鎳氫電池知識問答題及答案  

鎳氫電池知識問答題及答案

第一章．認(rèn)識電池

1.1

什么叫電池？

電池(Batteries)是一種能量轉(zhuǎn)化與儲存的裝置，它通過反應(yīng)將化學(xué)能或物理能轉(zhuǎn)化為電能。

1.2

一次電池與二次電池的有哪些異同點(diǎn)？

1.2.1.一次電池只能放電一次，二次電池可反復(fù)充放電循環(huán)使用；1.2.2.可充電電池在放電時(shí)電極體積和結(jié)構(gòu)之間發(fā)生可逆變化，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須調(diào)節(jié)這些變化，而一次電池內(nèi)部則簡單得多，因?yàn)樗恍枰{(diào)節(jié)這些可逆性變化；1.2.3．一次電池的質(zhì)量比容量和體積比容量均大于一般充電電池，但內(nèi)阻遠(yuǎn)比二次電池大，因此負(fù)載能力較低；1.2.4.一次電池的自放電遠(yuǎn)小于二次電池。

1.3

鎳氫電池的結(jié)構(gòu)組成及電化學(xué)原理是什么？

正極片（含活性物質(zhì)Ni(OH)2、導(dǎo)電劑、導(dǎo)電骨架泡沫鎳等）負(fù)極片（含活性物質(zhì)儲氫合金粉、導(dǎo)電骨架銅網(wǎng)）隔

膜（PP、PE）電解質(zhì)（KOH、NaOH、LiOH等）電池殼（低碳鋼質(zhì)）、蓋板（包括密封圈）鎳氫電池充電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)如下：Ni(OH)2–e+OH-→NiOOH+H2O負(fù)極反應(yīng)：M+H2O+e→MH+OH-放電時(shí)，正極：NiOOH+H2O+e→Ni(OH)2+OH-負(fù)極：MH+OH-→M+H2O+e過充電時(shí)：正極反應(yīng)為：4OH-→2H2O+O2+4e

負(fù)極反應(yīng)為：2H2O+O2+4e→4OH-過放電時(shí)：正極反應(yīng)為：2H2O+2e→H2+2OH-

負(fù)極反映為：H2+2OH-→2H2O+2e

環(huán)保電池：是指電池中不含汞、鎘危害環(huán)境的金屬成分，對人體無害，不污染環(huán)境

1.4什么是動(dòng)力型電池動(dòng)力行電池就是能夠?yàn)橐恍╇妱?dòng)工具提供動(dòng)力的電池，其特點(diǎn)是要求放電電流較大，想對于電池而言就是放電倍率較大，所以動(dòng)力型電池也可以稱之為高功率電池。動(dòng)力型電池的性能主要體現(xiàn)在其放電性能，主要考核指標(biāo)有：常規(guī)容量、高倍率放電容量、內(nèi)阻、電壓、高倍率放電平臺。

1.5什么是高溫電池

所謂高溫電池，就是在較高的環(huán)境溫度（一般為40℃以上）下進(jìn)行工作的電池。對于鎳氫電池而言，電池正常工作溫度為20±5℃，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，溫度越高，電池的充電效率越低。針對高溫環(huán)境下電池充電效率變低而設(shè)計(jì)的高溫電池有著高溫條件下充電效率較高的有點(diǎn)。這也是考核高溫電池優(yōu)劣的一個(gè)重要的指標(biāo)。

1.6什么是快充電池快充電池顧名思義就是充電速度較快。就是以較高倍率的電流對電池進(jìn)行充電，能夠在盡可能短的時(shí)間內(nèi)對電池進(jìn)行充電。我司快充電池有30分鐘快充和15分鐘快充。充電電流越大，充電效率越低。所以考核快充電池的一個(gè)很重要的指標(biāo)就是快速充電效率。另外，判斷快充電池的優(yōu)劣還要從內(nèi)阻、電壓、容量以及充電時(shí)電池殼體的溫度等多方面進(jìn)行判斷。

1.7鎳氫電池組的標(biāo)識和含義是什么？

標(biāo)識一般由五個(gè)部分組成：1、Ni-MH代表鎳氫電池2、電池型號分為A、AA、AAA、AAAA、SC、C、D等3、電池標(biāo)稱容量：例如

2200mAh4、H代表尖頭電池，L代表平頭電池，P代表可用于大電流放電電池，R代表快充電池5、代表組合電池組合方式：

例：H2*550AA1800

1.9

什么是電池的額定容量?

1.9.1.

指在一定放電條件下,電池放電至截止電壓時(shí)放出的電量。1.9..2.

IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎳氫電池在20±5℃環(huán)境下,以0.1C充電16小時(shí)后以0.2C放電至1.0V時(shí)所放出的電量為電池的額定容量,以C5表示;1.9.3.

比容量是指單位體積或重量的電池所給出的容量，稱之為重量比容量或體積比容量。

計(jì)算公式：C′=C/G（Ah.kg1）(讀“安時(shí)每公斤”)或C′=C/V（Ah.L1）(讀“安時(shí)每升”)1.9.4.

比能量是指單位體積或重量的電池所給出的能量，稱之為重量比能量或體積比能量。1.9.5.

