充電電池和充電器的原理及運(yùn)用

./充電電池和充電器的原理及運(yùn)用第一章充電電池1、種類(lèi)2、特征3、名詞解釋4、注意事項(xiàng)5、維護(hù)6、異常處理7、選購(gòu)8、發(fā)展前景9、種類(lèi)10、特征11、名詞解釋12、注意事項(xiàng)13、維護(hù)14、異常處理15、選購(gòu)16發(fā)展前景特點(diǎn)和特征及用途 充電、放電原理 發(fā)生的條件 現(xiàn)在再來(lái)說(shuō)說(shuō)充電 一種最新型的充電電池 充電電池使用時(shí)的注意事項(xiàng) 充電電池發(fā)生異常時(shí)如何處理 中國(guó)電池行業(yè)發(fā)展前景 新一代充電電池 充電電池趨勢(shì)-電芯和充電池的融合和再分離第二章鎳鎘電池1、簡(jiǎn)介2、詳細(xì)說(shuō)明3、電池種類(lèi)4、原理5、基本特點(diǎn)6、使用說(shuō)明7、主要用途8、記憶效應(yīng)9、簡(jiǎn)介10、詳細(xì)說(shuō)明11、電池種類(lèi)12、原理13、基本特點(diǎn)14、使用說(shuō)明15、主要用途16、記憶效應(yīng) 放電特性 電池保養(yǎng) 注意事項(xiàng)第三章鎳氫充電電池1、鎳氫充電電池概述2、結(jié)構(gòu)3、電池反應(yīng)4、鎳氫電池的主要特性5、使用注意事項(xiàng)6、存放7、電池壽命第四章鋰離子電池1、名詞簡(jiǎn)介2、鋰電池3、發(fā)展歷史4、組成部分5、原理解構(gòu)6、化學(xué)解析7、主要種類(lèi)8、主要優(yōu)點(diǎn)9、名詞簡(jiǎn)介10、鋰電池11、發(fā)展歷史12、組成部分13、原理解構(gòu)14、化學(xué)解析15、主要種類(lèi)16、主要優(yōu)點(diǎn)主要缺點(diǎn) 如何正確使用鋰離子電池 保養(yǎng)須知 鋰離子電池的新發(fā)展第五章鋰聚合物電池分類(lèi)特點(diǎn)聚合物電池與液態(tài)鋰電的比較液態(tài)鋰電聚合物鋰離子電池鋰離子聚合物電池和一般鋰離子電池優(yōu)勢(shì)聚合物鋰離子電池市場(chǎng)情況第六章鉛酸電池1、主要特性2、產(chǎn)品應(yīng)用3、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)4、環(huán)境和使用條件第七章充電器1、充電器簡(jiǎn)介2、充電器的分類(lèi)3、使用方法4、放電說(shuō)明5、車(chē)載充電器6、太陽(yáng)能充電器7、充電時(shí)間計(jì)算8、充電器簡(jiǎn)介9、充電器的分類(lèi)10、使用方法11、放電說(shuō)明12、車(chē)載充電器13、太陽(yáng)能充電器14、充電時(shí)間計(jì)算第八章充電和激活1、正常使用中應(yīng)該何時(shí)開(kāi)始充電2、鋰電池如何激活如何正確充電和放電？3、如何恢復(fù)鎳氫電池的蓄電能力4、鋰電池修復(fù)第九章充電電池和充電器知識(shí)問(wèn)答第十章十大充電器和電池第一章充電電池手搖式充電電池充電電池,是充電次數(shù)有限的可充電的電池,配合充電器使用。市場(chǎng)上一般賣(mài)5號(hào)、7號(hào),但是也有1號(hào)。充電電池的好處是經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電量足、適合大功率、長(zhǎng)時(shí)間使用的電器<如隨身聽(tīng)、電動(dòng)玩具等>。充電電池的電壓比型號(hào)相同的一次性電池低,AA電池<5號(hào)充電>是1.2伏,9V充電電池實(shí)際上是8.4伏?，F(xiàn)在一般充電次數(shù)能在1000次左右。目前只有五種：鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鉛蓄、鐵鋰。鎳鎘電池〔Ni-Cd電壓：1.2V充電電池使用壽命為：500次放電溫度為：-20度～60度充電溫度為：0度～45度備注：耐過(guò)充能力較強(qiáng)。鎳氫電池〔Ni-MH電壓：1.2V使用壽命為：1000次放電溫度為：-10度～45度充電溫度為：10度～45度備注：目前最高容量是2100mAh左右。鋰離子電池〔Li-lon電壓：3.6V使用壽命為：500次放電溫度為：-20度～60度充電溫度為：0度～45度備注：重量比鎳氫電池輕30%～40%,容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過(guò)充,如果過(guò)充會(huì)造成溫度過(guò)高而破壞結(jié)構(gòu)=>爆炸。鋰聚合物電池〔Li-polymer電壓：3.7V使用壽命為：500次充電電池放電溫度為：-20度～60度充電溫度為：0度～45度備注：鋰電的改良型,沒(méi)有電池液,而改用聚合物電解質(zhì),可以做成各種形狀,比鋰電池穩(wěn)定。鉛酸電池〔Sealed電壓：2V使用壽命為：200～300次放電溫度為：0度～45度充電溫度為：0度～45度備注：就是一般車(chē)用電瓶〔它是以6個(gè)2V串聯(lián)成12V的,免加水的電池使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年,但體積和最量是最大的。充電電池鎳鎘：有記憶效應(yīng)容量小鎳氫：記憶效應(yīng)小容量大鋰離子：無(wú)記憶效應(yīng)身薄容量大,因電極材料不同,電動(dòng)勢(shì)為3V或3.6V不等。鋰電池是目前相同體積中容量最大的電池,廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)等電子產(chǎn)品中。充電電池鉛蓄：電動(dòng)勢(shì)約為2V,鉛蓄電池可以反復(fù)充電使用,電解液是硫酸溶液,阻很小,廣泛用于汽車(chē)、摩托車(chē)中。鐵鋰：電力更足,更安全,也更輕,未來(lái)電動(dòng)車(chē)的主要發(fā)展方向。一般,同樣種類(lèi)的充電電池,容量越大,質(zhì)量越大。充電電池充電率<C-rate>C是Capacity的第一個(gè)字母,用來(lái)表示電池充放電時(shí)電流的大小數(shù)值。例如：充電電池的額定容量為1100mAh時(shí),即表示以1100mAh〔1C放電時(shí)間可持續(xù)1小時(shí),如以200mA〔0.2C放電時(shí)間可持續(xù)5小時(shí),充電也可按此對(duì)照計(jì)算。充電電池終止電壓〔Cut-offdischargevoltage指電池放電時(shí),電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。根據(jù)不同的電池類(lèi)型及不同的放電條件,對(duì)電池的容量和壽命的要求也不同,因此規(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同。開(kāi)路電壓〔OpencircuitvoltageOCV電池不放電時(shí),電池兩極之間的電位差被稱(chēng)為開(kāi)路電壓。電池的開(kāi)路電壓,會(huì)依電池正、負(fù)極與電解液的材料而異,如果電池正、負(fù)極的材料完全一樣,那么不管電池的體積有多大,幾何結(jié)構(gòu)如何變化,起開(kāi)路電壓都一樣的。放電深度〔DepthofdischargeDOD在電池使用過(guò)程中,電池放出的容量占其額定容量的百分比,稱(chēng)為放電深度。放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關(guān)系,當(dāng)二次電池的放電深度越深,其充電壽命就越短,因此在使用時(shí)應(yīng)盡量避免深度放電。過(guò)放電〔Overdischarge電池若是在放電過(guò)程中,超過(guò)電池放電的終止電壓值,還繼續(xù)放電時(shí)就可能會(huì)造成電池壓升高,正、負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞,使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。充電電池過(guò)充電〔Overcharge電池在充電時(shí),在達(dá)到充滿(mǎn)狀態(tài)后,若還繼續(xù)充電,可能導(dǎo)致電池壓升高、電池變形、漏夜等情況發(fā)生,電池的性能也會(huì)顯著降低和損壞。能量密度〔Energydensity電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。一般在相同體積下,鋰離子電池的能量密度是鎳鎘電池的2.5倍,是鎳氫電池的1.8倍,因此在電池容量相等的情況下,鋰離子電池就會(huì)比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小,重量更輕。自我放電〔Selfdischarge電池不管在有無(wú)被使用的狀態(tài)下,由于各種原因,都會(huì)引起其電量損失的現(xiàn)象。若是以一個(gè)月為單位來(lái)計(jì)算的話(huà),鋰離子電池自我放電約是1%-2%、鎳氫電池自我放電約3%-5%。充電循環(huán)壽命〔Cyclelife充電電池在反復(fù)充放電使用下,電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。記憶效應(yīng)〔Memoryeffect在電池充放電過(guò)程中,會(huì)在電池極板上產(chǎn)生許多小氣泡,時(shí)間一久,這些氣泡會(huì)減少電池極板的面積,也間接影響電池的容量。1.仔細(xì)閱讀電池說(shuō)明書(shū),使用所推薦的電池,按操作規(guī)程操作;2.檢查電器及電池的接觸件是否清潔,必要時(shí)用濕布擦干凈,干燥后按正確極性方向裝入;3.無(wú)成人監(jiān)護(hù)時(shí),不要讓兒童更換電池,小型電池如AAA應(yīng)放在兒童不能拿到的地方；4.不要將新,舊電池或不同型號(hào)電池混用,特別是不能將干電池與充電電池混用；充電電池5.不要試圖用加熱,充電或其它方法使一次電池再生,以免發(fā)生危險(xiǎn)；6.不要將充電電池短路,否則會(huì)損壞電池,并會(huì)發(fā)熱使電池燃燒。7.不要加熱電池或?qū)㈦姵貋G入水中或火中,將電池放入水中會(huì)使電池失效,將電池放入火中會(huì)使電池破裂,或發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)爆裂傷人,或產(chǎn)生一些有害的氣體和煙塵等。8.不要拆卸電池,或試圖用尖銳利器穿透電池,因電池部電解液會(huì)傷害皮膚和衣物。9.用電器使用后應(yīng)斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān),以免因發(fā)熱等而起火;10.應(yīng)當(dāng)從長(zhǎng)期不使用的用電器具中取出電池,將電池放空后保存。并每3個(gè)月左右取出充放電一次；11.電池應(yīng)保存在陰涼,干燥處,避免直射；12.鎳充電器與鋰充電器不能混用；13.不能將電池焊接使用,焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)損壞電池的部結(jié)構(gòu),可能會(huì)使電池不能使用,甚至出現(xiàn)危險(xiǎn)；14.不能反向充電,反向充電等同于過(guò)放電,過(guò)放電會(huì)使電池部發(fā)生不良反應(yīng)并導(dǎo)致電池的嚴(yán)重?fù)p壞,生成大量氣體,很可能會(huì)使充電電池發(fā)生化學(xué)泄漏。15.不能將充電電池放在雨水下。