充電電池專業術語知識
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。
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,如果過充會造成溫度過高而破壞結構=>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,可以做成各種形狀,比鋰電池穩定。
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2V串聯成12V的),免加水的電池使用壽命長達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的第一個字母,用來表示電池充放電時電流的大小數值。
例如:充電電池的額定容量為1100mAh時,即表示以1100mAh(1C)放電時間可持續1小時,如以200mA(0.2C)放電時間可
持續5小時,充電也可按此對照計算。
終止電壓(Cut-off discharge voltage)
指電池放電時,電壓下降到電池不宜再繼續放電的最低工作電壓值。
根據不同的電池類型及不同的放電條件,對電池的容量和壽命的要求也不同,因此規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,電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。
電池的開路電壓,會依電池正、負極與電解液的材料而異,如果電池正、負極的材料完全一樣,那么不管電池的體積有多大,幾何結構如何變化,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系,當二次電池的放電深度越深,其充電壽命就越短,因此在使用時應盡量避免深度放電。
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,還繼續放電時就可能會造成電池內壓升高,正、負極活性物質的可逆性遭到損壞,使電池的容量產生明顯減少。
過充電(Over charge)
電池在充電時,在達到充滿狀態后,若還繼續充電,可能導致電池內壓升高、電池變形、漏夜等情況發生,電池的性能也會顯著降低和損壞。
能量密度(Energy density)
電池的平均單位體積或質量所釋放出的電能。
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下,由于各種原因,都會引起其電量損失的現象。
若是以一個月為單位來計算的話,鋰離子電池自我放電約是1%-2%、鎳氫電池自我放電約3%-5%。
充電循環壽命(Cycle life)
充電電池在反復充放電使用下,電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。
記憶效應(Memory effect)
在電池充放電過程中,會在電池極板上產生許多小氣泡,時間一久,這些氣泡會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?
不論任何電池都有自我放電的特性,所以當新充電電池到你手中時,這中間可能充電電池已經經過了一段時間的自我放電了。這就是充電電池內部的化學原料已經歷一段時間沒有使用,出現“鈍化”狀態,無法充分發揮化學反應,提供足夠的電壓。在這種情況下,第一次使用充電電池時,一定要將充電電池充滿,讓電壓恢復到原有的水平。事實上,如果你的充電電池長時間沒有使用,也一樣會產生這種“鈍化”現象,而且情況會更嚴重。最好能對充電電池進行3次充放電的過程,將有助充電電池的活化作用。讓充電電池內部的化學物質可以充分發揮應有的效果(鎳鎘電池)。有時新購買的充電電池,放進充電器的時候,會在還沒充飽電之前充電器就停止充電了。當遇見這種問題的時候,你只要將充電電池移開充電器,然后在放進充電器繼續充電。這對于新充電電池是很正常的現象,不是你購買到不良的充電電池(鎳氫、鋰離子電池)。一般來說對充電的時間不能太久,最多12小時就足夠,如果一旦過度充電就會對充電電池造成損壞。
如何計算充電時間?
充電時間(小時)=充電電池容量(mAh)/充電電流(mA)*1.5的系數
假如你用1600mAh的充電電池,充電器用400mA的電流充電,則充電時間為:600/400*1.5=6小時(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也是有記憶效應,使用起來真的不用放電嗎?
其實上鎳氫充電電池和鋰離子充電電池的記憶效應是十分輕微的,并不值得我們去注意它。
(請注意看到這里時,就不要利用充電器的放電功能對鎳氫充電電池和鋰離子充電電池進行放電動作,尤其是鋰離子充電電池,由于本身的材質因數,并不允許電池本身能夠承受充電器的強制放電。如果你硬要對鋰離子充電電池進行放電,最終將導致電池損壞。)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是否頻繁,最好每隔兩、三個月左右就對鎳鎘充電電池進行一次充放電,這樣可以確保鎳鎘充電電池的記憶效應對電池的影響減到最低狀態。
二次電池使用和保養:
● 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,因此溫度的上下波動會顯著的影響充電電池的技術性能。
● 儲藏溫度:一般情況下,電池由于內部有液體,在低溫情況下長期儲藏會破壞電池內部化學物質,所以建議有條件的情況下,儲藏溫度不要低于-20℃;而過高的溫度也使電池無法達到其額定容量,一般儲藏溫度不要高于40℃。充電電池的正常儲藏溫度為-20℃~+65℃,當溫度降到低于-20℃時,電池中的電解液會凝固,電池的內阻會變得無窮大,電池將無法使用。當溫度超過+65℃時,電解液會發生副反應而產生大量的氣體,電極片中的樹酯粘接劑也會發生變質,從而導致整個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過放電處理,以防止運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可能未能完全激活,使用前一般需經過兩三個循環的小電流(0.1C)充放電處理,才能達到標稱容量。
● 長期不使用的電池應采用荷電狀態儲藏,一般可預充50%~100%的電量后儲藏,每隔三個月建議對電池充電一次,以恢復到飽和容量。
● 電池使用注意事項:
△ 不要焚燒或拆解電池,其中的化學物質有腐蝕性,會傷害皮膚和眼睛。
△ 不要拉扯電池的引線或插頭,防止損傷焊點和連接部位。
△ 不同型號的電池不可混用。
△ 不同型號的電池上焊接,需用連接片等進行焊接。
△ 初次使用前用小電流充滿電。
△ 不可并聯充電,否則會產生不規則充電電流。
△ 不可反向使用電池或使之短路。
△ 電池充分放電后,應延長充電時間以達到飽和電量。
△ 請將電池存放于陰涼通風干燥、溫度不高于45℃的環境中。
△ 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: 指通過正負極之間的反應將化學能轉化為電能的裝置.