比容量與比能量區(qū)別在于比能量引進(jìn)了電池的電壓的參考。鎳氫電池的比容量高于鋰離子電池，比能量低于鋰離子電池,是因?yàn)殒嚉潆姵氐碾妷簽?.2V而鋰離子電池的電壓為3.6V的緣故。1.9.6.

電池容量的單位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh).

注：容量的計(jì)算方法：C（容量）=I（電流）*T（時(shí)間）Ah（讀“安時(shí)”即“安培。小時(shí)”

mAh（讀“毫安時(shí)”）例如：一只50AA2000電池用1C放電54分鐘，放電容量：2000mA*54/60小時(shí)=1800mAh.

2.0

什么是電池的標(biāo)稱電壓、開路電壓、終止電壓和中點(diǎn)電壓？

2.1

電池的標(biāo)稱電壓:指的是在正常工作過程中表現(xiàn)出來的電壓,鎳氫電池標(biāo)稱電壓為1.2V，鋰電池標(biāo)稱電壓為3.6V。2.2

開路電壓：指在外電路斷開時(shí)，電池正負(fù)極端的電位差；2.3

終止電壓指電池在放電時(shí)，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓(其數(shù)值與放電電流有關(guān))。鎳氫電池0.2C、1C放電通常設(shè)定為1.0V；2C、3C放電通常設(shè)定為0.9V；5C放電通常設(shè)定為0.8V，電流越大，其值越低。2.4

中點(diǎn)電壓指放到50%容量時(shí)，電池的電壓主要用來衡量大電流放電系列電池高倍率放電能力，是電池的一個(gè)重要指標(biāo)；

2.1

電池的電壓、內(nèi)阻、電流單位電壓單位：V（伏）內(nèi)阻單位：mΩ（毫歐）電流單位：A（安培）

2.2

電池常見的充電方式有哪幾種?

2.2.1.

恒流充電：整個(gè)充電過程個(gè)中充電電流維持一定值不變,這種方法最常見。2.2.2.

恒壓充電：充電過程中充電電源兩端保持一恒定值，電路中的電流隨電池電壓升高而逐漸減小。2.2.3.

恒流恒壓充電：電池首先以恒流充電,當(dāng)電池電壓升高至一定值時(shí),電壓保持不變,電路中電流降低,最終趨于0。

。第二章.電池性能與測試2.0什么是化學(xué)電源?

將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置;與化學(xué)電源相對應(yīng)的是通常的交流電源,直流電源,即物理電源。物理電源通常不具有可移動(dòng)性，化學(xué)電源通常有可移動(dòng)性，因此化學(xué)電源能適應(yīng)現(xiàn)代社會高流動(dòng)性，便攜性的要求。鎳氫電池是一種化學(xué)電源，它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成正負(fù)極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中，當(dāng)連接在某一外部載體上時(shí)，通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來提供電能。

2.1

化學(xué)電源的分類及比較：

種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)用途鉛酸蓄電池廉價(jià)、大功率放電、浮充性能好、低溫放電性好污染環(huán)境、比容量和比能量小、不便攜帶汽車、摩托車充電電瓶及UPS后備電源鎳鎘充電電池大功率放電穩(wěn)定、價(jià)格比較便宜污染環(huán)境、對人體有害、具有記憶效應(yīng)、比容量低于鎳氫電池電動(dòng)工具及少數(shù)電動(dòng)玩具、隨身聽鎳氫充電電池比容量高、高低溫性能好、無記憶效應(yīng)、大功率放電好、無污染、安全性高比能量低于鋰離子電池，價(jià)格高于鎳鎘電池電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)滑板、無繩電話、隨身聽、后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源鋰離子電池比能量高、小巧、重量輕、無污染、無記憶效應(yīng)安全性能差、大功率放電較差、價(jià)格貴手機(jī)、手提電腦鋰聚合物電池安全性能好、比能量高、可做成任意形狀、無污染、無記憶效應(yīng)大功率放電較差、技術(shù)不夠成熟、價(jià)格貴手機(jī)、磁卡內(nèi)置電源

2.2鋰離子電池的電化學(xué)原理是什么？

鋰離子電池正極主要成分為LiCoO2負(fù)極主要為C充電時(shí)正極反應(yīng)：LiCoO2Li1-xCoO2+xLi++xe-負(fù)極反應(yīng)：C+xLi++xe-CLix電池總反應(yīng)：LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix放電時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)的逆反應(yīng)。

2.3

IEC規(guī)定的可充電電池的標(biāo)識方法是什么？

根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)鎳氫電池的標(biāo)識由5部分組成1.電池種類KR標(biāo)識鎳鎘電池，HF表示鎳氫電池，HR表示型鎳氫電池2.電池尺寸資料包括圓形電池的直徑高度，方型電池的高度寬度厚度，數(shù)值之間用斜杠隔開，單位mm3.放電特性符號L表示適宜放電電流倍率在0.5C以內(nèi)

M表示適宜放電電流倍率在0.5-3.5C以內(nèi)

H表示適宜放電電流倍率在3.5-7.0C以內(nèi)

X表示電池能在7C-15C高倍率的放電電流下工作4.高溫電池符號用T表示5.電池連接片表示CF代表無連接片，HH表示電池拉狀串聯(lián)連接片用的連接片，HB表示電池帶并排串聯(lián)連接用連接片

例如HF18/07/49表示方形鎳氫電池寬為18mm,厚度為7mm高度為49mm

KRMT33/62HH表示鎳鎘電池放電倍率在0.5C-3.5之間高溫系列單體電池?zé)o連接片直徑33mm高度為62mm

2.4

二次電池性能主要包括哪些方面?

