可充电电池种类及原理？

【可充电电池】可充电电池原理可充电电池标志充电电池种类

可充电电池所用材料

铅酸蓄电池正极板上的活性物质是二氧化铅，极板上的活性物质为海绵状纯铅，电解液为必定浓度的硫酸溶液，极板间的电动势约2V.

镍镉电池正极板上的活性物为氧化镍粉，负极板上的活性物质为氧化镉粉，活性物质别离包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。电解液一般用氢氧化钾溶液.电池的开路电压为1.2V.

镍金属氢电池正极板材料为氧化镍粉，负极板材料为吸氢合金，电解液氢氧化钾溶液。电池的开路电压为1.2V.锂离子电池用LiCoO2复合金属氧化物在铝板上构成阳极，用锂碳化合物在铜板构成阴极，极板间有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板，电解液为有机溶剂.开路电压为3.6V.

锂聚合物电是锂离子电池的改进型，没有电池液，改用聚合物电解质，比离子电池安稳，开路电压3.6V.

常用参数

电池容量代表电池可以存放几电量，咱们在电池外包装上看到的数字一般就指电池容量标识。用单位安时或毫安时表明。它是一个复合单位，由电流单位和时刻单位乘积构成，代表电池在恒定电流下继续放电的才干。一节布满电的电池用200mA电放逐电可以继续10小时，将电流与时刻相乘咱们就可以得到这节电池的容量是2000mA.H。假设将它用400mA放电，则可用时刻为5小时。

能量密度:单位体积或单位分量内所包含的电能容量，关于相同的电量恳求，能量密度高的电池，体积可以更小，分量可以更轻。

C电流:是指在一小时内将布满的电池放电终了或是将竭尽的电池布满的电流巨细。其实也便是安时容量的数值巨细。1800mA.容量的电池，C电流便是1800mA。2000mA.容量的电池，C电流便是2000mA。

开路电压:指电池南北极之间的电位差。

回忆效应:新的电池，其电极材料的晶粒细小，可以得到最大的电极外表积。因为运用而使电池内容物发生结晶，晶体化构成后，晶粒增大,也称作(钝化)，减小了可用电极面积，并且长大的晶粒会构成自放电增大，使电池容量下降，功能受损。这便是回忆效应。回忆效应发生的缘由是因为电池重复的部分充电与放电不完好所造成的。

自放电率:充电后的电池，即便在不运用的情况下，也会本人逐渐失去电量，一般温度越高，自放电越明显。

种类

镍镉(Ni-Cd)

电压：1.2V运用寿数为：500次

放电温度为：-20度～60度

充电温度为：0度～45度

镍氢(Ni-MH)

电压：1.2V

运用寿数为：1000次

放电温度为：-10度～45度

充电温度为：10度～45度

补白：目前国产5号电池最高容量是3000mAh左右。

锂离子

(Li-lon)

充电电池

充电电池

电压：3.6V

运用寿数为：500次

放电温度为：-20度～60度

充电温度为：0度～45度

补白：分量比镍氢电池轻30%～40%，容量高出镍氢电池60%以上。可是不耐过充，假设过充会构成温渡过高而破坏结构=>爆炸。

锂聚合物

电压：3.7V

运用寿数为：500次放电温度为：-20度～60度

充电温度为：0度～45度

补白：锂电的改进型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种外形，比锂电池安稳。

铅酸电池

电压：12V

运用寿数为：200～300次

放电温度为：0度～45度

充电温度为：0度～45度

补白：便是一般车用电瓶(它是以6个2V串联成12V的)，免加水的电池运用寿数长达10年，但体积和容量是最大的。

特征

镍镉：有回忆效应容量小

镍氢：回忆效应小容量大

锂离子：无回忆效应身薄容量大，因电极材料不同，电动势为3.6V、3.7V两种。锂电池的功能是现有各类电池中最好的一种，体积小、分量轻、容量大。遍及用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等电子产品中。

铅蓄：电动势约为12V，铅蓄电池可以重复充电运用，电解液是硫酸溶液，内阻很小，遍及用于汽车、摩托车中。

铁锂：电力更足，更安全，也更轻，将来电动车的首要展开方向。

一般，同种类型的充电电池，容量越大，体积越大，分量也较大。

差异

一次性电池俗称「用完即弃」电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电运用，只能丢弃。常见的一次性电池包含碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌空电池、锌汞电池和镁锰电池。

可充电电池按制作材料和工艺上的不同,常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池。其优点是循环寿数长，它们可全充放电200屡次，有些可充电电池的负荷力要比大部分一次性电池高。一般镍镉、镍氢电池运用中，特有的回忆效应，构成运用上的不便，常常惹起提早失效。

