充電電池專業(yè)術(shù)語知識(shí)
充電電池的種類
鎳鎘電池(Ni-Cd)
電壓:1.2V
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:鎳氫電池的電壓特性、溫度特性最為敏感,因此其充電器控制方建議選用帶有智能充電控制的充電方式。
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。但是不耐過充,如果過充會(huì)造成溫度過高而破壞結(jié)構(gòu)=>爆炸。
鋰聚合物電池(Li-polymer)
電壓:3.7V
使用壽命為:500次
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達(dá)10年,但體積和最量是最大的。
電池充電的名詞解釋
充電率(C-rate)
C是Capacity的第一個(gè)字母,用來表示電池充放電時(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。
終止電壓(Cut-off discharge voltage)
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。
開路電壓(Open circuit voltage OCV)
電池不放電時(shí),電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。
電池的開路電壓,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,起開路電壓都一樣的。
放電深度(Depth of discharge DOD)
在電池使用過程中,電池放出的容量占其額定容量的百分比,稱為放電深度。
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。
過放電(Over discharge)
電池若是在放電過程中,超過電池放電的終止電壓值,還繼續(xù)放電時(shí)就可能會(huì)造成電池內(nèi)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。
過充電(Over charge)
電池在充電時(shí),在達(dá)到充滿狀態(tài)后,若還繼續(xù)充電,可能導(dǎo)致電池內(nèi)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(Energy density)
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(Self discharge)
電池不管在有無被使用的狀態(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)月為單位來計(jì)算的話,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(Cycle life)
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)(Memory effect)
在電池充放電過程中,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。
充電電池的充放電的基本要求
新買的充電電池要充電8-12小時(shí)?
不論任何電池都有自我放電的特性,所以當(dāng)新充電電池到你手中時(shí),這中間可能充電電池已經(jīng)經(jīng)過了一段時(shí)間的自我放電了。這就是充電電池內(nèi)部的化學(xué)原料已經(jīng)歷一段時(shí)間沒有使用,出現(xiàn)“鈍化”狀態(tài),無法充分發(fā)揮化學(xué)反應(yīng),提供足夠的電壓。在這種情況下,第一次使用充電電池時(shí),一定要將充電電池充滿,讓電壓恢復(fù)到原有的水平。事實(shí)上,如果你的充電電池長時(shí)間沒有使用,也一樣會(huì)產(chǎn)生這種“鈍化”現(xiàn)象,而且情況會(huì)更嚴(yán)重。最好能對(duì)充電電池進(jìn)行3次充放電的過程,將有助充電電池的活化作用。讓充電電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)可以充分發(fā)揮應(yīng)有的效果(鎳鎘電池)。有時(shí)新購買的充電電池,放進(jìn)充電器的時(shí)候,會(huì)在還沒充飽電之前充電器就停止充電了。當(dāng)遇見這種問題的時(shí)候,你只要將充電電池移開充電器,然后在放進(jìn)充電器繼續(xù)充電。這對(duì)于新充電電池是很正常的現(xiàn)象,不是你購買到不良的充電電池(鎳氫、鋰離子電池)。一般來說對(duì)充電的時(shí)間不能太久,最多12小時(shí)就足夠,如果一旦過度充電就會(huì)對(duì)充電電池造成損壞。
如何計(jì)算充電時(shí)間?
充電時(shí)間(小時(shí))=充電電池容量(mAh)/充電電流(mA)*1.5的系數(shù)
假如你用1600mAh的充電電池,充電器用400mA的電流充電,則充電時(shí)間為:600/400*1.5=6小時(shí)(注意:這種方法不適用新購買或長期未使用的充電電池)
鎳氫充電電池和鋰離子充電電池其實(shí)也是有記憶效應(yīng),使用起來真的不用放電嗎?