主要包括電壓、內(nèi)阻、容量、內(nèi)壓、自放電率、循環(huán)壽命、密封性能、安全性能、儲存性能、外觀等，其它還有過充、過放、可焊性等。

2.5

電池的可靠性測試項(xiàng)目有哪些？

1.循環(huán)壽命

2.不同倍率放電特性3.不同溫度放電特性

4.充電特性5.自放電特性

6.不同溫度自放電特性7.存貯特性

8.過放電特性9.不同溫度內(nèi)阻特性

10.高溫測試11.溫度循環(huán)測試

12.跌落測試13.振動(dòng)測試

14.容量分布測試

2.6

電池的安全性測試項(xiàng)目有哪些?

1.內(nèi)部短路測試

2.持續(xù)充電測試3.過充電

4.大電流充電5.強(qiáng)迫放電

6.墜落測試7.從高處墜落測試

8.穿透實(shí)驗(yàn)9.平面壓碎實(shí)驗(yàn)

10.切割實(shí)驗(yàn)11.低氣壓內(nèi)擱置測試

12.熱虐實(shí)驗(yàn)13.浸水實(shí)驗(yàn)

14.灼燒實(shí)驗(yàn)15.高壓實(shí)驗(yàn)

16.烘烤實(shí)驗(yàn)17.電子爐實(shí)驗(yàn)

2.7

什么是放電平臺？

鎳氫充電電池的放電平臺通常是指電池在一定的放電制度下放電時(shí)，電池的工作電壓比較平穩(wěn)的電壓范圍，其數(shù)值與放電電流有關(guān)，電流越大，其數(shù)值就越低。

2.8

什么是電池的標(biāo)準(zhǔn)充放電？

IEC國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)充放電為：首先將電池以0.2C放電至1.0V/支，然后以0.1C充電16小時(shí)，擱置1小時(shí)后，以0.2C放至1.0V/支，即為對電池標(biāo)準(zhǔn)充放電。也就是說，可以最大限度地利用和不損害電池。

2.9

什么是充電效率？

指電池在一定放電條件下放至某一截止電壓時(shí)放出的容量與輸入的電池容量的比值;它可按照以下公式計(jì)算：

充電效率=（放電電流*放電至截止電壓的時(shí)間/充電電流*充電時(shí)間）*100%

2.10

什么是電池的功率輸出？

電池的功率輸出指在單位時(shí)間里輸出功率的能力，它是根據(jù)放電電流I和放電電壓來計(jì)算的

P=U*I單位為瓦特，電池的內(nèi)阻越小，輸出功率越高。電池的內(nèi)阻應(yīng)小于用電器的內(nèi)阻，否則電池本身消耗的功率還要大于用電器消耗的功率，這是不經(jīng)濟(jì)的，而且可能損壞電池，在額定電壓條件下電池的輸出功率隨電極表面積的增大工作溫度的上升而上升，反之亦然。

2.11

什么是二次電池的自放電？不同類型電池的自放電率是多少？

2.12.1

自放電表征的是電池在一定環(huán)境下擱置一段時(shí)間后電量損失的量所占擱置前電量的百分比.與之相對應(yīng)的是荷電保持能力.荷電保持能力表征的是電池在一定環(huán)境下擱置一段時(shí)間后電量的保留量所占擱置前容量的百分比.2.12.2

一般而言，自放電主要受制造工藝，材料，儲存條件的影響自放電是衡量電池性能的主要參數(shù)之一。鎳氫電池的自放電通常原因是因?yàn)樨?fù)極金屬氫化物中的氫與貯氫合金分離，從負(fù)極中逸出，轉(zhuǎn)移到正極表面，把NiOOH還原成Ni(OH)2，造成電量的損失。2.12.3

一般而言，電池儲存溫度越低，自放電率也越低，但也應(yīng)注意溫度過低或過高均有可能造成電池?fù)p壞無法使用，常規(guī)電池要求儲存溫度范圍為-20~45℃。電池充滿電開路擱置一段時(shí)間后，一定程度的自放電屬于正常現(xiàn)象。另外，通常高功率電池自放電大，隔膜的特性也會影響電池的自放電。

2.12.4

IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎳氫電池充滿電后，在溫度為20±5℃濕度為65±20%條件下，開路擱置28天，0.2C放電時(shí)間分別達(dá)3小時(shí)15分即為達(dá)標(biāo)。（即鎳氫電池的自放電率為30%/每月）

2.12

什么是24小時(shí)自放電測試？

鎳氫電池的自放電測試為:由于標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試時(shí)間太長,一般采用24小時(shí)自放電來快速測試其荷電保持能力,將電池以0.2C放電至1.0V，1C充電80分鐘,擱置15分鐘后,以1C放電至1.0V測其放電容量C1,再將電池以1C充電80分鐘,擱置24小時(shí)后測1C容量C2,C1C2/C1*100%應(yīng)小于15%.

2.13

什么是電池的內(nèi)阻?