雨水能導(dǎo)電,電池放在雨水下時(shí),很可能會(huì)發(fā)生短路,使電池因瞬間大電流放電而發(fā)燙,會(huì)損壞電池或發(fā)生危險(xiǎn)。16.不能將電池貯存在高溫或高濕的環(huán)境下,電池本身的反應(yīng)會(huì)加劇,故無(wú)法向用電器提供足夠的容量。另外,高溫高濕下,電池的老化速度也會(huì)大大加快,也會(huì)腐蝕電子元器件<高溫電池除外>。17.不要將電池正負(fù)極插反,否則會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹或破裂；18.電池保存時(shí),最好不要與金屬物體混放,包在外邊的絕緣膜也不要隨意撕掉。充電電池的充電問(wèn)題一直是人們關(guān)心的焦點(diǎn),正確良好的充電方法可以確保電池的壽命。充電電池推薦的充電方法有多種多樣,不同的充電方法對(duì)充電器的線(xiàn)路有不同的要求,自然影響到成本。記憶效應(yīng)是充電電池的一大天敵,一般認(rèn)為是長(zhǎng)期不正確的充電導(dǎo)致的,它可以使電池早衰。記憶效應(yīng)可使電池?zé)o法有效的充電,出現(xiàn)一充就滿(mǎn),一用就完的現(xiàn)象。防止電池出現(xiàn)記憶效應(yīng)的方法是確保電池"充足放光"的原則,也就是說(shuō)在充電前最好將電池殘余電量放光,充電時(shí)要一次充足。通常鎳鎘電池容易出現(xiàn)記憶效應(yīng),所以充電時(shí)要特別注意,鎳氫電池理論上沒(méi)有記憶效應(yīng),但最好也遵循"充足放光"的原則,這也就是很多充電器提供放電附加功能的原因。對(duì)于由于記憶效應(yīng)作怪出現(xiàn)容量下降的電池,我們可以通過(guò)一次性充足再一次性放光的方法反復(fù)數(shù)次,大部分電池都可以得到修復(fù)。對(duì)于一些擱置時(shí)間久遠(yuǎn),失去活性的電池可以嘗試用大電流沖擊的方法試圖擊活。電池充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系為電池容量除以充電電流得到充電時(shí)間,考慮充電過(guò)程中的損耗,所以將計(jì)算得到的充電時(shí)間再乘以1.2這個(gè)常數(shù)。對(duì)于鎳鎘和鎳氫電池最常用的簡(jiǎn)單充電方法是利用10%C恒流充電,又被稱(chēng)為"慢充",即按照電流容量數(shù)值的10%確定充電電流,如一節(jié)標(biāo)稱(chēng)容量500mAH的電池,它的建議充電電流為50MA；又如一節(jié)標(biāo)稱(chēng)容量1300mAH的電池,它的建議充電電流為130MA。在此電流下連續(xù)充電12-15小時(shí)就可以視做充滿(mǎn)。雖然建議使用恒流充電但要求并不嚴(yán)格,電流允許有較大波動(dòng),所以按照此方法制作的充電器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,一般只需要一個(gè)將220V市電轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)蛪旱淖儔浩?、用于整流的二極管、用于限流的電阻以及一些發(fā)光二機(jī)管等指示裝置,成本非常低,市面上絕大部分獨(dú)立常規(guī)充電器都采用這種方式,只不過(guò)外形不同罷了。"慢充"雖然比較簡(jiǎn)單,但是充一次電要等待十多個(gè)小時(shí),實(shí)在有些令人不耐煩。電池廠(chǎng)商也允許用戶(hù)在急需時(shí)用30%C的電流給電池充電4-5小時(shí),稱(chēng)之為"快充",不過(guò)不建議常用,理論上對(duì)電池有輕微的損害。所以大部分常規(guī)充電器都有"快充"和"慢充"兩檔,并建議用戶(hù)使用"慢充"。在很多情況下用戶(hù)需要對(duì)電池快速、有效、安全的充電,快速充電就需要使用較大的電流。電池在大電流充電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)極化效應(yīng),使電池發(fā)熱,而且當(dāng)大電流充電電池充滿(mǎn)后,如果不及時(shí)停止,電池會(huì)迅速發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致電池?zé)龤Ш捅āＫ砸罂焖俪潆娖骶邆涑錆M(mǎn)自停的功能,同時(shí)也要解決極化效應(yīng),使充電高效安全。早期的快速充電器采用簡(jiǎn)單的定時(shí)充電,不過(guò)此類(lèi)充電器針對(duì)性強(qiáng),充電效果亦不令人滿(mǎn)意?，F(xiàn)代的充電器采用專(zhuān)用的充電控制IC,以高頻脈動(dòng)電流給電池充電以解決極化效應(yīng),通過(guò)檢測(cè)電池-ΔV準(zhǔn)確判斷電池是否充滿(mǎn),并提供溫度保護(hù)等保護(hù)措施和放電等附加功能。不過(guò)這種充電器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本也比較高,一般多用于手機(jī)、對(duì)講機(jī)等高檔通訊設(shè)備及電器?，F(xiàn)在市場(chǎng)上充電電池型號(hào)很多,僅以5號(hào)電池為例,容量就有500MAH、600MAH、700MAH、850MHA、1200MAH、1300MAH等。由上面的10%C"慢充"原理我們可以了解,不同容量電池需要不同充電電流,市面上一些通用型充電器多是為早期的500MAH和600MAH電池設(shè)計(jì),充電電流在60-70mA之間,如果要充更大容量的電池需要更長(zhǎng)時(shí)間。具體時(shí)間可先用萬(wàn)用表測(cè)實(shí)際充電電流,再用電池容量除以充電電流乘以系數(shù)1.2得到充電時(shí)間。對(duì)于充1000mAH以上的鎳氫電池可以嘗試用普通充電器的快充檔,因?yàn)檫@檔電流較大,用萬(wàn)用表測(cè)實(shí)際充電電流,如果數(shù)值接近所充鎳氫電池要求10%C的充電電流就正好歪打正著。實(shí)際上市面上很多所謂鎳氫電池充電器只不過(guò)是充電電流大一些的常規(guī)充電器而已。市面出售的充電器主要專(zhuān)用型和通用型兩種。所謂專(zhuān)用型是配合某一電器一體化電池塊實(shí)行充電,典型的是移動(dòng)配套的充電器。選擇此類(lèi)充電器一般選用原裝配套的產(chǎn)品比較適合,一是型號(hào)對(duì)口<有專(zhuān)用的充電適配器>充電電壓對(duì)應(yīng),二是大多數(shù)此類(lèi)充電器都采用高效的快充方式,工作效率高。國(guó)產(chǎn)的兼容專(zhuān)用充電器最大的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格便宜,不過(guò)由于廠(chǎng)家不同部線(xiàn)路也不相同,采用的充電方式也不同,很多產(chǎn)品為了降低成本使用簡(jiǎn)單的電子線(xiàn)路,充電效果不佳且并沒(méi)有采用國(guó)際推薦的充電方法。如果購(gòu)買(mǎi)國(guó)產(chǎn)充電器不應(yīng)選購(gòu)過(guò)分便宜的產(chǎn)品,最好具備放電和充滿(mǎn)自停的產(chǎn)品。國(guó)貨中也不乏精品,一般都配有液晶充電進(jìn)程指示和具備自動(dòng)快速充電功能。通用型充電器就是需要將電池一節(jié)一節(jié)的獨(dú)立充電,市面上產(chǎn)品以國(guó)貨為主,大部分是采用前面提到的10%C簡(jiǎn)單充電線(xiàn)路,有的帶有電量測(cè)試等附加功能。購(gòu)買(mǎi)通用型充電器注意要和自己使用的電池配套<以慢充為例即充電電流為10%C>,市場(chǎng)也有一些價(jià)格略貴一些具備充滿(mǎn)自停的快速充電器,使用比較方便。中檔的通用快速充電器都帶有充電狀態(tài)指示,并在產(chǎn)品包裝規(guī)格上注明有充滿(mǎn)自停的功能。１．充電器冒煙：迅速拔出充電器,并取出電池。充電器冒煙一般是因市電電壓過(guò)高而燒壞變壓器所引起的；２．電池發(fā)燙〔嚴(yán)重時(shí)外包裝會(huì)裂開(kāi)：迅速取出電池,并用硬質(zhì)的盒子蓋住1小時(shí)以防止可能的危險(xiǎn)。電池發(fā)燙一般是因短路電池或電池部異常引起的,此時(shí)應(yīng)檢查充電器電路是否正常,并檢測(cè)電池電壓有無(wú)異?！渤潆婋姵卦诔潆姇r(shí)的發(fā)熱是正常現(xiàn)象；３．電池泄漏：迅速取出電池,并用硬質(zhì)的盒子蓋住約1小時(shí)以防止可能的危險(xiǎn),然后擦干凈充電器；４．充電電池在發(fā)生泄漏之后不能再使用；５．無(wú)法充電：檢查充電器和電池。此時(shí)應(yīng)將產(chǎn)品送供應(yīng)商售后服務(wù)處進(jìn)行處理,而不應(yīng)私自拆解充電器和電池。通用性最強(qiáng)的是5號(hào)<AA型>和7號(hào)<AAA型>充電電池,很多數(shù)碼相機(jī)、Diskman、Walkman、MD、PDA等都需要用到。這類(lèi)電池主要有鎳鎘/鎳氫兩大種類(lèi),以下主要講一下鎳鎘/鎳氫的問(wèn)題。鎳鎘/鎳氫電池有AA和AAA型號(hào)可以直接代換普通5號(hào)和7號(hào)一次性電池,雖然普通電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓為1.5V而鎳鎘/鎳氫電池只有1.2V,但一般不影響使用。首先先介紹一下充電電池的一個(gè)重要參數(shù)--就是電池容量,用單位AH<安時(shí)>表示。我們可以看出它是一個(gè)復(fù)合單位,由電流單位和時(shí)間單位乘積構(gòu)成,代表電池在恒定電流下持續(xù)放電時(shí)間的乘積。在小型電池常我們使用更小單位mAH<毫安時(shí)>表示。比如一節(jié)理想充滿(mǎn)電的電池用60MA電流放電可以持續(xù)10小時(shí),將放電電流與時(shí)間相乘我們就知到這節(jié)電池的容量是600mAH,理論上如果將它用在600MA放電的場(chǎng)合可以使用一個(gè)小時(shí)<用電池容量除以放電電流>。電池容量參數(shù)代表電池可以存放多少電量,在同體積下總是多多益善,一般我們?cè)诹闶郯b的電池上可以看到容量標(biāo)識(shí)。選購(gòu)此類(lèi)充電電池主要考慮容量和規(guī)格以及價(jià)格。首先確定購(gòu)買(mǎi)電池的規(guī)格,對(duì)于電池倉(cāng)比較狹小的設(shè)備,或是需要并排放置多節(jié)電池的裝置,要注意選購(gòu)高容量、直徑較粗的電池是否合適。充電電池的正極也有兩種不同的形式,一種是類(lèi)似普通電池那樣帶有一些突起部分,有助于與電池盒或其他電池負(fù)極接觸良好,還有一種是扁平電池帽,比較適合焊接成電池塊。建議一般使用前一種形式的充電電池較好。包裝上充電電池分為工業(yè)包裝和零售包裝,工業(yè)包裝只用單色塑皮,主要供應(yīng)廠(chǎng)家做電池塊之用,單節(jié)電池上除了生產(chǎn)日期外沒(méi)有其他信息。而零售包裝外觀(guān)比較漂亮,有詳細(xì)的表示包括品牌、商標(biāo)、容量以及產(chǎn)地等信息,有的還附有簡(jiǎn)單的充電方法,適合普通用戶(hù)。其次是電池容量的選擇。對(duì)于數(shù)碼相機(jī)、閃光燈、通訊器材等耗電量大的設(shè)備,從工作時(shí)間和性能方面考慮,大容量鎳氫電池是首選,容量大的電池可以在一次充足后使用更長(zhǎng)的時(shí)間。5號(hào)電池可以達(dá)到1200-1300mAH,7號(hào)電池可以達(dá)到550mAH,幾乎是低容量鎳鎘電池的兩倍。