，輸出電流較小，適用于小電流設(shè)備，如指針式石英表。用氫氧化鉀作電解質(zhì)的電池內(nèi)阻小，輸出電流略大些，可用于數(shù)字式電子表?？凼诫姵靥鎿Q時，鑷子只能夾持圓周邊，若夾持上下面即造成電池短路。7

14、、過氧化銀電池  將氧化銀電池的正極改為過氧化銀材料就為過氧化銀電池，品質(zhì)更好。標(biāo)稱電壓也是1.55伏，容量比同體積氧化銀電池高出30%40%，除氧化銀電池的適用范圍外，還可用于有亮光和聲響功能的電子表。二、 充電電池  上述七種都是一次性電池，隨著便攜式電子設(shè)備的大量和長時間使用，一次性電池就是顯得費(fèi)用太高。故充電電池越來越受到產(chǎn)品開發(fā)廠商和用戶的關(guān)注。充電電池除制造成通用型電池形式外，還被大量制成專用型充電電池。充電電池的特性比一次性電池更繁雜，除與一次性電池一樣有正常常使用時的注意點(diǎn)外，還有充電特性要注意。不同種類的充電電池放電和充電特性多有不同，使用不當(dāng)會

15、大大縮短電池壽命。  充電電池的一些特殊指標(biāo)如下：1、最終放電電壓，也稱放電終止電壓，此電壓以下就不能再放電，強(qiáng)行放電會加速損壞電池。這電壓也是測定電池容量的結(jié)束點(diǎn)。2、額定容量，以5小時充滿電的電池，放電至最終放電電壓的電流和時間乘積。額定容量是“C”來表示，單位：mAh。3、充放電率，以C的比例來表示。若以容量數(shù)值電流放電，即稱C率放電，即充放電率為0.1C率的電池,就可工作10小時。充電時：若效率100%，以1C率充電，只需用1小時；以0.5C率充電，需要2小時。4、涓流，0.1C率稱為涓流，涓流充電時間較長，但對各種充電電池都比較安全。例如，某充電電池容量為1600mAh，充

16、電效率為2/3，以0.5C率，即800mA恒流充電，需要3小時，以0.1C率（160mA）涓流充電，約15小時。5、最大充電電壓，不會破壞電池內(nèi)部保護(hù)機(jī)制的最大允許充電電壓。6、最大充放電電流，具有過流保護(hù)機(jī)制的電池組，允許的最大充放電電流。下面介紹目前使用最廣泛的三種充電干電池。1、 鎳鎘電池（NiCd）    鎳鎘電池是最早出現(xiàn)的干式充電電池，現(xiàn)技術(shù)成熟、價格低廉，售價僅堿性電池的三、四倍，實(shí)際使用相當(dāng)于500節(jié)糊式鋅錳電池，故使用費(fèi)非常低。它的正極采用氫氧化鎳，負(fù)極為氧化鎘，電解質(zhì)為氫氧化鉀。額定電壓1.2伏，出廠時為放電狀態(tài)，初始電壓不高于1.0伏。這是假

17、冒充電電池或舊充電電池與新品的明顯區(qū)別。滿充電時的最大電壓可達(dá)1.6V1.8V，開始工作后，很快就回落在額定電壓上。此后能保持很長時間的穩(wěn)定電壓值，到電量用完時，才迅速下跌。鎳鎘電池的最終放電電壓為1.0 V。自放電率大，達(dá)25%28%/月，不宜充滿電保存。    鎳鎘電池內(nèi)阻極小，能提供特別大的放電電流，短路電流可達(dá)6A，并且放電電壓穩(wěn)定。反復(fù)充電次數(shù)大于500次。鎳鎘電池的能量重量比50Wh/Kg，能量體積比150Wh/L，是幾種充電電池中最差的。由能量體積比不高，5號鎳鎘電池的容量只與糊式鋅錳電池持平，約500mAh。    鎳

18、鎘電池應(yīng)采用恒流充電，可大電流充電。由于電量充足后，若繼續(xù)充電，電壓反而會下降，故可用負(fù)電壓增量（V）自動控制，結(jié)束充電.若充足后繼續(xù)充電，電能將全部轉(zhuǎn)化成熱能，電池發(fā)熱劇烈，溫升可達(dá)（T/t）來自動結(jié)束充電。鎳鎘電池的一大優(yōu)點(diǎn)為過充電的危險性不大，涓流充電的話，過充電對電池幾乎沒有影響。故可以用廉價的半波整流串電阻限流的定電壓充電器充電，開始電流較大，此后逐步減小，不需具備定時或充足自動結(jié)束功能。稍好的可用大電充恒流快速充電方式，定時自動切斷電源。由于具體電池電量不一定會全用光，新舊不同，充電效率也可能不同，定時結(jié)束充電不一定正確，但即使略有過充電也關(guān)系不大。  