2.14.1.電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí),電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力,包括歐姆內(nèi)阻和電化學(xué)極化內(nèi)阻和離子遷移內(nèi)阻等等的總稱。2.14.2.歐姆內(nèi)阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān)。2.14.3.電化學(xué)極化電阻和離子遷移極化電阻是指電池的正極與負(fù)極在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)極化所引起的內(nèi)阻。2.14.4.就鎳氫充電電池來說：電池的內(nèi)阻一般隨容量的增大而減小，充電態(tài)比放電態(tài)小。

2.14

什么是鎳氫電池的循環(huán)壽命?

循環(huán)壽命是指電池的容量下降至某一規(guī)定數(shù)值(有效使用數(shù)值)之前，電池所經(jīng)歷的某一充放電制度下的充放電的次數(shù)。一般終止容量數(shù)值設(shè)定為額定容量的60%。影響因素有：電極上活性物質(zhì)脫落或轉(zhuǎn)移、隔膜的吸液能力、充電制度、電解液的加入量、電池材料的本身質(zhì)量好壞、電池的使用環(huán)境、保護(hù)措施等等。

2.15

什么是IEC標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命測試為:

電池以0.2C放至1.0V/支后：1、以0.1C充電16小時(shí),再以0.2C放電2小時(shí)30分(一個(gè)循環(huán))2、0.25C充電3小時(shí)10分,以0.25C放電2小時(shí)20分(2-48個(gè)循環(huán))3、0.25C充電3小時(shí)10分,以0.25C放至1.0V(第49循環(huán))4、0.1C充電16小時(shí),擱置1小時(shí),0.2C放電至1.0V(第50個(gè)循環(huán))對鎳氫電池重復(fù)1-4共400個(gè)循環(huán)后,其0.2C放電時(shí)間應(yīng)大于3小時(shí),同時(shí)也采用1C循環(huán)壽命測試方法：即額定放電后,將電池以1C充電80分鐘,采用-V=20mV/支控制充電終點(diǎn).1C放電至1.0V后反復(fù)循環(huán)500次后容量應(yīng)在初容量的60%以上。

2.16

什么是標(biāo)準(zhǔn)耐過充測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)耐過充測試為:將電池以0.2C放電至1.0V/支，以0.1C連續(xù)充電28天，電池應(yīng)無變形,漏液現(xiàn)象,且過充電后其0.2C放電至1.0V的時(shí)間應(yīng)大于5小時(shí).

2.17

什么是標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試為:電池以0.2C放至1.0/支,后以0.1C充電16小時(shí)，在溫度為20±5℃，濕度為65±20%條件下儲存28天后，再以0.2C放電至1.0V，鎳氫電池放電時(shí)間應(yīng)大于3小時(shí).

2.18

什么是電池的內(nèi)壓？電池正常內(nèi)壓一般為多少?

電池的內(nèi)壓是由于充放電過程中產(chǎn)生的氣體所形成的壓力.主要受電池材料制造工藝,結(jié)構(gòu)等使用過程因素影響.一般電池內(nèi)壓均維持在正常水平,在過充或過放情況下,電池內(nèi)壓有可能會升高:例如過充電正極:4OH--4e2H2O+O2產(chǎn)生的氧氣透過隔膜紙與負(fù)極氫氣復(fù)合。如果復(fù)合的速度低于反應(yīng)的速度,產(chǎn)生的氧氣來不及被消耗掉,就會造成電池內(nèi)壓升高.

2.19

什么是短路實(shí)驗(yàn)?

將充滿電的電池在防爆箱內(nèi)用一根導(dǎo)線連接正負(fù)極短路,電池不應(yīng)爆炸或起火.

2.20

什么是跌落測試?

將電池組充滿電后從三個(gè)不同方向于1m高處跌落于硬質(zhì)橡膠板上,每個(gè)方向做2次,電池組電性能應(yīng)正常,外包裝無破損.

2.21

什么是振動(dòng)實(shí)驗(yàn)?

鎳氫電池振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法為:電池以0.2C放電至1.0V后,0.1C充電16小時(shí),擱置24小時(shí)后按下述條件振動(dòng):振幅：4mm頻率：1000次，分X、Y、Z三個(gè)方向各振動(dòng)30分鐘.電池電壓變化應(yīng)在±0.02V之間，內(nèi)阻變化在±5mΩ以內(nèi)

2.22

什么是碰撞實(shí)驗(yàn)?

鎳氫電池碰撞實(shí)驗(yàn)方法為:電池以0.2C放電至1.0V后，在20±5℃環(huán)境下,以0.1C充電16小時(shí),安裝到碰撞測試臺上按如下條件測試:

峰值加速度為98m/S2(10g),相應(yīng)脈沖時(shí)間D為16m/s,相應(yīng)速度變化為1.00m/s，碰撞1000次.然后，電池應(yīng)在20±5℃下擱置1-4小時(shí)以0.2C放電至1.0V的放電時(shí)間應(yīng)不小于5小時(shí)

2.23

什么是撞擊實(shí)驗(yàn)?

電池充滿電后,將一個(gè)15.8mm直徑的硬質(zhì)棒橫放于電池上,用一個(gè)20磅的重物從610mm的高度掉下來砸在硬質(zhì)棒上,電池不應(yīng)爆炸起火或漏液.