對(duì)于低耗電量的收音機(jī)等,選擇鎳鎘電池則經(jīng)濟(jì)實(shí)惠些。再次是品牌的選擇,一般名牌產(chǎn)品品質(zhì)有保證,性能卓越,在很多移動(dòng)和對(duì)講機(jī)的電池塊中都采用了松下和三洋以及東芝的電池。零售的鎳氫電池中GP超霸比較有名,還有提供充電器的組合包裝。國(guó)產(chǎn)的天鵝牌也不錯(cuò)。鎳鎘電池中GP、日立、松下比較多見(jiàn),性能也比較好。名牌的充電電池受到假冒非常厲害,在電子市場(chǎng)有大量各種著名品牌的假冒電池,價(jià)格極其低廉,對(duì)性能自然也不要有什么幻想。如著名的GP超霸電池,假冒產(chǎn)品甚至連吊板包裝也完全仿制。所以購(gòu)買(mǎi)時(shí)要小心辨明真?zhèn)?到規(guī)模比較大的照相器材商店購(gòu)買(mǎi),雖然價(jià)格略高一些,但不容易買(mǎi)到假貨。中國(guó)電池出口有大幅增長(zhǎng),但同時(shí)歐盟綠色壁壘、中國(guó)電池出口退稅制度取消、原材料上漲、國(guó)外企業(yè)壟斷高端市場(chǎng)等問(wèn)題制約著中國(guó)電池行業(yè)發(fā)展。中國(guó)已成為全球最大的電池生產(chǎn)國(guó)和最大的電池消耗國(guó),但產(chǎn)品更新?lián)Q代不及時(shí),生產(chǎn)自動(dòng)化、機(jī)械化程度不高,為了適應(yīng)世界電池業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),中國(guó)必須致力于太陽(yáng)能電池和燃料電池等新型電池的研發(fā),大力發(fā)展高新技術(shù)的電池產(chǎn)品。電池業(yè)是中國(guó)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一,有著良好發(fā)展前景。二十一世紀(jì)的電池具有大容量、高功率、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染、安全可靠輕便的特點(diǎn),是高科技、高產(chǎn)出、高利潤(rùn)、高創(chuàng)匯產(chǎn)品。隨著信息時(shí)代的到來(lái),資訊產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,在邁入電子、資訊、通訊的"3C"時(shí)代后,電子產(chǎn)品朝著"短、小、輕、薄"的趨勢(shì)發(fā)展,作為電子產(chǎn)品不可或缺的電池,其重要性也越來(lái)越顯著。鎳鎘：有記憶效應(yīng)容量小鎳氫：記憶效應(yīng)小容量大鋰離子：無(wú)記憶效應(yīng)身薄容量大,因電極材料不同,電動(dòng)勢(shì)為3V或3.6V不等。鋰電池是目前相同體積中容量最大的電池,廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)等電子產(chǎn)品中。鉛蓄：電動(dòng)勢(shì)約為2V,鉛蓄電池可以反復(fù)充電使用,電解液是硫酸溶液,阻很小,廣泛用于汽車(chē)、摩托車(chē)中。鐵鋰：電力更足,更安全,也更輕,未來(lái)電動(dòng)車(chē)的主要發(fā)展方向。一般,同樣種類(lèi)的充電電池,容量越大,質(zhì)量越大充電、放電原理先說(shuō)說(shuō)電池的放電過(guò)程,電池就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。以鋅銅原電池電池為例：┏鋅片：Zn–2e-=Zn2+氧化反應(yīng)<負(fù)極>e-┗銅片：2H++2e-=H2↑還原反應(yīng)<正極>總式：Zn+2H+=Zn2++H2↑這就是電池的放電過(guò)程〔活性不同的兩種物質(zhì)之間電子的轉(zhuǎn)移。發(fā)生的條件①活潑性不同的兩個(gè)電極〔金屬與金屬或石墨或不溶性的金屬氧化物；②兩電極浸入電解質(zhì)溶液且導(dǎo)線(xiàn)連接或直接接觸；粒子的放電順序:陽(yáng)離子：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+Sn2+、Pb2+<H+>Cu2+Fe3+Hg2+Ag+〔得e能力依次增強(qiáng)陰離子：除Au、Pt外的金屬做電極放電能力＞陰離子。即：Zn、Fe…Cu、Hg、Ag＞S2－、I－、Br－、Cl－、OH－〔水、NO3－、SO42－現(xiàn)在再來(lái)說(shuō)說(shuō)充電充電就是讓在上邊的放電過(guò)程逆轉(zhuǎn)以鉛蓄電池為例：鉛蓄電池是首先制造出的實(shí)用蓄電池。其原理如下：把A、B兩塊鉛板插入硫酸溶液中,鉛于硫酸作用的結(jié)果,使A、B兩塊鉛板上形成硫酸鉛,溶液中也被硫酸鉛飽和,這是還沒(méi)有電勢(shì),給蓄電池充電時(shí),在兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：A;PbSO4+2H2O-2e-→PbO2+H2SO4+2H+;B:PbSO4+2e-→Pb+SO42-;可以看出,充電后,A板上的PbO2成為正極,B板上Pb成為負(fù)極。放電時(shí),兩極發(fā)生的反應(yīng)如下：正極：PbO2+H2SO4+2H+-2e-→PbSO4+2H2O-2e-;負(fù)極：Pb+SO42-→PbSO4+2e-;放電時(shí)發(fā)生反應(yīng)恰為充電的逆過(guò)程。充電時(shí),最高電動(dòng)勢(shì)為2.2V。放電時(shí),電動(dòng)勢(shì)逐漸降低,低到1.8V時(shí)必須充電,否則會(huì)損壞極板.一種最新型的充電電池現(xiàn)在歐美國(guó)家已開(kāi)始開(kāi)發(fā)一種新的可充電電池,叫鎳鋅AA電池〔Ni-Zn電池鎳鋅AA電池:電池尺寸同鎳氫/鎳鎘的尺寸:IEC規(guī)格理論電壓:1.8V理論電壓:放電1.65V理論容量:1500Mah對(duì)充電器的要求：充電器應(yīng)可同時(shí)充4節(jié)AA1.1.ConstantcurrentchargeatCrate<1.5amps>untilcellvoltagereaches1.9volts/cell在每節(jié)電池電壓達(dá)到1.9V之前,1.5amps恒流充電1.2.Maintain1.9volts/cellandterminateconstantcurrentandallowcurrenttotaperatconstantfloatvoltage<1.9volt>condition.當(dāng)電壓到1.9V時(shí)停止恒流充電,在1.9V的情況下讓電流逐漸變小,1.3.WhentapercurrentreachC/15,100maorwhentotaltimechargereaches2.5hrsterminatecharge.當(dāng)小電流達(dá)到C/15,100mA或者總的充電時(shí)間達(dá)到2.5小時(shí)時(shí)停止充電Pleasereviewthischarginginformationandgivemeanyrecommendationsyoumayhavetoreducecostandimprovereliability.充電電池使用時(shí)的注意事項(xiàng)[1]１．仔細(xì)閱讀電池說(shuō)明書(shū),使用所推薦的電池,按操作規(guī)程操作;２．檢查電器及電池的接觸件是否清潔,必要時(shí)用濕布擦干凈,干燥后按正確極性方向裝入;３．無(wú)成人監(jiān)護(hù)時(shí),不要讓兒童更換電池,小型電池如AAA應(yīng)放在兒童不能拿到的地方；４．不要將新,舊電池或不同型號(hào)電池混用,特別是不能將干電池與充電電池混用；５．不要試圖用加熱,充電或其它方法使一次電池再生,以免發(fā)生危險(xiǎn)；６．不要將充電電池短路,否則會(huì)損壞電池,并會(huì)發(fā)熱使電池燃燒。７．不要加熱電池或?qū)㈦姵貋G入水中或火中,將電池放入水中會(huì)使電池失效,將電池放入火中會(huì)使電池破裂,或發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)爆裂傷人,或產(chǎn)生一些有害的氣體和煙塵等。８．不要拆卸電池,或試圖用尖銳利器穿透電池,因電池部電解液會(huì)傷害皮膚和衣物。９．用電器使用后應(yīng)斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān),以免因發(fā)熱等而起火;１０．應(yīng)當(dāng)從長(zhǎng)期不使用的用電器具中取出電池,將電池放空后保存。并每3個(gè)月左右取出充放電一次；１１．電池應(yīng)保存在陰涼,干燥處,避免直射；１２．鎳充電器與鋰充電器不能混用；１３．不能將電池焊接使用,焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)損壞電池的部結(jié)構(gòu),可能會(huì)使電池不能使用,甚至出現(xiàn)危險(xiǎn)；１４．不能反向充電,反向充電等同于過(guò)放電,過(guò)放電會(huì)使電池部發(fā)生不良反應(yīng)并導(dǎo)致電池的嚴(yán)重?fù)p壞,生成大量氣體,很可能會(huì)使充電電池發(fā)生化學(xué)泄漏。１５．不能將充電電池放在雨水下。雨水能導(dǎo)電,電池放在雨水下時(shí),很可能會(huì)發(fā)生短路,使電池因瞬間大電流放電而發(fā)燙,會(huì)損壞電池或發(fā)生危險(xiǎn)。１６．不能將電池貯存在高溫或高濕的環(huán)境下,電池本身的反應(yīng)會(huì)加劇,故無(wú)法向用電器提供足夠的容量。另外,高溫高濕下,電池的老化速度也會(huì)大大加快,也會(huì)腐蝕電子元器件<高溫電池除外>。１７．不要將電池正負(fù)極插反,否則會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹或破裂；１８．電池保存時(shí),最好不要與金屬物體混放,包在外邊的絕緣膜也不要隨意撕掉。充電電池發(fā)生異常時(shí)如何處理１．充電器冒煙：迅速拔出充電器,并取出電池。充電器冒煙一般是因市電電壓過(guò)高而燒壞變壓器所引起的；２．電池發(fā)燙〔嚴(yán)重時(shí)外包裝會(huì)裂開(kāi)：迅速取出電池,并用硬質(zhì)的盒子蓋住1小時(shí)以防止可能的危險(xiǎn)。電池發(fā)燙一般是因短路電池或電池部異常引起的,此時(shí)應(yīng)檢查充電器電路是否正常,并檢測(cè)電池電壓有無(wú)異常〔充電電池在充電時(shí)的發(fā)熱是正?，F(xiàn)象；３．電池泄漏：迅速取出電池,并用硬質(zhì)的盒子蓋住約1小時(shí)以防止可能的危險(xiǎn),然后擦干凈充電器；４．充電電池在發(fā)生泄漏之后不能再使用；５．無(wú)法充電：檢查充電器和電池。此時(shí)應(yīng)將產(chǎn)品送供應(yīng)商售后服務(wù)處進(jìn)行處理,而不應(yīng)私自拆解充電器和電池。中國(guó)電池行業(yè)發(fā)展前景中國(guó)電池出口有大幅增長(zhǎng),但同時(shí)歐盟綠色壁壘、中國(guó)電池出口退稅制度取消、原材料上漲、國(guó)外企業(yè)壟斷高端市場(chǎng)等問(wèn)題制約著中國(guó)電池行業(yè)發(fā)展。中國(guó)已成為全球最大的電池生產(chǎn)國(guó)和最大的電池消耗國(guó),但產(chǎn)品更新?lián)Q代不及時(shí),生產(chǎn)自動(dòng)化、機(jī)械化程度不高,為了適應(yīng)世界電池業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),中國(guó)必須致力于太陽(yáng)能電池和燃料電池等新型電池的研發(fā),大力發(fā)展高新技術(shù)的電池產(chǎn)品。