一般电池是一次性运用的，而充电电池可以用充电器充电，重复运用。

一般1、2、3、5、7号单体电池标称电压是1.5V，而镍氢、镍镉充电电池标称电压是1.2V，锂离子充电电池标称电压是3.7V，铅酸蓄电池是12V。

保护

充电电池的充电问题不断是人们关心的焦点，正确出色的充电方法可以保证电池的寿数。充电电池举荐的充电方法有多种多样，不同的充电方法对充电器的线路有不同的恳求，天然影响到本钱。

回忆效应是充电电池的一大天敌，一般以为是长时刻不正确的充电引起的，它可以使电池早衰。回忆效应可使电池无法有用的充电，出现一充就满，一用就完的现象。避免电池出现回忆效应的方法是保证电池"满足放光"的绳尺，也便是说在充电前最好将电池内剩余电量放光，充电时要一次满足。一般镍镉电池简单出现回忆效应，所以充电时要特别留意，镍氢电池理论上没有回忆效应，但最好也遵照"满足放光"的绳尺，这也便是许多充电器供给放电附加功用的缘由。关于因为回忆效应作怪出现容量下降的电池，咱们可以通过一次性满足再一次性放光的方法重复数次，大部分电池都可以得到修正。关于一些放置时刻久远，失去活性的电池可以尝试用大电流冲击的方法企图击活。

电池充电时刻和充电电流的关系为电池容量除以充电电流得到充电时刻，思索充电进程中的损耗，所以将计算得到的充电时刻再乘以1.2这个常数。

关于镍镉和镍氢电池最常用的简略充电方法是应用10%C恒流充电，又被称为"慢充"，即按照电流容量数值的10%肯定充电电流，如一节标称容量500mAH的电池，它的建议充电电流为50MA;又如一节标称容量1300mAH的电池，它的建议充电电流为130MA。在此电流下连续充电12-15小时就可以视做布满。当然建议运用恒流充电但恳求并不严峻，电流允许有较大动摇，所以按照此方法制作的充电器结构非常简略，一般只需求一个将220V市电转换成恰当低压的变压器、用于整流的二极管、用于限流的电阻以及一些发光二机管等指示装置，本钱非常低，市面上绝大部分独立惯例充电器都选用这种方法，只不过外形不同罢了。"慢充"当然比较简略，可是充一次电要等候十多个小时，实在有些令人不耐烦。电池厂商也允许用户在急需时用30%C的电流给电池充电4-5小时，称之为"快充"，不过不建议常用，理论上对电池有纤细的损伤。所以大部分惯例充电器都有"快充"和"慢充"两档，并建议用户运用"慢充"。

在许多情况下用户需求对电池快速、有用、安全的充电，快速充电就需求运用较大的电流。电池在大电流充电进程中会出现极化效应，使电池发热，并且当大电流

充电电池布满后，假设不及时中止，电池会快速发热，严峻时可引起电池烧毁和爆炸。所以恳求快速充电用具有布满自停的功用，一起也要处理极化效应，使充电高效安全。早期的快速充电器选用简略的定时充电，不过此类充电器针对性强，充电效果亦不令人称心。现代的充电器选用专用的充电控制IC，以高频脉动电流给电池充电以处理极化效应，通过检测电池-ΔV准确判别电池能否布满，并供给温度保护等保护措施和放电等附加功用。不过这种充电器结构比较杂乱，本钱也比较高，一般多用于手机、对讲机等高档通讯设备及电器。

市场上充电电池类型许多，仅以5号电池为例，容量就有500MAH、600MAH、700MAH、850MHA、1200MAH、1300MAH等。由上面的10%C"慢充"原理咱们可以理解，不同容量电池需求不同充电电流，市面上一些通用型充电器多是为早期的500MAH和600MAH电池设计，充电电流在60-70mA之间，假设要充更大容量的电池需求更长时刻。详细时刻可先用万用表测实践充电电流，再用电池容量除以充电电流乘以系数1.2得到充电时刻。关于充1000mAH以上的镍氢电池可以尝试用一般充电器的快充档，因为这档电流较大，用万用表测实践充电电流，假设数值挨近所充镍氢电池恳求10%C的充电电流就正好歪打正着。实践上市面上许多所谓镍氢电池充电器只不过是充电电流大一些的惯例充电器罢了。