2.24

什么是穿透實(shí)驗(yàn)?

電池充滿電后，用一個(gè)直徑為2.5mm-5mm的釘子穿過電池的中心，并把釘子留在電池內(nèi)，電池不應(yīng)爆炸起火。

2.25

什么是高溫加速實(shí)驗(yàn)？

由于標(biāo)準(zhǔn)荷電保持測試時(shí)間較長，對鎳氫電池一般采用高溫加速實(shí)驗(yàn)。將充滿電后的電池儲存在45℃環(huán)境中7天（等效于電池在常溫下擱置28天）在常溫下擱置1小時(shí)后，以0.2C放電至1.0V，要求放電時(shí)間大于3小時(shí)。

2.26

什么是溫升實(shí)驗(yàn)?

將電池充滿電后放進(jìn)烘箱,以每分鐘5℃的速度升高烘箱溫度，一直到烘箱溫度達(dá)150℃，并將150保持10分鐘，電池不應(yīng)爆炸或起火。

2.27

什么是高溫高濕測試？

鎳氫電池高溫高濕測試為：電池以0.2C放電至1.0V后，1C充電75分鐘后將其置與溫度66℃，85%濕度條件下儲存192小時(shí)（8天）于常溫常濕下擱置2小時(shí)，電池不應(yīng)變形或漏液，容量恢復(fù)應(yīng)在標(biāo)稱容量的80%以上。

2.28

什么是溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)？

溫度循環(huán)實(shí)驗(yàn)包含27個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)由以下步驟組成：1.電池從常溫轉(zhuǎn)為在66±3℃,濕度15±5%條件下放置1小時(shí)。2.轉(zhuǎn)為在溫度在33±3℃,濕度90±5%的條件下放置1小時(shí).3.條件轉(zhuǎn)為-40±3℃放置1小時(shí)4.電池在25℃擱置0.5小時(shí)此4步即完成一個(gè)循環(huán),經(jīng)過此27個(gè)循環(huán)實(shí)驗(yàn)后,電池應(yīng)該無漏液,爬堿,生銹,或其它異常情況出現(xiàn)。

2.29

什么是溫度震蕩實(shí)驗(yàn)？

該實(shí)驗(yàn)需要兩個(gè)恒溫箱，其中一個(gè)為66℃，一個(gè)為-40℃，每一個(gè)循環(huán)由下面步驟組成：電池在-40℃放置1小時(shí)后，在5秒內(nèi)轉(zhuǎn)移到66℃烘箱內(nèi)烘烤1小時(shí)，這個(gè)循環(huán)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該從低溫開始，然后在高溫結(jié)束，整個(gè)過程應(yīng)為24個(gè)循環(huán)，電池經(jīng)過此循環(huán)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該不會出現(xiàn)任何電性能問題。

2.30

什么是灼燒實(shí)驗(yàn)?

在防爆箱內(nèi),將充滿電的電池在藍(lán)色火焰上烘烤,電池安全閥應(yīng)在一段時(shí)間后開啟。

2.31

什么是電池的放電殘余容量?

當(dāng)對可充電電池用大電流（如1C或以上電流）放電時(shí)，由于電流過大使內(nèi)部擴(kuò)散速率存在的“瓶頸效應(yīng)”，致使電池在容量未能完全放出時(shí)已到達(dá)終點(diǎn)電壓（1.0V），再用小電流如0.2C還能繼續(xù)放電，直至1.0V/支時(shí)所放出的容量稱為殘余容量

2.32

電池的包裝材料有哪些?

1.不干介子紙如纖維紙雙面膠2.

PVC膜商標(biāo)管3.連接片（不銹鋼片、純鎳片、鍍鎳鋼片）4.引出片（不銹鋼片易于焊錫，純鎳片點(diǎn)焊牢）5.插頭類6.保護(hù)元器件類如溫控開關(guān)、過流保護(hù)器、熱電阻7.紙箱紙盒8.塑料殼類

2.33

電池包裝組合及設(shè)計(jì)的目的的是什么?

1.美觀品牌（印字商標(biāo)的設(shè)計(jì)）2.電池電壓的限制要獲得較高電壓需串聯(lián)多只電池3.保護(hù)電池防止短路延長電池使用壽命4.尺寸的限制5.便于運(yùn)輸如紙箱紙盒的設(shè)計(jì)等6.特殊功能的設(shè)計(jì)如防水特殊外型設(shè)計(jì)等

思考題:1、什么是化學(xué)電源?2、鎳氫電池的電化學(xué)原理是什么？3、鎳氫電池的標(biāo)識方法是怎樣的？4、Ni-MH電池的容量單位及計(jì)算方法？5、Ni-MH電池的標(biāo)稱電壓是多少？6、什么是放電平臺？7、什么是電池的內(nèi)阻？及分類？第三章.電池使用與問題分析

3.1

電池使用時(shí)有哪些注意事項(xiàng)？

1.

仔細(xì)閱讀電池說明書,使用所推薦的電池;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6.不要將電池短路7.不要加熱電池或?qū)㈦姵貋G入水中8.不要拆卸電池9.用電器使用后應(yīng)斷開開關(guān)10.應(yīng)當(dāng)從長期不使用的用電器具中取出電池11.電池應(yīng)保存在陰涼，干燥無陽光直射處

3.2

不同電池可以混用嗎?