其實(shí)上鎳氫充電電池和鋰離子充電電池的記憶效應(yīng)是十分輕微的,并不值得我們?nèi)プ⒁馑?br />
(請(qǐng)注意看到這里時(shí),就不要利用充電器的放電功能對(duì)鎳氫充電電池和鋰離子充電電池進(jìn)行放電動(dòng)作,尤其是鋰離子充電電池,由于本身的材質(zhì)因數(shù),并不允許電池本身能夠承受充電器的強(qiáng)制放電。如果你硬要對(duì)鋰離子充電電池進(jìn)行放電,最終將導(dǎo)致電池?fù)p壞。)另外,你使用需放電的鎳鎘充電電池,那么建議你,不論使用電池的次數(shù)是否頻繁,最好每隔兩、三個(gè)月左右就對(duì)鎳鎘充電電池進(jìn)行一次充放電,這樣可以確保鎳鎘充電電池的記憶效應(yīng)對(duì)電池的影響減到最低狀態(tài)。
二次電池使用和保養(yǎng):
● 溫度特性:由于充電電池在電解液體和電極片中的遷移速率與溫度密切相關(guān),因此溫度的上下波動(dòng)會(huì)顯著的影響充電電池的技術(shù)性能。
● 儲(chǔ)藏溫度:一般情況下,電池由于內(nèi)部有液體,在低溫情況下長期儲(chǔ)藏會(huì)破壞電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì),所以建議有條件的情況下,儲(chǔ)藏溫度不要低于-20℃;而過高的溫度也使電池?zé)o法達(dá)到其額定容量,一般儲(chǔ)藏溫度不要高于40℃。充電電池的正常儲(chǔ)藏溫度為-20℃~+65℃,當(dāng)溫度降到低于-20℃時(shí),電池中的電解液會(huì)凝固,電池的內(nèi)阻會(huì)變得無窮大,電池將無法使用。當(dāng)溫度超過+65℃時(shí),電解液會(huì)發(fā)生副反應(yīng)而產(chǎn)生大量的氣體,電極片中的樹酯粘接劑也會(huì)發(fā)生變質(zhì),從而導(dǎo)致整個(gè)電池逐漸老化和衰退,甚至在短期在失效。
● 充電溫度:一般情況下,充電溫度在0℃~45℃。
● 放電溫度:一般情況下,放電溫度在-20℃~65℃;但在一些特殊情況下,可采用低溫電池和耐高溫電池。
● 電池組在出廠前一般經(jīng)過放電處理,以防止運(yùn)輸途中由于震蕩或其它原因造成短路,通常新電池不帶電或只含20%左右的電量。
● 新電池或長期未使用的電池由于活性物質(zhì)可能未能完全激活,使用前一般需經(jīng)過兩三個(gè)循環(huán)的小電流(0.1C)充放電處理,才能達(dá)到標(biāo)稱容量。
● 長期不使用的電池應(yīng)采用荷電狀態(tài)儲(chǔ)藏,一般可預(yù)充50%~100%的電量后儲(chǔ)藏,每隔三個(gè)月建議對(duì)電池充電一次,以恢復(fù)到飽和容量。
● 電池使用注意事項(xiàng):
△ 不要焚燒或拆解電池,其中的化學(xué)物質(zhì)有腐蝕性,會(huì)傷害皮膚和眼睛。
△ 不要拉扯電池的引線或插頭,防止損傷焊點(diǎn)和連接部位。
△ 不同型號(hào)的電池不可混用。
△ 不同型號(hào)的電池上焊接,需用連接片等進(jìn)行焊接。
△ 初次使用前用小電流充滿電。
△ 不可并聯(lián)充電,否則會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則充電電流。
△ 不可反向使用電池或使之短路。
△ 電池充分放電后,應(yīng)延長充電時(shí)間以達(dá)到飽和電量。
△ 請(qǐng)將電池存放于陰涼通風(fēng)干燥、溫度不高于45℃的環(huán)境中。
△ 在電池充滿電或半滿的情況下,不要將大量的電池密集存放。
△ 不要和酸性氣體接觸,避免靠近火源。
電池名詞:
● 電池: 指通過正負(fù)極之間的反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置.
● 一次電池:指無法進(jìn)行充電,僅能放電的電池,但一次電池容量一般大于同等規(guī)格充電電池,如鋅錳、堿性干電池,鋰扣電池,鋰亞電池等。
● 二次電池:指可反復(fù)充電再循環(huán)的電池,如鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鋰聚合物、燃料、鋅、鋁、鎂空氣電池等。
● 額定容量:指電池在充滿電後,空載狀態(tài)下放電至截止電壓時(shí),所能釋放出的電能量,一般以mAh或Ah(1Ah = 1000mAh)符號(hào)來表示。但如果電池使用時(shí)連接負(fù)載及長期使用后,電池釋放的電量會(huì)下降。容量由于充放電是在一定的C-倍率條件下進(jìn)行的,因此電池的容量與C-倍率直接相關(guān)。通常情況下電池的標(biāo)稱容量是指0.2C條件下測(cè)試得到的電容量。C-倍率越大,電池的放電容量越小。充電容量(Ah或者mAh)=充電電流×充電時(shí)間放電容量(Ah或者mAh)=放電電流×放電時(shí)間。