市面出卖的充电器首要专用型和通用型两种。所谓专用型是合作某一电器一体化电池块实行充电，典型的是移动电话配套的充电器。挑选此类充电器一般选用原装配套的产品比较适宜，一是类型对口(有专用的充电适配器)充电电压对应，二是大多数此类充电器都选用高效的快充方法，工作效率高。国产的兼容专用充电器最大的优势是价钱廉价，不过因为厂家不同内部线路也不相同，选用的充电方法也不同，许多产品为了下降本钱运用简略的电子线路，充电效果欠安且并没有选用国际举荐的充电方法。假设购置国产充电器不应选购过火廉价的产品，最好具有放电和布满自停的产品。国货中也不乏精品，一般都配有液晶充电进程指示和具有自动快速充电功用。通用型充电器便是需求将电池一节一节的独立充电，市面上产品以国货为主，大部分是选用前面提到的10%C简略充电线路，有的带有电量测试等附加功用。购置通用型充电器留意要和本人运用的电池配套(以慢充为例即充电电流为10%C)，市场也有一些价钱略贵一些具有布满自停的快速充电器，运用比较便当。中档的通用快速充电器都带有充电情况指示，并在产品包装标准上注明有布满自停的功用。

当几颗电池一起工作时,假设各颗电池之间不同很大的话,关于运用效果和寿数都会发生不利影响,所以请保证同一工作组中电池的不合性,也便是保证其专用性,关于电池数量较多的情况,有必要对电池中止恰当的编号,例如数码相机用的电池请不断坚持几颗电池一起充电,一起用电,不要有几颗电池有时去用作电动玩具的电池或闹钟电池,有时又放回数码相机,不论哪种充电电池其实都有回忆效应,只不过锂电池和镍氢电池比较纤细,所以要遵照一个绳尺,便是要按完好耗尽2完好布满的方法循环运用,只需这样才干最大水平地减轻回忆效应,让电池功能坚持在最佳情况,隔一年半载,最好对充电电池中止几回深放电,以减轻电池内容物晶格化现象,但这恳求更严峻的控制,决不是把电池电压放电到零,或是仅仅短路,需求有更多的相关学问与设备,关于镍氢电池与锂电池,回忆效应纤细,平常基本不需求特意去做放电.[1]

电池在充电进程中,还要避免被打断,不要充电一段时刻后,因为某种缘由把充电器插头拔掉,过一阵后又去充电,其实,电池假设不充电,曾经初步自放电,这样也就没有按照完好耗尽2完好布满的绳尺,对电池不利,假设电池要做较长时刻的存放,请先满足电,避免长时刻后,因为电池的自放电而使电池构成过放电,关于新买的电池,厂家都是充好电的,按照完好耗尽2完好布满去用就行了.

反常处置

1.充电器冒烟：快速拔出充电器，并取出电池。充电器冒烟一般是因市电电压过高而烧坏变压器所惹起的;

2.电池发烫(严峻时外包装会裂开)：快速取出电池，并用硬质的盒子盖住1小时以避免或许的危险。电池发烫一般是因短路电池或电池内部反常惹起的，此时应查看充电器电路能否正常，并检测电池电压有无反常(充电电池在充电时的发热是正常现象);

3.电池泄露：快速取出电池，并用硬质的盒子盖住约1小时以避免或许的危险，然后擦洁净充电器;

4.充电电池在发生泄露之后不能再运用;

5.无法充电：查看充电器和电池。此时应将产品送供应商售后效力处中止处置，而不应私自拆解充电器和电池。

留意事项

1.认真阅览电池说明书，运用所举荐的电池，按操作规程操作;

2.查看电器及电池的触摸件能否清洁，必要时用湿布擦洁净，单调后按正确极性方向装入;

3.无成人监护时，不要让儿童转换电池，小型电池如AAA应放在儿童不能拿到的中央;

4.不要将新，旧电池或不同类型电池混用，特别是不能将干电池与充电电池混用;

5.不要企图用加热，充电或其它方法使一次电池再生，避免发生危险;

6.不要将充电电池短路，否则会损坏电池，并会发热使电池平息。

7.不要加热电池或将电池丢入水中或火中，将电池放入水中会使电池失效，将电池放入火中会使电池决裂，或发生剧烈的化学反应爆裂伤人，或发生一些有害的气体和烟尘等。

8.不要拆开电池，或企图用锋利利器穿透电池，因电池内部电解液会伤害皮肤和衣物。

9.用电器运用后应断开电源开关,避免因发热等而起火;

10.应当从长时刻不运用的用电用具中取出电池，将电池放空后保管。并每3个月左右取出充放电一次;

11.电池应保管在阴凉，单调处，避免阳光直射;

12.镍充电器与锂充电器不能混用;

13.不能将电池焊接运用，焊接时发生的高温会损坏电池的内部结构，或许会使电池不能运用，以至出现危险;