電池業(yè)是中國(guó)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)之一,有著良好發(fā)展前景。二十一世紀(jì)的電池具有大容量、高功率、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染、安全可靠輕便的特點(diǎn),是高科技、高產(chǎn)出、高利潤(rùn)、高創(chuàng)匯產(chǎn)品。隨著信息時(shí)代的到來(lái),資訊產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,在邁入電子、資訊、通訊的"3C"時(shí)代后,電子產(chǎn)品朝著"短、小、輕、薄"的趨勢(shì)發(fā)展,作為電子產(chǎn)品不可或缺的電池,其重要性也越來(lái)越顯著。新一代充電電池將充電電池與充電裝置融合在一起,成為新一代充電電池設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。usb電池將標(biāo)準(zhǔn)的usb接口置在充電電池,使用方便,成為未來(lái)電池發(fā)展的亮點(diǎn)！充電電池趨勢(shì)-電芯和充電池的融合和再分離將usb接口和電芯融合再分離,usb花園將充電電池的研發(fā)推上一個(gè)新臺(tái)階！這一種usb電池可以更換電芯,在電池循環(huán)使用多次后,處理時(shí)減少電子垃圾,符合環(huán)保型社會(huì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求,是新能源的熱點(diǎn)。usb電池第二章鎳鎘電池鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電,經(jīng)濟(jì)耐用。其部抵制力小,既阻很小,可快速充電,又可為負(fù)載提供大電流,而且放電時(shí)電壓變化很小,是一種非常理想的直流供電電池。鎳鎘電池鎳鎘電池〔Ni-Cd,Nickel-CadmiunBatteries,Ni-CdRechargeableBattery是最早應(yīng)用于手機(jī)、超科等設(shè)備的電池種類(lèi),它具有良好的大電流放電特性、耐過(guò)充放電能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單,一般使用以下反應(yīng)放電：Cd+2NiO<OH>+2H2O=2Ni<OH>2+Cd<OH>2充電時(shí)反應(yīng)相反。鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是,在充放電過(guò)程中如果處理不當(dāng),會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的"記憶效應(yīng)",使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂"記憶效應(yīng)"就是電池在充電前,電池的電量沒(méi)有被完全放盡,久而久之將會(huì)引起電池容量的降低,在電池充放電的過(guò)程中〔放電較為明顯,會(huì)在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當(dāng)然,我們可以通過(guò)掌握合理的充放電方法來(lái)減輕"記憶效應(yīng)"。此外,鎘是有毒的,因而鎳鎘電池不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。眾多的缺點(diǎn)使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數(shù)碼設(shè)備電池的應(yīng)用圍。詳細(xì)說(shuō)明鎳鎘電池鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電,經(jīng)濟(jì)耐用。其部抵制力小,既阻很小,可快速充電,又可為負(fù)載提供大電流,而且放電時(shí)電壓變化很小,是一種非常理想的直流供電電池。與其它類(lèi)型的電池比較,鎳鎘電池可耐過(guò)充電或過(guò)放電。鎳鎘電池的放電電壓根據(jù)其放電裝置有所差異,每個(gè)單元電池<Cell>大約是1.2V,電池容量單位為Ah<安時(shí)>、mAh<毫安時(shí)>,放電終止電壓的極限值稱(chēng)為"放電終止電壓",鎳鎘電池的放電終止電壓為1.0/cell<cell為每一單元電池>。自放電率低,鎳鎘電池在長(zhǎng)間放置的情況下,特性也不會(huì)劣化,充分充電后可完全恢復(fù)原來(lái)的特性,它可在－20℃＋60℃的溫度圍使用。由于單元電池采用金屬容器,堅(jiān)固耐用；采用完全密封的方式,不會(huì)出現(xiàn)電解液泄漏現(xiàn)象,故無(wú)須補(bǔ)充電解液。提高電池性能及延長(zhǎng)電池使用壽命的關(guān)鍵在于避免記憶效應(yīng)和過(guò)度放電。鎳鎘電池有記憶效應(yīng),即鎳鎘電在幾次低容量下的充放電工作之后。如果要進(jìn)行一次較大容量的充放電,電池將無(wú)常工作,這種情況即為記憶效應(yīng)<Memoryeffect>。記憶效應(yīng)使得放電終止電壓被設(shè)定的較高的錄像機(jī)、攝像機(jī)上,隨著工作電壓的降低,電池容量表面上也隨著降低,但放電電壓的降低可能是一至二次完全放電而造成的暫時(shí)現(xiàn)象。記憶效應(yīng)使得電池的性能不能得到充分發(fā)揮,也給拍攝帶來(lái)極大的不便。因此,在使用中應(yīng)注意使用帶充放電性能的充電器,如Sony公司的BC－1WDCE,避免記憶效應(yīng)的產(chǎn)生,使用一般充電器的如BC－1WA、BC－1WB時(shí),可在10次左右的充電以后進(jìn)行一次放電,也可以達(dá)到防止記憶效應(yīng)的目的。電池種類(lèi)一次使用干電池；堿性電池；水銀電池；鋅空電池；氫氧電池可重復(fù)使用鎳氫電池；鎳鐵電池；鎳鎘電池；鉛酸蓄電池；鋰電池；太陽(yáng)能電池必需添加燃料使用燃料電池原理原理分析充電示意圖為于負(fù)極的鎘<Cd>和氫氧化鈉<NaOH>中的氫氧根離子<OH->化合成氫氧化鎘,并附著在陽(yáng)極上,同時(shí)也放出電子。電子沿著電線(xiàn)至陰極,和陰極的二氧化鎳與氫氧化鈉溶液中的水反應(yīng)形成氫氧化鎳和氫氧根離子,氫氧化鎳會(huì)附著在陽(yáng)極上,氫氧根離子則又回到氫氧化鈉溶液中,故氫氧化鈉溶液濃度不會(huì)隨著時(shí)間而下降。放電反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)：Cd+2OH-→Cd<OH>2+2e-正極反應(yīng)：2e-+NiO2+2H2O→Ni<OH>2+2OH-總反應(yīng)：Cd+NiO2+2H2O→Cd<OH>2+Ni<OH>2充電反應(yīng)式：正極反應(yīng)：Ni<OH>2+2OH-→2e-+NiO2+2H2O負(fù)極反應(yīng)：Cd<OH>2+2e-→Cd+2OH-總反應(yīng)：Cd<OH>2+Ni<OH>2→Cd+NiO2+2H2O充電的鎳鎘電池鎳鎘電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成,石墨不參加化學(xué)反應(yīng),其主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性。負(fù)極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成,氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性,防止結(jié)塊,并增加極板的容量?；钚晕镔|(zhì)分別包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開(kāi)。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比,NiCd電池的自放電率<即電池不使用時(shí)失去電荷的速率超科電池>適中。NiCd電池在使用過(guò)程中,如果放電不完全就又充電,下次再放電時(shí),就不能放出全部電量。比如,放出80％電量后再充足電,該電池只能放出80％的電量。這就是所謂的記憶效應(yīng)。當(dāng)然,幾次完整的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池恢復(fù)正常工作。由于NiCd電池的記憶效應(yīng),若未完全放電,應(yīng)在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。[1]充電鎳鎘電池充電在0.05C至大于1C的圍對(duì)NiCd電池恒流充電。一些低成本充電器使用絕對(duì)溫度終止充電。雖然簡(jiǎn)單、成本低,但這種充電終止方法不精確。更好的方法是通過(guò)檢測(cè)電池充滿(mǎn)時(shí)的電壓跌落終止充電。對(duì)于充電速率為0.5C或更高的NiCd電池,-ΔV方法是最有效的。-ΔV充電終止檢測(cè)應(yīng)與電池溫度檢測(cè)相結(jié)合,因?yàn)槔匣姵睾筒黄ヅ潆姵乜赡軠p少ΔV。通過(guò)檢測(cè)溫升速率<dT/dt>可以實(shí)現(xiàn)更精確的滿(mǎn)充檢測(cè),這種滿(mǎn)充檢測(cè)比固定溫度終止對(duì)電池更好?；讦/dt和-ΔV組合的充電終止方法可避免電池過(guò)充,延長(zhǎng)電池壽命。鎳鎘電池快速充電可改善充電效率。在1C的充電速率下,效率可以接近1.1<91%>,充滿(mǎn)一個(gè)空電池的時(shí)間為1小時(shí)多一點(diǎn)。當(dāng)以0.1C充電時(shí),效率便下降到1.4<71%>,充電時(shí)間為14小時(shí)左右。因?yàn)镹iCd電池對(duì)電能接收程度接近100%,所以幾乎所有的能量在充電開(kāi)始的70%期間被吸收,而且電池保持不發(fā)熱。超快速充電器利用該特點(diǎn),在幾分鐘將電池充到70%,以幾C的電流充電而無(wú)熱量產(chǎn)生。充到70%后,電池再以較低速率繼續(xù)充電,直到電池充滿(mǎn)。最后以0.02C至0.1C的涓流結(jié)束充電?；咎攸c(diǎn)小型充電器1．鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電,非常的經(jīng)濟(jì)；2．阻小,可供大電流的放電,當(dāng)它放電時(shí)電壓的變化很小,作為直流電源是一種質(zhì)量極佳的電池；3．因?yàn)椴捎猛耆芊馐?因此不會(huì)有電解液漏出的現(xiàn)象,也完全不需要補(bǔ)充電解液；4．與其他種類(lèi)電池相比之下,鎳鎘電池可耐過(guò)充電或放過(guò)電,操作簡(jiǎn)單方便；5．長(zhǎng)時(shí)間的放置下也不會(huì)使性能劣化,當(dāng)十分充完電后即可恢復(fù)原來(lái)的特性；6．可使用在很廣的溫度圍；7．因?yàn)樗捎媒饘偃萜鞫鞒?有機(jī)械性的堅(jiān)固；8．鎳鎘電池在非常嚴(yán)格的品質(zhì)管理下被制造完成,有非常優(yōu)良的品質(zhì)性賴(lài)性。使用說(shuō)明小型的鎳鎘電池鎳鎘電池的包裝分為零售用的正極凸頭和組裝用的正極平頭包裝兩種,在容量上沒(méi)有差異。在充電回路也和下面所介紹的鎳氫電池類(lèi)似,采用1.6倍電壓充電。通常鎳鎘電池的充電次數(shù)為300～800次,在充放電達(dá)500次后電容量會(huì)下降至約80%。