答案：No!在日常使用過程中，如果將充電電池，堿性電池，碳心電池以上三種電池互相混用，可能會發(fā)生意外爆炸，因此應(yīng)嚴(yán)禁不同類型電池混用。

3.3

環(huán)境溫度對電池性能有何影響？

在所有的環(huán)境因素中，溫度對電池的充放電性能影響最大，在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟。如果溫度下降，電極的反應(yīng)率也下降，假設(shè)電池電壓保持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會下降。如果溫度上升則相反，即電池輸出功率會上升，溫度也影響電解液的傳送速度溫度上升則加快，傳送溫度下降，傳送減慢，電池充放電性能也會受到影響。但溫度太高，超過45℃，會破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡，導(dǎo)致副反應(yīng)。

鎳氫電池的放電效率在低溫會有顯著的降低（如低于-15℃），而在-20℃時(shí)，堿液達(dá)到起凝固點(diǎn)，電池充電速度也將大大降低。在低溫充電低于0℃會增大電池內(nèi)壓并可能時(shí)安全閥開啟。為了有效充電，環(huán)境溫度范圍應(yīng)在25℃左右，一般充電效率會隨溫度的升高而升高，但當(dāng)溫度升到45℃以上，高溫下充電電池材料的性能會退化，電池的循環(huán)壽命也將大大縮短。

3.4

什么是過充電對電池性能有何影響？

過充電是指電池經(jīng)一定充電過程充滿電后，再繼續(xù)充電的行為，對Ni-Cd電池，過充電產(chǎn)生如下反應(yīng)：

正極：4OH--4e→2H2O+O2↑負(fù)極：2Cd+O2→2CdO由于在設(shè)計(jì)時(shí)，負(fù)極容量比正極容量要高，因此，正極產(chǎn)生的氧氣透過隔膜紙與負(fù)極產(chǎn)生的氫氣復(fù)合。故一般情況下，電池的內(nèi)壓不會有明顯升高，但如果充電電流過大，或充電時(shí)間過長，產(chǎn)生的氧氣來不及被消耗，就可能造成內(nèi)壓升高，電池變形，漏液，等不良現(xiàn)象。同時(shí)，其電性能也會顯著降低。

3.5

什么是過放電？對電池性能有何影響？

電池放完內(nèi)部儲存的電量，電壓達(dá)到一定值后，繼續(xù)放電就會造成過放電，通常根據(jù)放電電流來確定放電截止電壓。0.2C放電一般設(shè)定1.0V/支,3C以上如5C或10C放電設(shè)定為0.8V/支,電池過放可能會給電池帶來災(zāi)難性的后果，特別是大電流過放，或反復(fù)過放對電池影響更大。一般而言，過放電會使電池內(nèi)壓升高，正負(fù)極活性物質(zhì)可逆性受到破壞，即使重新給電池進(jìn)行活化，活性物質(zhì)也只能恢復(fù)部分，容量有明顯衰減。

3.6

電池電池組放電時(shí)間短的可能原因有哪些？

1.電池未被充滿電,如充電時(shí)間不夠,充電效率較低等2.放電電流過大,致使放電效率降低從而使放電時(shí)間縮短3.電池放電時(shí)環(huán)境溫度過低,放電效率下降4.電池本身有微短路、低壓問題

3.7

電池使用壽命短的可能原因是什么?

1.充電器或充電電路與電池類型不匹配2.過充,過放3.電池類型與用電器要求不一致

3.8

不同容量的電池組合在一起使用會出現(xiàn)什么問題?

如果將不同容量或新舊電池混在一起使用,有可能出現(xiàn)漏液,零電壓等現(xiàn)象。這是由于充電過程中，容量差異導(dǎo)致充電時(shí)有些電池被過充，有些電池未充滿電，放電時(shí)有容量高的電池未放完電，而容量低的則被過放。如此惡性循環(huán)，電池受到損害而漏液或低（零）電壓。

3.9

電池使用完后或長期不使用是否可以保存在用電器內(nèi)？

如果用電器較長時(shí)期內(nèi)不再使用，最好將電池取出并放于低溫，干燥的地方，如果不這樣，即使用電器被關(guān)掉，系統(tǒng)仍會使電池有一個(gè)小電流輸出導(dǎo)致電池過放，這會縮短電池的使用壽命。

3.10

電池儲存在什么樣的條件較好？

根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電池應(yīng)在溫度為20±5℃，濕度為（65±20）%的條件下儲存。一般而言，電池儲存溫度越高，電池自放電率越高，容量的剩余率越低。反之，也是一樣。冰箱溫度在0-10℃時(shí)是儲存電池的最好地方。尤其時(shí)對一次電池，而二次電池即使儲存后損失了部分容量，但只要重新充放電幾次既可恢復(fù)。