14.不能反向充电，反向充电同等于过放电，过放电会使电池内部发生不良反应并引起电池的严峻损坏，生成大量气体，很或许会使充电电池发生化学泄露。

15.不能将充电电池放在雨水下。雨水能导电，电池放在雨水下时，很或许会发生短路，使电池因霎时大电放逐电而发烫，会损坏电池或发生危险。

16.不能将电池储存在高温或高湿的环境下，电池自身的反应会加剧，故无法向用电器供给满足的容量。另外，高温高湿下，电池的老化速度也会大大加速，也会腐蚀电子元器件(高温电池除外)。

17.不要将电池正负极插反，否则会引起电池鼓胀或决裂;

18.电池保管时，最好不要与金属物体混放，包在外边的绝缘膜也不要随意撕掉。

选购

通用性最强的是5号(AA型)和7号(AAA型)充电电池，许多数码相机、Diskman、Walkman、MD、PDA等都需求用到。这类电池首要有镍镉/镍氢两大种类，以下首要讲一下镍镉/镍氢的问题。镍镉/镍氢电池有AA和AAA类型可以直接代换一般5号和7号一次性电池，当然一般电池的规范电压为1.5V而镍镉/镍氢电池只需1.2V，但一般不影响运用。

首要先引见一下充电电池的一个重要参数--便是电池容量，用单位AH(安时)表明。咱们可以看出它是一个复合单位，由电流单位和时刻单位乘积构成，代表电池在恒定电流下继续放电时刻的乘积。在小型电池中一般咱们运用更小单位mAH(毫安时)表明。比方一节抱负布满电的电池用60MA电放逐电可以继续10小时，将放电电流与时刻相乘咱们就知到这节电池的容量是600mAH，理论上假设将它用在600MA放电的场所可以运用一个小时(用电池容量除以放电电流)。电池容量参数代表电池可以存放几电量，在同体积下总是多多益善，一般咱们在批发包装的电池上可以看到容量标识。

选购此类充电电池首要思索容量和标准以及价钱。首要肯定购置电池的标准，关于电池仓比较狭小的设备，或是需求并排放置多节电池的装置，要留意选购高容量、直径较粗的电池能否适合。充电电池的正极也有两种不同的方法，一种是相似一般电池那样带有一些突起部分，有助于与电池盒或其他电池负极触摸出色，还有一种是扁平电池帽，比较适宜焊接成电池块。建议一般运用前一种方法的充电电池较好。包装上充电电池分为工业包装和批发包装，工业包装只用单色塑皮，首要供应厂家做电池块之用，单节电池上除了消费日期外没有其他信息。而批发包装外观比较漂亮，有细致的表明包含品牌、商标、容量以及产地等信息，有的还附有简略的充电方法，适宜一般用户。其次是电池容量的挑选。关于数码相机、闪光灯、通讯器材等耗电量大的设备，从工作时刻和功能方面思索，大容量镍氢电池是首选，容量大的电池可以在一次满足后运用更长的时刻。5号电池可以到达1200-1300mAH，7号电池可以到达550mAH，简直是低容量镍镉电池的两倍。关于低耗电量的收音机等，挑选镍镉电池则经济实惠些。再次是品牌的挑选，一般名牌产品质量有保证，功能出色，在许多移动电话和对讲机的电池块中都选用了松下和三洋以及东芝的电池。批发的镍氢电池中GP超霸比较有名，还有供给充电器的组合包装。国产的天鹅牌也不错。镍镉电池中GP、日立、松下比较多见，功能也比较好。

名牌的充电电池遭到假充非常凶猛，在电子市场有大量各种闻名品牌的假充电池，价钱极点低价，对功能天然也不要有什么梦想。如闻名的GP超霸电池，假充产品以至连吊板包装也完好仿制。所以购置时要留神辨明真伪，到范围比较大的照相器材商店购置，当然价钱略高一些，但不简单买到假货。

展开前景

我国电池出口有大幅增加，但一起欧盟绿色壁垒、我国电池出口退税准则撤销、原材料上涨、国外企业独占高端市场等问题约束着我国电池职业展开。我国已成为全球最大的电池消费国和最大的电池耗费国，但产品更新换代不及时，消费自动化、机械化水平不高，为了顺应国际电池业展开的趋向，我国必需努力于太阳能电池和燃料电池等新型电池的研制，大力展开高新技术的电池产品。