● 額定電壓:指電池正負(fù)極材料因化學(xué)反應(yīng)而造成的電位差, 由此產(chǎn)生的電壓值。不同電池由于正負(fù)極材料不同,產(chǎn)生的電壓是不一樣的,如鉛酸:2V/節(jié),鎳鎘、鎳氫:1.2V/節(jié),鋰離子電池:3.6V/節(jié)。另外,電池電壓會(huì)隨著充電的過程而不斷上升至某一值,會(huì)隨著放電的過程而不斷下降至某一值。
● 開路電壓:指電池在沒有連接外電路或者外負(fù)載時(shí)的電壓。開路電壓與電池的剩余能量有一定的聯(lián)系,因此,手機(jī)的電池顯示器是利用這種關(guān)系而制造。
● 內(nèi)阻:指電池內(nèi)部由化學(xué)材料自動(dòng)生成的阻抗,一般而言,內(nèi)阻越小,電池的充放電性能越好。電池內(nèi)阻是一個(gè)非常復(fù)雜而又非常重要的特性,又稱為電池阻抗,包含直流電阻和交流電阻。影響電池內(nèi)阻的因素有:①電解質(zhì)的成份;②正負(fù)電極片中的成份配方,例如導(dǎo)電碳粉的含量;③正負(fù)電極片的幾何面積以及比表面積;④金屬基片(銅箔和鋁箔);⑤電解液與正負(fù)電極片界面狀態(tài);⑥溫度;⑦充電狀態(tài)(電池的開路電壓);⑧測(cè)量頻率高低;⑨電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
● C:用來表示電池充放電時(shí)電流大小的比率,如1200mAh的電池,0.2C表示240mAh(1200mAh的0.2倍率),1C表示1200mAh(1200mAh的1倍率)。充放電效率充放電效率也與C-倍率相關(guān),在0.2C條件下,聚合物鋰電池的充放電效率應(yīng)該在99.8%。充放電效率=放電容量/充電容量× 100%
● 放電截止電壓:指電池充滿電后進(jìn)行放電,放完電時(shí)達(dá)到的電壓(若繼續(xù)放電則為過度放電,對(duì)電池的壽命和性能有極大的損傷),一般而言,鉛酸電池:1.8V/節(jié),鎳鎘、鎳氫:1.0V/節(jié),鋰離子電池:2.75V/節(jié)。
● 開路電壓:指電池在無負(fù)載的情況下,電池正負(fù)極之間的電壓。
● 放電深度:與電池額定容量比較,放電量的比率。
● 過充(放)電:指超過電池規(guī)定的充(放)電狀態(tài),若繼續(xù)充(放)電可能造成電池漏液或劣化。
● 能量密度:指單位體積或單位質(zhì)量所釋放的能量,一般用體積能量密度(wh/l)和質(zhì)量能量密度(wh/kg)表示。
● 自放電:電池充滿電之后,在與外電路沒有接觸和常溫放置的條件下,其電容量會(huì)自然衰減。在儲(chǔ)存過程中,電池蓄電容量會(huì)逐漸下降,其減少的容量與額定容量的比例,稱為自放電率(鎳鎘、鎳氫電池與鋰離子電池相比,自放電率較大)。通常,環(huán)境溫度對(duì)其影響較大,過高溫度會(huì)加速電池的自放電。電池容量衰減(自放電率)的表達(dá)方法和單位為:%/月。鎳鎘、鎳氫電池的自放電率為20-25%/月,鋰電池的自放電率為2-5%/月。
● 循環(huán)壽命:二次電池經(jīng)歷一次充放電稱為一個(gè)周期或一次循環(huán)。在一定的放電制度下,電池容量降至規(guī)定值之前,電池所經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)稱為循環(huán)壽命。二次電池在反復(fù)充放電的使用下,電池容量會(huì)逐漸下降,一般以電池的額定容量為標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)電池容量降至其60%或80%時(shí)的充放電次數(shù)稱為循環(huán)壽命。
● 記憶效應(yīng):電池的記憶效應(yīng)是指為完全放電的電池,在下一次充電時(shí)所能充電的百分比。為了消除電池的記憶效應(yīng),在下半時(shí)充電之前,必須先完全放電,然后再充電。只有這樣操作,才能百分之百的充滿電池。電池的記憶效應(yīng)給電池的快速充電帶來了不便。鎳鎘電池在沒有放完電的情況下進(jìn)行充電,容量可能無法回到原有標(biāo)準(zhǔn),但可以通過深度放電后大電流充電,容量可能會(huì)回復(fù)。鎳氫、鋰電池均無記憶效應(yīng)。
● CC/CV:CC即恒流,以固定的電流對(duì)電池充(放)電;CV即恒壓,以固定的電壓對(duì)電池充電,充電電流會(huì)隨著電壓的上升而下降。對(duì)鉛酸電池一般采用恒壓方式充電,對(duì)鎳鎘、鎳氫電池一般采用恒流方式充電,對(duì)鋰離子電池一般采用先恒壓(4.2V/節(jié))后恒流方式充電。