鎳鎘電池的記憶效應(yīng)比鎳氫電池來(lái)的嚴(yán)重。所以必須在完全沒(méi)電時(shí)才可進(jìn)行充電,以確保使用壽命。主要用途大型袋式和開(kāi)口式鎘鎳電池主要用于鐵路機(jī)車(chē)、礦山、裝甲車(chē)輛、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)等作起動(dòng)或應(yīng)急電源。圓柱密封式鎘鎳電池主要用于電動(dòng)工具、剃須器等便攜式電器。小型扣式鎘鎳電池主要用于小電流、低倍率放電的無(wú)繩、電動(dòng)玩具等。由于廢棄鎘鎳電池對(duì)環(huán)境的污染,該系列的電池將逐漸被性能更好的金屬氫化物鎳電池所取代。記憶效應(yīng)當(dāng)鎳鎘電池重復(fù)經(jīng)過(guò)幾次維持在低容量的放充后,如果必須做一個(gè)較大量的放電時(shí)電池會(huì)無(wú)法作用,這種情形我們稱(chēng)為"記憶效應(yīng)"。記憶效應(yīng)可能是鎳鎘電池中最容易被誤解的問(wèn)題。放電終止電壓被設(shè)定較高的錄像機(jī),隨著使用的電壓變低,表面上看起來(lái)似乎隨著降低,但是放電電壓的低下是可以由1～2次的完全放電而解決這一現(xiàn)象。建議十次充電后進(jìn)行一次放電,以防止記憶效應(yīng)。放電特性1．放電電壓依據(jù)其放電電流多少有些差異,大體上是1.2V左右；2．電池的容量以Ah,mAh的單位來(lái)表示；3．當(dāng)放電達(dá)到放電終了的極限時(shí)稱(chēng)之為"放電終止電壓",鎳鎘電池的放電終止電壓為1.0V/cell；4．使用溫度圍在-20℃"60℃,在此圍可進(jìn)行放電。電池保養(yǎng)電池壽命是指使用一段時(shí)間后,充放電的容量下降到標(biāo)稱(chēng)容量的80％之前進(jìn)行的充放電次數(shù),并非不能充放電或完全失效才是電池的壽命；自放電率是指電池充足電后長(zhǎng)時(shí)間放置不用的情況下緩慢自行放電的現(xiàn)象。自放電率低表明長(zhǎng)時(shí)間放置后容量下降少。對(duì)于外出拍攝節(jié)目或新聞采訪(fǎng),一般均使用便攜式攝錄設(shè)備,與便攜攝錄設(shè)備配套使用的電池,能否高效、優(yōu)質(zhì)的連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作提保證拍攝工作順利進(jìn)行的至關(guān)重要的一環(huán)。電池功能的正常發(fā)揮與我們電視、電教工作者在日常工作中的正確使用與精心保養(yǎng)密切相關(guān),因此使用和保養(yǎng)問(wèn)題應(yīng)該引起我們的重視。1、在日常工作中,應(yīng)該熟悉自己使用電池所屬類(lèi)型,它所具有的基本特點(diǎn)和性能。這對(duì)于指導(dǎo)我們正確的使用和保養(yǎng),具有十分重要的意義,對(duì)于延長(zhǎng)電池的使用壽命也是極為重要的。2、充電時(shí),室溫最好控制在10℃－30℃之間進(jìn)行,右高于30攝氏度最好采取降溫措施,避免因電池部過(guò)熱發(fā)生變形；室溫低于5攝氏度時(shí),會(huì)造成充電不足,影響電池的使用壽命。3、電池經(jīng)一段時(shí)間的使用后,由于放電程度不同和老化或多或少的存在充電不足和性能下降的情況,一般情況下鎳鎘電池可在10次左右的充放電循環(huán)之后,進(jìn)行一次過(guò)充電。方法是延長(zhǎng)充電時(shí)間比正常充電時(shí)間延長(zhǎng)一倍左右。具體舉例如下：用SONY的BC--1WA<B>充電器對(duì)NP-1電池充電,在綠燈閃爍時(shí)為快速充電,綠燈停止閃爍長(zhǎng)亮?xí)r快速充電結(jié)束點(diǎn)滴充電開(kāi)始,延長(zhǎng)點(diǎn)滴充電時(shí)間時(shí),點(diǎn)滴充電時(shí)間為過(guò)充電時(shí)間,過(guò)充電時(shí)間以3－4小時(shí)為宜。4、電池充放電應(yīng)嚴(yán)格按要求規(guī)操作,切忌長(zhǎng)期過(guò)充、過(guò)放或經(jīng)常充電不足。放電不徹底、電池使用時(shí)長(zhǎng)期小電流深度放電或短路都是造成電池容量下降、壽命縮短的重要因素。長(zhǎng)此以往違章使用操作不僅會(huì)影響使用,而且勢(shì)必會(huì)影響電池的容量與壽命。5、在常用BC-1WA<B>充電器中,電池充電過(guò)程應(yīng)一次完成,不可中途斷電或在快速充電結(jié)束后,電池處于高溫狀態(tài),而重新接通電源,使得充電器再次給電池快速充電,結(jié)果會(huì)造成過(guò)充電。在使用中當(dāng)電池告警指示燈閃爍告警時(shí),應(yīng)及時(shí)更換電池,避免電池過(guò)量放電。6、鎳鎘電池長(zhǎng)期不用時(shí)勿需充電保存,但須將電池放電至終止電壓后<攝錄機(jī)電池告警燈閃爍>方可封裝存放在原包裝紙盒或用布、紙包裝后,置于干燥、通風(fēng)處存放。注意事項(xiàng)1．可在-30℃-50℃的溫度圍之間保存,但如果是長(zhǎng)時(shí)間放置的情形下,請(qǐng)?jiān)?5℃以下保存；2．充電狀態(tài)或者是放電狀態(tài)的保存都是可能的,但是比較之下放電狀態(tài)可使容量較早回復(fù)并且較易被激活；3．當(dāng)電池在長(zhǎng)時(shí)間的放置后,使用前必須十分地充電后再使用。記憶效應(yīng)當(dāng)鎳鎘電池重復(fù)經(jīng)過(guò)幾次維持在低容量的放充后,如果必須做一個(gè)較大量的放電時(shí)電池會(huì)無(wú)法作用,這種情形我們稱(chēng)為"記憶效應(yīng)"。記憶效應(yīng)可能是鎳鎘電池中最容易被誤解的問(wèn)題。放電終止電壓被設(shè)定較高的錄像機(jī),隨著使用的電壓變低,表面上看起來(lái)似乎隨著降低,但是放電電壓的低下是可以由1～2次的完全放電而解決這一現(xiàn)象。建議十次充電后進(jìn)行一次放電,以防止建議效應(yīng)。第三章鎳氫充電電池鎳氫充電電池概述鎳氫充電電池是以堿液為電解液的二次電池,正極為氫氧化鎳,負(fù)極為儲(chǔ)氫合金.這種類(lèi)型電池是由IEC<國(guó)際電工委員會(huì)>定義的,是堿性密封圓柱形可充電電池。結(jié)構(gòu)可充電鎳氫電池的組成有以下幾個(gè)部分：由鎳的氫氧化物為主要材料的正極板、由儲(chǔ)氫合金為主要材料的負(fù)極板、具有保液能力和良好透氣性的隔膜、堿性電解液、金屬殼體、具有自動(dòng)密封的安全閥的蓋帽及其他部件。被隔膜相互隔離開(kāi)的正、負(fù)極板程螺旋狀卷繞在殼體,殼體用蓋帽進(jìn)行密封,在殼體和蓋帽之間用絕緣材質(zhì)的密封圈隔開(kāi)。電池反應(yīng)通常,在可充電電池部發(fā)生三種不同的電化學(xué)反應(yīng)：向電池負(fù)載提供能量的放電反應(yīng)、儲(chǔ)存電能的充電反應(yīng),過(guò)充電反應(yīng),過(guò)放電反應(yīng)。充放過(guò)程的電池總反應(yīng)電池在設(shè)計(jì)時(shí)負(fù)極容量高于正極容量,在正極上產(chǎn)生的氣體和未反應(yīng)的負(fù)極物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)而被吸收掉,因此,使電池的完全密封得以實(shí)現(xiàn)。過(guò)充電時(shí),兩極上的反應(yīng)為：氧化鎳電極上吸氫電極上電池過(guò)充電時(shí)的總反應(yīng)：氧化鎳電極上當(dāng)電池過(guò)放電時(shí),電極反應(yīng)為：鎳氫電池的主要特性鎳氫電池的主要特性：充電特性放電特性、循環(huán)壽命特性、貯存特性和安全特性1、充電特性鎳氫電池的充電特性受充電電流、充電時(shí)間、充電溫度及其他因素的影響。增大充電電流和降低充電溫度導(dǎo)致電池充電電壓上升。充電的效率會(huì)隨充電電流、充電時(shí)間和充電溫度而變化。一般采用不大于1C的恒定電流充電,充電時(shí)環(huán)境溫度一般在0℃～40℃之間,在10℃～30℃之間充電能獲得較高的充電效率。如果經(jīng)常在高溫或低溫環(huán)境中對(duì)電池充電,會(huì)導(dǎo)致電池性能的降低,另外,反復(fù)的過(guò)充電也會(huì)降低電池的性能。對(duì)于快速充電,充電控制系統(tǒng)是必不可少的。典型的充電特性〔溫度對(duì)充電電壓的影響2、放電特性鎳氫電池的放電性能隨放電電流、溫度和其他因素的改變而變化。電池的放電特性受電流/環(huán)境溫度等因素的影響,電流越大,溫度越低,電池放電電壓和放電效率都會(huì)降低,電池的最續(xù)放電電流為3C。電池的放電截止電壓一般設(shè)定在0.9V～1.1V/CELL,如果截止電壓設(shè)定得太高,則電池容量不能被充分利用,反之,則容易引起電池過(guò)放。典型的放電性能〔不同放電倍率放電曲線(xiàn)3、循環(huán)壽命特征鎳氫電池的循環(huán)壽命受充放電制度、溫度和使用方法的影響。當(dāng)按照IEC標(biāo)準(zhǔn)充放電時(shí),充放電循環(huán)可以超過(guò)500次。不同的充電方式,如快速充電以及實(shí)際工作的充電方式都會(huì)影響到電池的實(shí)際循環(huán)壽命。典型的循環(huán)壽命特征4、存貯性能電池的存放特性包括自放電特性和長(zhǎng)期存放特性自放電特性是指電池充足電開(kāi)路存放時(shí)容量損失的現(xiàn)象,自放電特性主要受環(huán)境溫度的影響,溫度越高,電池存放后容量損失越大。電池長(zhǎng)時(shí)間〔如一年存放后,初次使用時(shí),電池容量可能會(huì)比存放前的容量小,但經(jīng)過(guò)幾次充放循環(huán)后,電池能恢復(fù)到存放前的容量5、安全性如果電池因?yàn)椴徽?dāng)?shù)氖褂?如：過(guò)充、短路、或者反充,造成電池部壓力升高,一個(gè)可恢復(fù)的安全閥將會(huì)打開(kāi),降低部壓力,從而防止電池爆炸。使用注意事項(xiàng)充電1．充電環(huán)境溫度環(huán)境溫度會(huì)影響充電效率。當(dāng)電池在10℃～30℃的環(huán)境下充電時(shí),具有最佳的充電效果。若在0℃以下充電,電池中消氣反應(yīng)的速度將會(huì)減慢,造成壓過(guò)高使安全閥打開(kāi),有可能引起電解液泄漏使電池性能和使用壽命降低；若在40℃以上充電,則充電效率會(huì)大大降低,過(guò)高的充電溫度也會(huì)引起電池漏液和性能降低。電池中的電解液是強(qiáng)堿溶液,對(duì)皮膚和衣物都有腐蝕。當(dāng)皮膚和衣物不慎沾染到電液時(shí),應(yīng)立即用清水沖洗。2.禁止反極充電當(dāng)電池反極充電時(shí),電池部會(huì)產(chǎn)生大量氣體使壓急劇上升,有可能使安全閥來(lái)不及動(dòng)作而造成電池破裂甚至爆炸。3.快速充電快速充電的電流不能超過(guò)1C,快速充電時(shí),一定要選用有自動(dòng)截止或轉(zhuǎn)換功能的充電器,若不對(duì)快速充電加以控制,電池會(huì)因大電流過(guò)充電產(chǎn)生過(guò)熱、漏液,甚至爆炸。4.涓流充電涓流充電的電流一般為1/30C-1/20C。時(shí)間限定一般不超過(guò)20小時(shí)。放電1.鎳氫電池可以在-20℃--+60℃的環(huán)境中放電。電池最適宜的放電溫度為0℃--+40℃。2.電池最適宜的放電電流為1/10-1C,最續(xù)放電電流一般不超過(guò)3C,過(guò)高的放電電流會(huì)降低電池的放電效率,也會(huì)引起電池發(fā)熱。3.