3.11

電池能儲存多久？

就理論上講，電池儲存時(shí)總有能量損失。電池本身固有的電化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了電池容量不可避免地要損失，主要是由于自放電造成的。通常自放電大小與正極材料在電解液中的溶解性和它受熱后的不穩(wěn)定性（易自我分解）有關(guān)。可充電電池的自放電遠(yuǎn)比一次電池高。而且電池類型不同，電池每月的自放電率也不一樣。一般在10-35%變動(dòng)。一次電池的自放電明顯要低得多，在室溫下每年不超過2%，儲存過程中與自放電伴隨的是電池內(nèi)阻上升，這會造成電池負(fù)荷力的降低，而在放電電流較大的情況下，能量的損失變化非常明顯下表列出了正常儲存條件下自放電的近似值：堿錳MnO2/Zn圓形電池2%，鋅碳MnO2/Zn圓形電池4%，鋰離子鋰MnO2圓形電池和紐扣電池約1%，鎳鎘/鎳氫電池35%

3.12

什么是外短路對電池性能有何影響？

電池外兩端連接在任何導(dǎo)體上都會造成外部短路。電池類型不同，短路帶來的嚴(yán)重程度不同。如：電解液溫度升，內(nèi)部氣壓升高，等氣壓值如果超過電池蓋帽耐壓值，電池將漏液。這種情況嚴(yán)重?fù)p壞電池。如果安全閥失效，甚至?xí)鸨?。因此切勿將電池外部短路?/p>

3.13

什么是記憶效應(yīng)怎樣消除記憶效應(yīng)？

記憶效應(yīng)是針對鎳鎘電池而言的，由于傳統(tǒng)工藝中負(fù)極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時(shí)形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點(diǎn)，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變得更低。

要消除這種效應(yīng)，有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。

3.14

電池出現(xiàn)零電壓或低電壓的可能原因是什么？

1.電池遭受外部短路或過充,反充(強(qiáng)制過放)2.電池受高倍率大電流連續(xù)過充,導(dǎo)致電池極芯膨脹,正極直接接觸短路。3.電池內(nèi)部短路，或微短路，如：正負(fù)極片有毛刺穿透隔膜紙接觸短路，正負(fù)極片放置不當(dāng)，造成極片接觸短路，或正

極片接觸鋼殼短路，負(fù)極掉料進(jìn)隔膜紙，隔膜紙本身有缺陷，正極極耳接觸負(fù)極片短路。

3.15

電池組零電壓或低電壓的可能原因有哪些？

1.是否單支電池零電壓2.插頭短路,斷路,與插頭連接不好3.引線與電池脫焊,虛焊4.電池內(nèi)部連接錯(cuò)誤,連接片與電池之間漏焊,虛焊,脫焊等5.電池內(nèi)部電子組件連接不正確,損壞

3.16

電池電池組充不進(jìn)電的可能原因是什么?

1.電池零電壓或電池組中有零電壓電池2.電池組連接錯(cuò)誤,內(nèi)部電子組件,保護(hù)電路出現(xiàn)異常3.充電設(shè)備故障,無輸出電流;4.外部因素導(dǎo)致充電效率太低(如極低或極高溫度)

3.17

電池電池組無法放電的可能原因是什么?

1.電池經(jīng)儲存,使用后,壽命衰減;2.充電不足或未充電;3.環(huán)境溫度過低;4.放電效率較低,如大電流放電時(shí)普通電池由于內(nèi)部物質(zhì)擴(kuò)散速度跟不上反應(yīng)速度,造成電壓急劇下降而無法放

3.18

什么是電池的爆炸？怎樣預(yù)防電池爆炸?

電池內(nèi)的任何部分的固態(tài)物質(zhì)瞬間排出，被推至離電池25cm以上的距離，稱為爆炸。判別電池爆炸與否，采用下述條件實(shí)驗(yàn)：將一網(wǎng)罩住實(shí)驗(yàn)電池，電池居于正中，距網(wǎng)罩任何一邊為25cm。網(wǎng)的密度為6-7根/cm，網(wǎng)線采用直徑為0.25mm的軟鋁線，如果實(shí)驗(yàn)無固體部分通過網(wǎng)罩，證明該電池未發(fā)生爆炸。

3.19

電池充滿電時(shí)溫度為什么會急升電壓為什么會突降？

當(dāng)電池充滿電后再繼續(xù)充電屬于過充，由于正極Ni(OH)2已基本全部轉(zhuǎn)化為NiOOH，電池電位在此一溫度達(dá)到平衡值（最大值），此時(shí)外部的恒定電流過充使OH-氧化而產(chǎn)生氧氣。

化學(xué)反應(yīng)：4OH--eO2+2H2O+熱量

生產(chǎn)的氧氣透過隔膜紙與負(fù)極產(chǎn)生的氫氣復(fù)合：

該化合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量很多，是導(dǎo)致電池整個(gè)體系溫度升高。故此時(shí)溫度存在急劇上升的現(xiàn)象。而由于溫度越高，電池平衡電位越低，故溫升必然導(dǎo)致電池平衡電位下降，故此時(shí)電池電壓存在突降現(xiàn)象。

