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可充电电池:原理,隐患,及安全充电方法
文介绍厂电池が出方式现代出池技バ,以使读考能定好的∫解使携设条内使用的也
池。本文对線編NiCl也池,線氢(NiMH也池和經チ(Lit)也池的化学性烦进行∫述,
还介名一款烂芦绍离子利合物也池保护心片
概述
电池的应用从来没有像现在这么广泛。电池正在变得更小、史轻,在单位体积内容纳更多能量。电池发
的主要动力米自便携设各(例如移动电话,膝士:电脑,撮录像机和MP3播放器)的快速发展。这篇关于充电
方式和现代电池技术的应用笔记将帮助您更好了解这些便携设备中使用的电池
电池的定义
如果电池仅定义为能量储存系统,则其有可能包括飞轮和时钟发条等元件。在现代技术中电池的更精确定
义为:能够产生电能的便携、独立化学系统。
次电池,又叫不可充电电池或原电池,从电池单向化学反应中产生电能。原电池放电导致电池化学成分
永久和不可逆的改变。但可充电电池,又叫二次电池,可在应用中放电,也可出充电器充电。所以,二次
电池储存能量,而不是产生能量。
允电和放电电流(安培)通常用电池额定容量的倍数表示,叫做允电速率(C-rate)。例如,对于额定为1安时
(Ah)的电池,C/10的放电电流等于1Ah/10=100mA。电池的額定容量(Ah或mAh)是电池在特定的条件下
完全放电所能储存(产生)的电能。因此,电池的总能量等于容量乘以电池电压,単位为瓦时
电池性能的测试
电池的化学成分和设计共同限制了输出电流。若没有实际因素限制性能,电池瞬时可以输出无穷大电流
限制电池输出电流的主要因素是基本化学反应速卒、电池设计,以及进行化学反应的区域。某些电池本身
具有产生大电流的能力。如保镉电池短路电流可大到足以融化金属和引起火灾。其它一些电池只能产生弱
电流。电池中所有化学和机械总效应可用?个数学因数表示,即等效内阻。降低内阻可获得更大电流。
没有电池能永久储存能量。电池不可避免要进行化学反应并缓慢退化,导致储存电量减少。电池容量与重
量(或体积)之比称为电池的能量密度。高能量密度意味着在给定体积和重量的电池中可存储更多能量。
下表给出了个人电脑和峰资电话中可充电电池的主要化学成分,以及其额定电压和能量密度(以瓦时每千
克,或Wh/Kg表示)。
表1.常用可充电电池化学成分的能量密度
NOMINAL STORAGE
CELL TYPE
VOLTAGE(V)DENSITY(Wh/kg)
Lead acid
Nickel cadmium(Nicd) 1.2
40 to
Nickel metal hydride(NIMH) 1.2
60to80
Circular lithium ion( Li+
3.6
90to100
Prismatic lithium ion
3.6
100to110
Polymer lithium ion
3.6
130to150
表2.常用可充电电池化学成分的特性
Attribute
Nickel Cadmium Nickel Metal Hydride Lithium lon
Energy density Low
Medium
Hiar
Energy storage Low
Medium
Medium
Cycle life
High
Low
Medium
Safety
High
High
Medium
Environment
Medium
Medium
若一次和二次电池都能达到同样目的,为什么不总是选择二次电池呢?原因是二次电池有以下缺点:
实际中,所有二次电池能量都会因自放电较快的损失
二次电池使用前必需充电
电池充电
个新的可充电电池或电池组(一个电池组中有几个电池)不能保证已充满电。事实上它们很可能已被完全
放电。因此,首先要根据制造商提供的、与化学成分相关的指南,对电池/电池组充电。
每次充电要根据电池化学成分按顺序施加电压和电流。因此,充电器和充电算法需满足不同电池化学成分
的不同要求。电池允电常用术语包括:用于NiCd和NiMH电池的恒流(CC),和用于钿离子利钯聚合物电
池的恒流/恒压(CC/CV)(图1至6
个
VB
Ich
VB
Ich
15(h)
图.半流充也,去要应于潮须,数字无绍也话和玩尽
个
B
Ich
6-8(h)
图2.定时舞控紹出,主要应于笔记本,数据端,无线没各和弊窝也活
VB
Ich
1-2(h)
图3.-DV終止充也方式,と要应パ笔记な,数据終端,摄灵像∥,无线设和弊穸也近
B
V
Ich
1-2(h)
图4.-dTt終止充也方x,应用也源设条和动Z尽
个
VB
VB
0
15
30(h)
图5.消流心,主要应出チ应急灯』テ引灯和存解露份
表3.充电方式
Charge
Level
CI
hanging
No of Charge
Charge Trickle
End Figure
Chemistr
Feature
Current
Method
Terminals Time(hours)
Current(CMA)of
eference
(CMA)
Charde
Most typie
Semi-constant
system; simple 2
15
current charging
and ow cost
More reliable than
semiconstant
Timer-controlled
Approx
current syster
6 to 8
/20-1/30
charging
120
latively simple
and low cost
ickel
Approx
Most popular
1 to 2
0.5-11/20-1/30
110to3
char
more complex
(Nicl and
NIMH
More costly, but
AT/At cut-off overcharge can be
Approx
avoided enabling 3 or 4 1 to 2
1/20-1/30
100to4
charging
longer life cycle
110
that the others
Simple and low
cost, applicable for
Trickle-charging
15
continuous long
charging
Lithium
Constant
Not recommended
Approx
1 to 3
6

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