電池不允許過(guò)放電,過(guò)放電會(huì)引起電池漏液,縮短電池使用壽命,嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致電池破裂或爆炸。存放1.研究表明,鎳氫電池充電態(tài)儲(chǔ)存比放電態(tài)儲(chǔ)存更能保持電池的性能,因此,存放電池前最好將電池充電。2.電池短期存放不超過(guò)3個(gè)月時(shí),可以將電池存放在-20℃--+45℃,相對(duì)濕度45%--85%且無(wú)腐蝕的場(chǎng)所,過(guò)高的溫度易導(dǎo)致電池漏液,使電池性能降低,過(guò)高的濕度易引起電池金屬件的腐蝕。電池長(zhǎng)期存放的環(huán)境溫度最好維持在-10℃--+30℃。電池經(jīng)長(zhǎng)期存放后初次使用時(shí),容量可能會(huì)比存放前低,但經(jīng)過(guò)幾次充放電使用后,電池就能恢復(fù)存放以前的性能。如果電池存放期超過(guò)半年,建議半年至少對(duì)電池進(jìn)行充放處理一次。電池壽命正確使用電池能確保電池循環(huán)使用500次以上,電池是化學(xué)品,其性能除了會(huì)因反復(fù)使用后降低外,電池如長(zhǎng)期擱置不用,其各部件也會(huì)發(fā)生化學(xué)變化使性能降低,另外,不正確的使用方法或惡劣的使用條件也會(huì)導(dǎo)致電池壽命縮短。鎳氫充電電池。由于目前大量使用的鎳鎘電池〔Ni－Cd中的鎘有毒,使廢電池處理復(fù)雜,環(huán)境受到污染,因此它將逐漸被用儲(chǔ)氫合金做成的鎳氫充電電池〔Ni－MH所替代。從電池電量來(lái)講,相同大小的鎳氫充電電池電量比鎳鎘電池高約1.5～2倍,且無(wú)鎘的污染,現(xiàn)已經(jīng)廣泛地用于移動(dòng)通訊、筆記本計(jì)算機(jī)等各種小型便攜式的電子設(shè)備。目前,更大容量的鎳氫電池已經(jīng)開(kāi)始用于汽油/電動(dòng)混合動(dòng)力汽車(chē)上,利用鎳氫電池可快速充放電過(guò)程,當(dāng)汽車(chē)高速行駛時(shí),發(fā)電機(jī)所發(fā)的電可儲(chǔ)存在車(chē)載的鎳氫電池中,當(dāng)車(chē)低速行駛時(shí),通常會(huì)比高速行駛狀態(tài)消耗大量的汽油,因此為了節(jié)省汽油,此時(shí)可以利用車(chē)載的鎳氫電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)代替燃機(jī)工作,這樣既保證了汽車(chē)正常行駛,又節(jié)省了大量的汽油,因此,混合動(dòng)力車(chē)相對(duì)傳統(tǒng)意義上的汽車(chē)具有更大的市場(chǎng)潛力,世界各國(guó)目前都在加緊這方面的研究。某些金屬具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力,在一定的溫度和壓力條件下,這些金屬能夠大量"吸收"氫氣,反應(yīng)生成金屬氫化物,同時(shí)放出熱量。其后,將這些金屬氫化物加熱,它們又會(huì)分解,將儲(chǔ)存在其中的氫釋放出來(lái)。這些會(huì)"吸收"氫氣的金屬,稱(chēng)為儲(chǔ)氫合金。儲(chǔ)氫合金的儲(chǔ)氫能力很強(qiáng)。單位體積儲(chǔ)氫的密度,是相同溫度、壓力條件下氣態(tài)氫的1000倍,也即相當(dāng)于儲(chǔ)存了1000個(gè)大氣壓的高壓氫氣。還有世界新開(kāi)發(fā)的各種新型電池,給大家做個(gè)介紹,大家對(duì)比一下：當(dāng)前研究開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池主要包括鉛酸電池、鎳金屬電池、鋰離子蓄電池、高溫鈉電池、金屬空氣電池、超級(jí)電容、飛輪電池以及具有更好發(fā)展遠(yuǎn)景的燃料電池和太陽(yáng)能電池。1、鉛酸電池鉛酸電池已有100多年的歷史,廣泛用作燃機(jī)汽車(chē)的起動(dòng)動(dòng)力源,它也是成熟的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池。鉛酸電池正負(fù)電極分別為二氧化鉛和鉛,電解液為硫酸。鉛酸電池又可以分為兩類(lèi),即注水式鉛酸電池和閥控式鉛酸電池。前者價(jià)廉,但需要經(jīng)常維護(hù),補(bǔ)充電解液；后者通過(guò)安全控制閥自動(dòng)調(diào)節(jié)密封電池體在充電或工作異常時(shí)產(chǎn)生的多余氣體,免維護(hù),更符合電動(dòng)汽車(chē)的要求?？傮w上說(shuō),鉛酸電池具有可靠性好、原材料易得、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),比功率也基本上能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性要求。但它有兩大缺點(diǎn)；一是比能量低,所占的質(zhì)量和體積太大,且一次充電行駛里程較短；另一個(gè)是使用壽命短,使用成本過(guò)高。由于鉛酸電池的技術(shù)比較成熟,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)后的鉛酸電池仍將是近期電動(dòng)汽車(chē)的主要電源,正在開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)用先進(jìn)鉛酸電池主要有以下幾種：水平鉛酸電池、雙極密封鉛酸電池、卷式電極鉛酸電池等。2、鎳金屬電池目前在電動(dòng)汽車(chē)上使用的鎳金屬電池主要有鎘鎳電池和氫鎳電池兩種。鎘鎳電池和鉛酸電池相比,能夠達(dá)到比能量55Wh/kg,比功率200W/kg,循環(huán)壽命2000次,而且可以快速充電,雖說(shuō)其價(jià)格為鉛酸蓄電池的4～5倍,但由于其在比能量和使用壽命方面的優(yōu)勢(shì),因此其長(zhǎng)期的實(shí)際使用成本并不高。但由于其含有重金屬鎘,在使用中不注意回收的話(huà),就會(huì)形成環(huán)境污染,目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家都已限制發(fā)展和使用鎘鎳電池。而氫鎳電池則是一種綠色鎳金屬電池,它的正負(fù)極分別為鎳氫氧化物和儲(chǔ)氫合金材料,不存在重金屬污染問(wèn)題,且其在工作過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)電解液增減現(xiàn)象,電池可以實(shí)現(xiàn)密封設(shè)計(jì)。鎳氫電池在比能量、比功率及循環(huán)壽命等方面都比鎘鎳電池有所提高,使用氫鎳電池的電動(dòng)汽車(chē)一次充電后的續(xù)駛里程曾經(jīng)達(dá)到過(guò)600公里,目前在歐美已實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)和使用。氫鎳電池就其工作原理和特點(diǎn)是適合電動(dòng)汽車(chē)使用的,它已被列為近期和中期電動(dòng)汽車(chē)用首選動(dòng)力電池,但其還存在價(jià)格太高,均勻性較差〔特別是在高速率、深放電下電池之間的容量和電壓差較大,自放電率較高,性能水平和現(xiàn)實(shí)要求還有差距等問(wèn)題,這些問(wèn)題都影響著氫鎳電池在電動(dòng)汽車(chē)上的廣泛使用。3、鋰離子蓄電池鋰離子蓄電池是90年代發(fā)展起來(lái)的高容量可充電電池,能夠比氫鎳電池存儲(chǔ)更多的能量,比能量大,循環(huán)壽命長(zhǎng),自放電率小,無(wú)記憶效應(yīng)和環(huán)境污染,是當(dāng)今各國(guó)能量存儲(chǔ)技術(shù)研究的熱點(diǎn),主要集中在大容量、長(zhǎng)壽命和安全性三個(gè)方面的研究。鋰離子蓄電池中,鋰離子在正負(fù)極材料晶格中可以自由擴(kuò)散,當(dāng)電池充電時(shí),鋰離子從正極中脫出,嵌入到負(fù)極中,反之為放電狀態(tài),即在電池充放電循環(huán)過(guò)程中,借助于電解液,鋰離子在電池的兩極間往復(fù)運(yùn)動(dòng)以傳遞電能。鋰離子蓄電池的電極為鋰金屬氧化物和儲(chǔ)鋰碳材料,根據(jù)電解質(zhì)的不同,鋰離子蓄電池一般可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種。4、高溫鈉電池高溫鈉電池主要包括鈉氯化鎳電池〔NaNiCl2和鈉硫蓄電池兩種。鈉氯化鎳電池是1978年發(fā)明的,其正極是固態(tài)NiCl2,負(fù)極為液態(tài)Na,電解質(zhì)為固態(tài)β-Al2O2瓷,充放電時(shí)鈉離子通過(guò)瓷電解質(zhì)在正負(fù)電極之間漂移。鈉氯化鎳電池是一種新型高能電池,它具有比能量高〔超過(guò)100Wh/kg,無(wú)自放電效應(yīng),耐過(guò)充、過(guò)放電,可快速充電,安全可靠等優(yōu)點(diǎn),但是其工作溫度高〔250-350℃,而且阻與工作溫度、電流和充電狀態(tài)有關(guān),因此需要有加熱和冷卻管理系統(tǒng)。而鈉硫蓄電池也是近期普遍看好的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池,它已被美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合體<USABC>列為中期發(fā)展的電動(dòng)汽車(chē)蓄電池,鈉硫蓄電池具有高的比能量,但它的峰值功率較低,而且這種電池的工作溫度近似300℃,熔融的鈉和硫有潛在的毒性,腐蝕也限制了電池的可靠性和壽命。5、鋅空氣電池〔Zinc-air鋅空氣電池是一種機(jī)械更換離車(chē)充電方式的高能電池,正極為Zinc,負(fù)極為Carbon〔吸收空氣中的氧氣,電解液為KOH。鋅空氣電池具有高比能量〔200Wh/kg,免維護(hù)、耐惡劣工作環(huán)境,清潔安全可靠等優(yōu)點(diǎn),但是其具有比功率較小〔90W/kg,不能存儲(chǔ)再生制動(dòng)的能量,壽命較短,不能輸出大電流及難以充電等缺點(diǎn)。一般為了彌補(bǔ)它的不足,使用鋅空氣電池的電動(dòng)汽車(chē)還會(huì)裝有其它電池〔如鎳鎘蓄電池以幫助起動(dòng)和加速。6、超級(jí)電容超級(jí)電容是為了滿(mǎn)足混合電動(dòng)汽車(chē)能量和功率實(shí)時(shí)變化要求而提出的一種能量存儲(chǔ)裝置,它是一種電化學(xué)電容,兼具電池和傳統(tǒng)物理電容的優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容往往和其它蓄電池聯(lián)合應(yīng)用作為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電源,可以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)對(duì)功率的要求而不降低蓄電池的性能,超級(jí)電容的使用,將減少汽車(chē)對(duì)蓄電池大電流放電的要求,達(dá)到減少蓄電池體積和延長(zhǎng)蓄電池壽命的目的。開(kāi)發(fā)高比能量、高比功率、長(zhǎng)壽命、高效率和低成本的超級(jí)電容,可以提高商業(yè)化電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性〔特別是加速能力、經(jīng)濟(jì)性和續(xù)駛里程。根據(jù)電極材料的不同,超級(jí)電容可分為碳類(lèi)超級(jí)電容〔雙電層電化學(xué)電容和金屬氧化物超級(jí)電容兩類(lèi)。