19、0; 鎳鎘電池的一大缺點(diǎn)是具有記憶效應(yīng)，如果沒有用完電就充電，或沒有充足電就放電，電池就會記憶住這個電壓，以后充放電就會停止在這里，使可用容量大大減小。所以，平常使用應(yīng)以用光充足為原則，不隨意充電。這就對旅游和野外使用會有所影響，可能突然出現(xiàn)電量用盡的情況。如已經(jīng)出現(xiàn)記憶效應(yīng)，如發(fā)現(xiàn)充電后使用時間很短，可用以下方法恢復(fù)：以涓流充足電量（寧過勿缺），然后以5小時率（5號電池約100 mA）放電，直至放到1.0V，如此反復(fù)3、5次，一般就能恢復(fù)正常。    鎳鎘電池雖然額定電壓只有1.2V，但由于其內(nèi)阻小，路端電壓與鋅錳類一次性電池基本本相同，特別在大電流工作時，作用

20、于負(fù)載上的電壓更在其上。所以，凡是用1.5伏一次性性干電池的場合，都可以用1.2伏的鎳鎘電池，其中以大電流設(shè)備更為合適用。例如，全自動相機(jī)、隨身聽、錄音機(jī)、電機(jī)玩具、遙控艦?zāi)！㈦妱犹觏毜毒叩葓龊?，如電子鐘、遙控器中，就不合適或不經(jīng)濟(jì)。一些早期的電子閃光燈或自動相機(jī)，注明禁使用鎳鎘電池，是因?yàn)閾?dān)心鎳鎘電池提供的特大電流損壞閃光燈充電電路，后來的閃光燈一般不存在此問題。另外，由于鎳鎘電池的容量不大，故不宜用于長時間大電流設(shè)備，如液晶顯示器、隨身看、數(shù)碼相機(jī)等。2、鎳氫電池（NiMH）鎳氫電池采用與鎳鎘電池相同的鎳氧化物作為正極，儲氫金屬作為負(fù)極，堿液（主要為氫氧化鉀作為電解液。鎳氫電池額定電壓也是

21、1.2V，滿充電時的最大電壓可達(dá)1.61.8V，最終放電電壓為1.0V。重復(fù)充電次數(shù)大于500次，自放電率20%。鎳氫電池是鎳鎘電池的后代產(chǎn)品，各方面性能都優(yōu)于鎳鎘電池，放電最大電流可為3A。能量重量比6080Wh/kg, 同樣體積或同樣重量可供出比鎳鎘電池大得多的能量，適合有重量體積要求的設(shè)備，例如，艦?zāi)：蛙嚹５?。其單?jié)5號電池的最大容量可達(dá)1700mAh。鎳氫電池成本低，具有良好的快充性能，無記憶效應(yīng)，無鎘污染，溫度使用范圍廣，安全性能好。溫升迅速自動結(jié)束充電，故以溫升加劇結(jié)束充電更為正確。其過充電后，能量也會變成熱量散發(fā)掉，不過大電流過充電也會影響電池壽命。 鎳氫電池充電方式與鎳鎘電池基

22、本相同，也為恒流充電，電壓增量負(fù)斜率或由于負(fù)斜率特征沒有鎳鎘電池明顯，。雖然鎳氫電池被認(rèn)為沒有記憶效應(yīng)，可以隨時充電。但充電器若沒有充滿自動停止功能的話，也只能以涓流充電。因?yàn)榇箅娏骱懔鞒潆姛o法正確估計時間，極易造成過充電。鎳氫電池長期不用會出現(xiàn)休眠現(xiàn)象，容量大大降低，這時可按鎳鎘電池消除記憶效應(yīng)同樣的過程激活。鑒于鎳氫電池的特點(diǎn)，它可用于各種普通電池使用的場合，其中包括長時間大電流和瞬態(tài)超大電流工作狀態(tài)，如隨身看、航模艦?zāi)?、玩具賽車、電動工具和采?號電池的數(shù)碼相機(jī)。也可用于長期放電，但電流不大的場合，如無繩電話。其瞬態(tài)超大電流工作能力是更新型的鋰離子充電電池都力不能及的。3、鋰離子電池（L

23、i-ion）  鋰離子電池是新型的充電電池，正極材料為含鋰的金屬氧化物（LiCoO2、LiNiO2、LiMn202等），負(fù)極材料為焦炭或石墨，電解質(zhì)為有機(jī)液，新電池需充電化成。鋰離子電池的額定電壓為3.6V，滿充電時的最大電壓為4.1V4.2V，最終放電電壓硬碳型2.52.8V，石墨型3.0V。其能量重量比高達(dá)170Wh/Kg，是鎳鎘電池的三倍多，能量體積比300Wh/L，循環(huán)充電次數(shù)大于1000次，無記憶效應(yīng)。內(nèi)部還具有多種安全設(shè)置，能保護(hù)電池在不當(dāng)使用時不至損壞。從上述指標(biāo)就可以看出，鋰離子電池的能量密度更大，同樣體積可以供出更多的能量，使用壽命長，單節(jié)電池的工作電壓高。另外，鋰離子電池放電適用環(huán)境溫度范圍大，從-10+60都能100%放完電，僅低溫時略差些。而鎳鎘、鎳氫電