电池业是我国的重点工业之一，有着出色展开前景。二十一世纪的电池具有大容量、高功率、短命命、无污染、安全可靠粗笨的特性，是高科技、高产出、高利润、高创汇产品。跟着信息时期的到来，资讯工业蓬勃展开，在迈入电子、资讯、通讯的“3C”时期后，电子产品朝着“短、小、轻、薄”的趋向展开，作为电子产品不可或缺的电池，其重要性也越来越明显。

特征用处

镍镉：有回忆效应容量小

镍氢：回忆效应小容量大。

锂离子：无回忆效应身薄容量大，因电极材料不同，电动势为3V或3.6V不等。锂电池是目前相同体积中容量最大的电池，遍及用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等电子产品中。

铅蓄：电动势约为12V，铅蓄电池可以重复充电运用，电解液是硫酸溶液，内阻很小，遍及用于汽车、摩托车中。

铁锂：电力更足，更安全，也更轻，将来电动车的首要展开方向。

一般，相同种类的充电电池，容量越大，质量越大。

标识方法

依据IEC规范镍镉镍氢电池的标识由5部分组成

1、电池种类KR标识镍镉电池HF表明镍氢电池HR表明型镍氢电池

2、电池尺度材料包含圆形电池的直径高度方型电池的高度宽度厚度数值之间用斜杠隔开单位mm

3、放电特性符号L表明适合放电电流倍率在0.5C以内

M表明适合放电电流倍率在0.5-3.5C以内

H表明适合放电电流倍率在3.5-7.0C以内

X表明电池能在7C-15C高倍率的放电电流下工作

4、高温电池符号用T表明

5、电池联接片表明CF代表无联接片HH表明电池拉状串联联接片用的联接片HB表明电池带并排串联联接用联接片

例如HF18/07/49表明方形镍氢电池宽为18mm,厚度为7mm高度为49mm

KRMT33/62HH表明镍镉电池放电倍率在0.5C-3.5之间高温系列单体电池无联接片直径33mm高度为62mm依据IEC61960规范二次锂电池的标识如下:

1、电池标识组成3个字母后跟5个数字圆柱形或6个方形数字

2、第一个字母表明电池的负极材料I表明有内置电池的锂离子L表明锂金属电极或锂合金电极

3、第二个字母表明电池的正极材料C根据钴的电极N根据镍的电极M根据锰的电极V根据钒的电极

4、第三个字母表明电池的外形R表明圆柱形电池L表明方形电池

5、数字圆柱形电池5个数字别离表明电池的直径和高度直径的单位为毫米高度的单位为非常之一毫米直径或高度任一尺度大于或等于100mm时两个尺度之间应加一条斜线方型电池6个数字别离表明电池的厚度宽度和高度单位毫米三个尺度任一个大于或等于100mm时尺度之间应加斜线三个尺度中若有任一小于1mm,则在此尺度前加字母t此尺度单位为非常之一毫米。

工作原理

先说说电池的放电进程，电池便是把化学能转化为电能的装置。

以锌铜原电池电池为例：

┏锌片：Zn–2e-=Zn2+氧化反应(负极)

e-

┗铜片：2H++2e-=H2↑复原反应(正极)

总式：Zn+2H+=Zn2++H2↑

这便是电池的放电进程(活性不同的两种物质之间电子的转移)。

发生条件

①生动性不同的两个电极(金属与金属或石墨或不溶性的金属氧化物);

②两电极浸入电解质溶液且导线联接或直触摸摸;

粒子的放电次序：

阳离子：

K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+

Sn2+、Pb2+(H+)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+

(得e才干依次加强)

阴离子：

除Au、Pt外的金属做电极放电才干>;阴离子。即：

Zn、Fe…Cu、Hg、Ag>S2-、I-、

Br-、Cl-、OH-(水)、NO3-、SO42-

充电进程

充电便是让在上边的放电进程反转

以铅蓄电池为例：

铅蓄电池是首要制作出的适用蓄电池。其原理如下：

把A、B两块铅板刺进硫酸溶液中，铅于硫酸效果的成果，使A、B两块铅板上构成硫酸铅，溶液中也被硫酸铅饱和，这是还没有电势，给蓄电池充电时，在南北极上发生的化学反应如下：

A;PbSO4+2H2O-2e-→PbO2+H2SO4+2H+;

B:PbSO4+2e-→Pb+SO42-;

可以看出，充电后，A板上的PbO2成为正极，B板上Pb成为负极。放电时，南北极发生的反应如下：

正极：PbO2+H2SO4+2H+-2e-→PbSO4+2H2O-2e-;

负极：Pb+SO42-→PbSO4+2e-;

放电时发生反应恰为充电的逆进程。充电时，最高电动势为2.2V。放电时，电动势逐渐下降，低到1.8V时必需充电，否则会损坏极板。