7、飛輪電池飛輪電池是90年代才提出的新概念電池,它突破了化學(xué)電池的局限,用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。飛輪電池是一種以動(dòng)能方式存儲(chǔ)能量的機(jī)械電池,它由電動(dòng)/發(fā)電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換、電子控制、飛輪、磁浮軸承和真空殼體等部分組成,具有高功率比、高能量比、高效率、長(zhǎng)壽命和環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)。飛輪電池中的電機(jī),在充電時(shí)該電機(jī)以電動(dòng)機(jī)形式運(yùn)轉(zhuǎn),在外電源的驅(qū)動(dòng)下,電機(jī)帶動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)〔可達(dá)到200000rpm,即用電給飛輪電池"充電"增加了飛輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩龃笃鋭?dòng)能；放電時(shí),電機(jī)則以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn),在飛輪的帶動(dòng)下對(duì)外輸出電能,完成機(jī)械能<動(dòng)能>到電能的轉(zhuǎn)換。要開(kāi)發(fā)適合電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用性飛輪8、燃料電池燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,它的基本化學(xué)原理是水電解反應(yīng)的逆過(guò)程,即氫氧反應(yīng)產(chǎn)生電、水和熱。它不需要燃燒、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件、無(wú)噪聲、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、可靠性高、維護(hù)性能好,實(shí)際效率能達(dá)到普通燃機(jī)的2至3倍,加之其最終產(chǎn)物又是水,真正達(dá)到清潔、可再生、無(wú)排放的要求,是21世紀(jì)的首選能源。而且,燃料電池也不需要像其它電池那樣進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的充電,它只需要像給汽車(chē)加油一樣補(bǔ)充燃料即可。據(jù)美國(guó)ABI調(diào)查公司預(yù)測(cè),20XX全球燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)量將達(dá)到240萬(wàn)輛,占世界汽車(chē)總產(chǎn)量的4.3％,日本政府也計(jì)劃在十年普及燃料電池。20XX12月,日本豐田公司已向日本政府交付了第一批商用燃料電池電動(dòng)汽車(chē)。燃料電池由正負(fù)電極、催化層和電解質(zhì)構(gòu)成,根據(jù)電解質(zhì)的不同,燃料電池可分為磷酸型、質(zhì)子交換膜型、堿性型、熔融碳酸鹽型和固體氧化物型等幾種,目前只有質(zhì)子交換膜型燃料電池最適合電動(dòng)汽車(chē)使用,我國(guó)研制成功的"中國(guó)氫動(dòng)力首號(hào)車(chē)"使用的就是質(zhì)子交換膜型燃料電池。一套較完整的燃料電池系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：燃料處理部分、燃料電池、直流交流轉(zhuǎn)換器和熱能管理部分。9、太陽(yáng)能電池太陽(yáng)能電池是一種把光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置,太陽(yáng)能已廣泛用于照明、家用電器、發(fā)電、交通信號(hào)、地質(zhì)、航天等領(lǐng)域。目前,部分機(jī)構(gòu)也已研制出了使用太陽(yáng)能電池的電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē),但是由于太陽(yáng)能電池還存在光電轉(zhuǎn)換效率不高、價(jià)格太高、電池系統(tǒng)配置較復(fù)雜等問(wèn)題,近期只能作為電動(dòng)汽車(chē)的補(bǔ)充電源,還不能大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用,但太陽(yáng)能作為最清潔的、取之不盡用之不竭的能源,對(duì)它的研究和應(yīng)用必將會(huì)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。第四章鋰離子電池鋰離子電池原理結(jié)構(gòu)采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。它是現(xiàn)代高性能電池的代表。名詞簡(jiǎn)介鋰離子電池是一種充電電池,它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰離子電池容易與下面兩種電池混淆：〔1鋰電池：存在鋰單質(zhì)。〔2鋰離子聚合物電池：用多聚物取代液態(tài)有機(jī)溶劑。鋰電池早期的鋰電池鋰離子電池<Li-ionBatteries>是鋰電池發(fā)展而來(lái)。所以在介紹Li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來(lái)講,以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負(fù)極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓,不需充電.這種電池也可以充電,但循環(huán)性能不好,在充放電循環(huán)過(guò)程中,容易形成鋰枝晶,造成電池部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。鋰離子電池：炭材料鋰電池后來(lái),日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極的鋰電池,在充放電過(guò)程中,沒(méi)有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)〔即我們使用電池的過(guò)程,嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?；卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。Li-ionBatteries：搖椅式電池我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。在Li-ion的充放電過(guò)程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Li-ionBatteries就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象運(yùn)動(dòng)員一樣在搖椅來(lái)回奔跑。所以L(fǎng)i-ionBatteries又叫搖椅式電池。發(fā)展歷史1970年代?？松腗.S.Whittingham采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料,金屬鋰作為負(fù)極材料,制成首個(gè)鋰電池。1982年伊利諾伊理工大學(xué)<theIllinoisInstituteofTechnology>的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性,此過(guò)程是快速的,并且可逆。與此同時(shí),采用金屬鋰制成的鋰電池,其安全隱患備受關(guān)注,因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個(gè)可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料,具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高,且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,即使出現(xiàn)短路、過(guò)充電,也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。1989年,A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。1991年索尼公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池。隨后,鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。此類(lèi)以鈷酸鋰作為正極材料的電池,至今仍是便攜電子器件的主要電源。1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵<LiFePO4>,比傳統(tǒng)的正極材料更具安全性,尤其耐高溫,耐過(guò)充電性能遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)鋰離子電池材料。因此已成為當(dāng)前主流的大電流放電的動(dòng)力鋰電池的正極材料。組成部分鋼殼/鋁殼/圓柱/軟包裝系列：〔1正極——活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰,現(xiàn)在又出現(xiàn)了鎳鈷錳酸鋰材料,電動(dòng)自行車(chē)則用磷酸鐵鋰,導(dǎo)電集流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔〔2隔膜——一種特殊的復(fù)合膜,可以讓離子通過(guò),但卻是電子的絕緣體〔3負(fù)極——活性物質(zhì)為石墨,或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳,導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔〔4有機(jī)電解液——溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類(lèi)溶劑,聚合物的則使用凝膠狀電解液〔5電池外殼——分為鋼殼〔現(xiàn)在方型很少使用、鋁殼、鍍鎳鐵殼〔圓柱電池使用、鋁塑膜〔軟包裝等,還有電池的蓋帽,也是電池的正負(fù)極引出端原理解構(gòu)鋰系電池概述筆記本電腦鋰離子電池鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。目前手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池,通常人們俗稱(chēng)其為鋰電池,而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大,很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。作用機(jī)理鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極,沒(méi)有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱(chēng)。