● 一次電池:指無法進行充電,僅能放電的電池,但一次電池容量一般大于同等規格充電電池,如鋅錳、堿性干電池,鋰扣電池,鋰亞電池等。
● 二次電池:指可反復充電再循環的電池,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,空載狀態下放電至截止電壓時,所能釋放出的電能量,一般以mAh或Ah(1Ah = 1000mAh)符號來表示。但如果電池使用時連接負載及長期使用后,電池釋放的電量會下降。容量由于充放電是在一定的C-倍率條件下進行的,因此電池的容量與C-倍率直接相關。通常情況下電池的標稱容量是指0.2C條件下測試得到的電容量。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×充電時間放電容量(Ah或者mAh)=放電電流×放電時間。
● 額定電壓:指電池正負極材料因化學反應而造成的電位差, 由此產生的電壓值。不同電池由于正負極材料不同,產生的電壓是不一樣的,如鉛酸:2V/節,鎳鎘、鎳氫:1.2V/節,鋰離子電池:3.6V/節。另外,電池電壓會隨著充電的過程而不斷上升至某一值,會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載時的電壓。開路電壓與電池的剩余能量有一定的聯系,因此,手機的電池顯示器是利用這種關系而制造。
● 內阻:指電池內部由化學材料自動生成的阻抗,一般而言,內阻越小,電池的充放電性能越好。電池內阻是一個非常復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。影響電池內阻的因素有:①電解質的成份;②正負電極片中的成份配方,例如導電碳粉的含量;③正負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電解液與正負電極片界面狀態;⑥溫度;⑦充電狀態(電池的開路電壓);⑧測量頻率高低;⑨電池的內部結構設計。
● C:用來表示電池充放電時電流大小的比率,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,在0.2C條件下,聚合物鋰電池的充放電效率應該在99.8%。充放電效率=放電容量/充電容量× 100%
● 放電截止電壓:指電池充滿電后進行放電,放完電時達到的電壓(若繼續放電則為過度放電,對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,鎳鎘、鎳氫:1.0V/節,鋰離子電池:2.75V/節。
● 開路電壓:指電池在無負載的情況下,電池正負極之間的電壓。
● 放電深度:與電池額定容量比較,放電量的比率。
● 過充(放)電:指超過電池規定的充(放)電狀態,若繼續充(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量所釋放的能量,一般用體積能量密度(wh/l)和質量能量密度(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,其電容量會自然衰減。在儲存過程中,電池蓄電容量會逐漸下降,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,環境溫度對其影響較大,過高溫度會加速電池的自放電。電池容量衰減(自放電率)的表達方法和單位為:%/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。
● 循環壽命:二次電池經歷一次充放電稱為一個周期或一次循環。在一定的放電制度下,電池容量降至規定值之前,電池所經受的循環次數稱為循環壽命。二次電池在反復充放電的使用下,電池容量會逐漸下降,一般以電池的額定容量為標準,當電池容量降至其60%或80%時的充放電次數稱為循環壽命。
● 記憶效應:電池的記憶效應是指為完全放電的電池,在下一次充電時所能充電的百分比。為了消除電池的記憶效應,在下半時充電之前,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行充電,容量可能無法回到原有標準,但可以通過深度放電后大電流充電,容量可能會回復。鎳氫、鋰電池均無記憶效應。
● CC/CV:CC即恒流,以固定的電流對電池充(放)電;CV即恒壓,以固定的電壓對電池充電,充電電流會隨著電壓的上升而下降。對鉛酸電池一般采用恒壓方式充電,對鎳鎘、鎳氫電池一般采用恒流方式充電,對鋰離子電池一般采用先恒壓(4.2V/節)后恒流方式充電。