3.20

電池鼓底凸肚甚至漏液的可能原因是什么？

1.電池被過充,特別是高倍率大電流連續(xù)過充;2.電池被強(qiáng)制過放

思考題:1、Ni-MH電池的適宜的存放環(huán)境溫度是多少？2、什么是過放電，對電池的影響？3、什么是短路？4、不同類型的電池可以混合使用嗎？為什么？

第四章.電池的類型與應(yīng)用

干

電

池

4.1

電池如何分類？鋰

電

池堿

錳

電

池

電

池

一

次性電池鉛

酸

電

池

化學(xué)電池二次電池

鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池其它類型電池

燃料電池

物理電池

太陽能電池

4.2

未來電池的發(fā)展趨勢怎樣？

在未來幾年內(nèi)，可充電電池將占據(jù)更大的市場份額，而一次電池的市場份額將越來越小，便攜式攝像機(jī)，移動(dòng)和無繩電話，筆記本計(jì)算機(jī)和多媒體設(shè)備等的普及將需要越來越多的充電電池。而充電電池正向環(huán)保，輕薄，小能量，密度更高，等方向發(fā)展。

4.3

可充電電池的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

可充電電池的優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長，它們可充放電1000多次，即使價(jià)格比一次電池要貴，但從長期使用的觀點(diǎn)來看，則很經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且可充電電池的負(fù)荷力要比絕大部分一次電池高。但普通鎳鎘鎳氫電池放電電壓基本恒定,很難預(yù)測放電何時(shí)結(jié)束，所以在照相機(jī)使用中，一般不用這種電池，而鋰離子電池能給照相機(jī)設(shè)備提供較長的使用時(shí)間，高負(fù)荷力，高能量密度，且放電電壓的下降隨放電的深入而減弱。

4.4

鎳氫電池的優(yōu)勢是什么?

1.低成本

2.良好的快充性能3.循環(huán)壽命長

4.無記憶效應(yīng)5.無污染綠色電池

6.廣泛的溫度使用范圍7.安全性能好

4.5

什么是智能二次電池？

在智能電池中裝有一個(gè)芯片，不但為設(shè)備提供電源，也控制其主要功能，這種型號的電池能顯示殘余容量，已經(jīng)循環(huán)的次數(shù)，溫度等，但目前市場上還沒有智能電池出售，但將來回占據(jù)市場的主要地位----尤其是在便攜式攝像機(jī)，無繩電話，移動(dòng)電話，及筆記本計(jì)算機(jī)中。

4.6

什么是微電池或紐扣電池？

微電池紐扣電池是指那些直徑與高度相等或者更大的電池。目前的堿性紐扣電池的尺寸范圍規(guī)定：直徑4.8mm-11.4mm,高度10.5mm-5.4mm，其電壓依賴于不同的電化學(xué)分別為：1.2V,1.35V,1.4V,1.5V,1.55V.它們因?yàn)橥庥^相似而被稱為紐扣電池硬幣電池，同樣也屬于紐扣電池一族。

4.7

什么是太陽能電池太陽能電池的優(yōu)點(diǎn)是什么?

太陽能電池就是將光能（主要為太陽光）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。依據(jù)原理為光生伏打效應(yīng)即依據(jù)PN結(jié)的內(nèi)建電場使光生載流子分離達(dá)到結(jié)的兩邊而產(chǎn)生光電壓,連接到外電路則使得到功率輸出太陽能電池的功率與光照強(qiáng)度有關(guān)光照越強(qiáng)，則功率輸出越強(qiáng)。

太陽能系統(tǒng)易于安裝,易于擴(kuò)充,易于拆卸,等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)使用太陽能也很經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,在操作過程重沒有能量耗費(fèi)。另外此系統(tǒng)耐機(jī)械磨損，一個(gè)太陽能系統(tǒng)需要可靠的太陽能電池以便于接受和儲存太陽能。一般太陽能電池有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.高荷電吸收能力

2.循環(huán)使用壽命長

3.良好的可充性能

4.無需保養(yǎng)

4.8

什么是燃料電池?

燃料電池是一個(gè)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)系統(tǒng)。一般分為以下四種類型：質(zhì)子交換膜燃料電池，再生氫氧燃料電池，固體氧化物燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池。

4.9

什么是納米電池?

納米即10-9米,納米電池即用納米材料(如納米MnO2,LiMn2O4,Ni(OH)2等)制作的電池,納米材料具有特殊的微觀結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能(如量子尺寸效應(yīng),表面效應(yīng)和隧道量子效應(yīng)等。目前國內(nèi)技術(shù)成熟的納米電池是納米活性碳纖維電池。主要用于電動(dòng)汽車，電動(dòng)摩托，電動(dòng)助力車上。該種電池可充電循環(huán)1000次，連續(xù)使用達(dá)10年左右一次充電只需20分鐘左右，平路行程達(dá)400km，重量在128kg，已經(jīng)超越美日等國的電池汽車水平。它們生產(chǎn)的鎳氫電池充電約需6-8小時(shí)平路行程300km。

4.10

電池產(chǎn)品有哪些類型分別適合哪些應(yīng)用領(lǐng)域？

鎳鎘電池應(yīng)用范圍:無繩電話,電動(dòng)玩具,電動(dòng)工具,應(yīng)急燈,家用電器,儀表器械,電動(dòng)自行車.鎳氫電池應(yīng)用范圍:無繩電話,電動(dòng)玩具,電動(dòng)工具,應(yīng)急燈,家用電器,儀表器械,電動(dòng)自行車.鋰離子電池應(yīng)用范圍:移動(dòng)電話,筆記本電腦,多種移動(dòng)設(shè)備,小光碟播放機(jī),小型攝像機(jī),數(shù)碼相機(jī).

思考題:1、