鋰離子電池的充放電過(guò)程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌〔習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負(fù)極用插入或脫插表示。在充放電過(guò)程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱(chēng)為"搖椅電池"。工作狀態(tài)和效率鋰離子電池能量密度大,平均輸出電壓高。自放電小,好的電池,每月在2%以下〔可恢復(fù)。沒(méi)有記憶效應(yīng)。工作溫度圍寬為-20℃～60℃。循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%,而且輸出功率大。使用壽命長(zhǎng)。不含有毒有害物質(zhì),被稱(chēng)為綠色電池。充電充電是電池重復(fù)使用的重要步驟,鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)階段：恒流快充階段和恒壓電流遞減階段。恒流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓,隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段,電壓不再升高以確保不會(huì)過(guò)充,電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到設(shè)定的值,而最終完成充電。電量統(tǒng)計(jì)芯片通過(guò)記錄放電曲線(xiàn)可以抽樣計(jì)算出電池的電量。鋰離子電池在多次使用后,放電曲線(xiàn)會(huì)發(fā)生改變,鋰離子電池雖然不存在記憶效應(yīng),但是充、放電不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響電池性能。充電注意事項(xiàng)鋰離子電池過(guò)度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過(guò)度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰離子無(wú)法插入；過(guò)度充電使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。充電量等于充電電流乘以充電時(shí)間,在充電控制電壓一定的情況下,充電電流越大〔充電速度越快,充電電量越小。電池充電速度過(guò)快和終止電壓控制點(diǎn)不當(dāng),同樣會(huì)造成電池容量不足,實(shí)際是電池的部分電極活性物質(zhì)沒(méi)有得到充分反應(yīng)就停止充電,這種充電不足的現(xiàn)象隨著循環(huán)次數(shù)的增加而加劇。放電第一次充放電,如果時(shí)間能較長(zhǎng)<一般3--4小時(shí)足夠>,那么可以使電極盡可能多的達(dá)到最高氧化態(tài)〔充足電,放電〔或使用時(shí)則強(qiáng)制放到規(guī)定的電壓、或直至自動(dòng)關(guān)機(jī),如此能激活電池使用容量。但在鋰離子電池的平常使用中,不需要如此操作,可以隨時(shí)根據(jù)需要充電,充電時(shí)既不必要一定充滿(mǎn)電為止,也不需要先放電。象首次充放電那樣的操作,只需要每隔3--4個(gè)月進(jìn)行連續(xù)的1--2次即可?；瘜W(xué)解析概述和所有化學(xué)電池一樣,鋰離子電池也由三個(gè)部分組成：正極、負(fù)極和電解質(zhì)。電極材料都是鋰離子可以嵌入<插入>/脫嵌<脫插>的。正極正極材料：如上文所述,可選的正極材料很多,目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照：正極材料平均輸出電壓能量密度LiCoO23.7V140mAh/gLiMn2O43.7V100mAh/gLiFePO43.2V130mAh/gLi2FePO4F3.6V115mAh/g正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入,充電時(shí)鋰離子脫嵌。充電時(shí)：LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi+xe放電時(shí)：Li1-xFePO4+xLi+xe→LiFePO4負(fù)極負(fù)極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫插,充電時(shí)鋰離子插入。充電時(shí)：xLi+xe+6C→LixC6放電時(shí)：LixC6→xLi+xe+6C電解質(zhì)溶液溶質(zhì)：常采用鋰鹽,如高氯酸鋰<LiClO4>、六氟磷酸鋰<LiPF6>、四氟硼酸鋰<LiBF4>。溶劑：由于電池的工作電壓遠(yuǎn)高于水的分解電壓,因此鋰離子電池常采用有機(jī)溶劑,如乙醚、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯等。有機(jī)溶劑常常在充電時(shí)破壞石墨的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致其剝脫,并在其表面形成固體電解質(zhì)膜<solidelectrolyteinterphase,SEI>導(dǎo)致電極鈍化。有機(jī)溶劑還帶來(lái)易燃、易爆等安全性問(wèn)題。主要種類(lèi)1.鋰－二氧化錳電池<Li--MnO2>鋰—二氧化錳電池鋰－二氧化錳電池是一種以鋰為陽(yáng)極〔負(fù)極、以二氧化錳為陰極〔正極,并采用有機(jī)電解液的一次性電池。該電池的主要特點(diǎn)是電池電壓高,額定電壓為3V<是一般堿性電池的2倍>；終止放電電壓為2V；比能量大<金屬鋰的理論克容量為3074mAh>；放電電壓穩(wěn)定可靠；有較好的儲(chǔ)存性能<儲(chǔ)存時(shí)間3年以上>、自放電率低<年自放電率≤10％>；工作溫度圍－20℃～＋60℃。該電池可以做成不同的外形以滿(mǎn)足不同要求,它有長(zhǎng)方形、圓柱形及紐扣形<扣式>。2.鋰—亞硫酰氯電池<Li--SOCl2>鋰—亞硫酰氯電池該類(lèi)電池的比能量是所有商業(yè)化電池中最高的,放電電壓特別平穩(wěn),一般用于不能經(jīng)常維護(hù)的電子設(shè)備、儀器上,應(yīng)用領(lǐng)域很窄。3.鋰離子電池<Li--ion>可充電鋰離子電池是目前手機(jī)、筆記本電腦等現(xiàn)代數(shù)碼產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的電池,但它較為"嬌氣",在使用中不可過(guò)充、過(guò)放<會(huì)損壞電池或使之報(bào)廢>。因此,在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高,要保證終止電壓精度在±1%之,目前各大半導(dǎo)體器件廠(chǎng)已開(kāi)發(fā)出多種鋰離子電池充電的IC,以保證安全、可靠、快速地充電?，F(xiàn)在手機(jī)已十分普遍,基本上都是使用鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對(duì)延長(zhǎng)電池壽命是十分重要的。它根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長(zhǎng)方形、圓柱形、長(zhǎng)方形及扣式,并且有由幾個(gè)電池串聯(lián)并聯(lián)在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定電壓,因?yàn)榻瓴牧系淖兓?一般為3.7V,磷酸鐵鋰〔以下稱(chēng)磷鐵正極的則為3.2V。充滿(mǎn)電時(shí)的終止充電電壓一般是4.2V,磷鐵3.65V。鋰離子電池的終止放電電壓為2.75V～3.0V<電池廠(chǎng)給出工作電壓圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同,一般為3.0V,磷鐵為2.5V>。低于2.5V〔磷鐵2.0V繼續(xù)放電稱(chēng)為過(guò)放,過(guò)放對(duì)電池會(huì)有損害。圓柱型鋰離子電池鈷酸鋰類(lèi)型材料為正極的鋰離子電池不適合用作大電流放電,過(guò)大電流放電時(shí)會(huì)降低放電時(shí)間<部會(huì)產(chǎn)生較高的溫度而損耗能量>,并可能發(fā)生危險(xiǎn)；但現(xiàn)在研發(fā)的磷酸鐵鋰正極材料鋰電池,可以以20C甚至更大〔C是電池的容量,如C=800mAh,1C充電率即充電電流為800mA的大電流進(jìn)行充放電,特別適合電動(dòng)車(chē)使用。因此電池生產(chǎn)工廠(chǎng)給出最大放電電流,在使用中應(yīng)小于最大放電電流。鋰離子電池對(duì)溫度有一定要求,工廠(chǎng)給出了充電溫度圍、放電溫度圍及保存溫度圍,過(guò)壓充電會(huì)造成鋰離子電池永久性損壞。鋰離子電池充電電流應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠(chǎng)的建議,并要求有限流電路以免發(fā)生過(guò)流<過(guò)熱>。一般常用的充電倍率為0.25C～1C。在大電流充電時(shí)往往要檢測(cè)電池溫度,以防止過(guò)熱損壞電池或產(chǎn)生爆炸。鋰離子電池充電分為兩個(gè)階段：先恒流充電,到接近終止電壓時(shí)改為恒壓充電。例一種800mAh容量的電池,其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA<充電率為1C>恒流充電,開(kāi)始時(shí)電池電壓以較大的斜率升壓,當(dāng)電池電壓接近4.2V時(shí),改成4.2V恒壓充電,電流漸降,電壓變化不大,到充電電流降為1/10-50C<各廠(chǎng)設(shè)定值不一,不影響使用>時(shí),認(rèn)為接近充滿(mǎn),可以終止充電<有的充電器到1/10C后啟動(dòng)定時(shí)器,過(guò)一定時(shí)間后結(jié)束充電>。鋰離子電池在充電或放電過(guò)程中若發(fā)生過(guò)充、過(guò)放或過(guò)流時(shí),會(huì)造成電池的損壞或降低使用壽命。主要優(yōu)點(diǎn)新型鋰離子電池1電壓高單體電池的工作電壓高達(dá)3.7-3.8V〔磷酸鐵鋰的是3.2V,是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍2比能量大目前能達(dá)到的實(shí)際比能量為555Wh/kg左右,即材料能達(dá)到150mAh/g以上的比容量〔3--4倍于Ni-Cd,2--3倍于Ni-MH,已接近于其理論值的約88%。3循環(huán)壽命長(zhǎng)一般均可達(dá)到500次以上,甚至1000次以上,磷酸鐵鋰的可以達(dá)到2000次以上。對(duì)于小電流放電的電器,電池的使用期限,將倍增電器的競(jìng)爭(zhēng)力。4安全性能好無(wú)公害,無(wú)記憶效應(yīng).作為L(zhǎng)i-ion前身的鋰電池,因金屬鋰易形成枝晶發(fā)生短路,縮減了其應(yīng)用領(lǐng)域：Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對(duì)環(huán)境有污染的元素：部分工藝〔如燒結(jié)式的Ni-Cd電池存在的一大弊病為"記憶效應(yīng)",嚴(yán)重束縛電池的使用,但Li-ion根本不存在這方面的問(wèn)題。5自放電小室溫下充滿(mǎn)電的Li-ion儲(chǔ)存1個(gè)月后的自放電率為2%左右,大大