充電電池的最低工作電壓值是什么?
根據(jù)不同的電池類型及不同的放電條件,電池放電的終止電壓也不相同。規(guī)定終止電壓放一般都要隨放電電流的增大而減少。以1.2V、800mah鎳氫電池為例,采取40ma(20小時(shí)率)的放電電流它的放電終止電壓一般設(shè)定在1.15v;采取80ma(10小時(shí)率)的放電電流則它的放電終止電壓就要設(shè)定在1.10v了。
開(kāi)路電壓
電池不放電時(shí),電池兩極之間的電位差被稱為開(kāi)路電壓。
電池的開(kāi)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,其開(kāi)路電壓都一樣的。
放電深度
在電池使用過(guò)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(guò)放電
電池若是在放電過(guò)程中,超過(guò)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(guò)度充電
在充電過(guò)程中電池的電壓會(huì)隨著儲(chǔ)存電量的增加而逐漸上升,當(dāng)電池儲(chǔ)存的電量達(dá)到飽和電極材料無(wú)法繼續(xù)充電時(shí),若繼續(xù)充電則電解液會(huì)起電解,并且在陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣,在陰極產(chǎn)
充電電池
生氫氣,如此會(huì)在密封的電池內(nèi)部造成內(nèi)部壓力上升,會(huì)對(duì)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞.像這種現(xiàn)象稱之為過(guò)度充電.
為了避免過(guò)度充電電池遭毀損,通常將陰極之容量制作得比陽(yáng)極容量大,如此當(dāng)過(guò)度充電時(shí)陽(yáng)極會(huì)先達(dá)到飽和并產(chǎn)生氧氣,而陰極卻未飽和而不會(huì)產(chǎn)生氫氣,陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣擴(kuò)散到陰極之后會(huì)與充電產(chǎn)生的金屬鎘起化學(xué)反應(yīng)吸收掉氧氣,且此反應(yīng)的速度與金屬鎘產(chǎn)生的速度平衡,因此可以有效地避免電池的壓力上升.但是若充電電流過(guò)大(使用快充時(shí))就會(huì)失去平衡,電池的內(nèi)壓過(guò)大會(huì)將電池的安全閥推開(kāi),氫氣和氧氣會(huì)泄漏到電池外部,直到壓力降低安全閥關(guān)閉電池才又再密封起來(lái).但是氣體的泄漏已使得內(nèi)部化學(xué)材料減少,造成電池壽命的縮短。
能量密度
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
電池不管在有無(wú)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(lái)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%。
循環(huán)壽命
充電電池在反復(fù)充放電使用下,電池容量會(huì)逐漸下降到初期容量的60%-80%。
記憶效應(yīng)
在電池充放電過(guò)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。
充電電池的充電問(wèn)題一直是人們關(guān)心的焦點(diǎn),正確良好的充電方法可以確保電池的壽命。充電電池推薦的充電方法有多種多樣,不同的充電方法對(duì)充電器的線路有不同的要求,自然影響到成本。
記憶效應(yīng)是充電電池的一大天敵,一般認(rèn)為是長(zhǎng)期不正確的充
充電電池
電導(dǎo)致的,它可以使電池早衰。記憶效應(yīng)可使電池?zé)o法有效的充電,出現(xiàn)一充就滿,一用就完的現(xiàn)象。防止電池出現(xiàn)記憶效應(yīng)的方法是確保電池"充足放光"的原則,也就是說(shuō)在充電前最好將電池內(nèi)殘余電量放光,充電時(shí)要一次充足。通常鎳鎘電池容易出現(xiàn)記憶效應(yīng),所以充電時(shí)要特別注意,鎳氫電池理論上沒(méi)有記憶效應(yīng),但最好也遵循"充足放光"的原則,這也就是很多充電器提供放電附加功能的原因。對(duì)于由于記憶效應(yīng)作怪出現(xiàn)容量下降的電池,我們可以通過(guò)一次性充足再一次性放光的方法反復(fù)數(shù)次,大部分電池都可以得到修復(fù)。對(duì)于一些擱置時(shí)間久遠(yuǎn),失去活性的電池可以嘗試用大電流沖擊的方法試圖擊活。
電池充電時(shí)間和充電電流的關(guān)系為電池容量除以充電電流得到充電時(shí)間,考慮充電過(guò)程中的損耗,所以將計(jì)算得到的充電時(shí)間再乘以1.2這個(gè)常數(shù)。
對(duì)于鎳鎘和鎳氫電池最常用的簡(jiǎn)單充電方法是利用10%C恒流充電,又被稱為"慢充",即按照電流容量數(shù)值的10%確定充電電流,如一節(jié)標(biāo)稱容量500mAH的電池,它的建議充電電流為50MA;又如一節(jié)標(biāo)稱容量1300mAH的電池,它的建議充電電流為130MA。在此電流下連續(xù)充電12-15小時(shí)就可以視做充滿。雖然建議使用恒流充電但要求并不嚴(yán)格,電流允許有較大波動(dòng),所以按照此方法制作的充電器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,一般只需要一個(gè)將220V市電轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)蛪旱淖儔浩?、用于整流的二極管、用于限流的電阻以及一些發(fā)光二機(jī)管等指示裝置,成本非常低,市面上絕大部分獨(dú)立常規(guī)充電器都采用這種方式,只不過(guò)外形不同罷了。"慢充"雖然比較簡(jiǎn)單,但是充一次電要等待十多個(gè)小時(shí),實(shí)在有些令人不耐煩。電池廠商也允許用戶在急需時(shí)用30%C的電流給電池充電4-5小時(shí),稱之為"快充",不過(guò)不建議常用,理論上對(duì)電池有輕微的損害。所以大部分常規(guī)充電器都有"快充"和"慢充"兩檔,并建議用戶使用"慢充"。
在很多情況下用戶需要對(duì)電池快速、有效、安全的充電,快速充電就需要使用較大的電流。電池在大電流充電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)極化效應(yīng),使電池發(fā)熱,而且當(dāng)大電流
充電電池充滿后,如果不及時(shí)停止,電池會(huì)迅速發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致電池?zé)龤Ш捅?。所以要求快速充電器具備充滿自停的功能,同時(shí)也要解決極化效應(yīng),使充電高效安全。早期的快速充電器采用簡(jiǎn)單的定時(shí)充電,不過(guò)此類充電器針對(duì)性強(qiáng),充電效果亦不令人滿意?,F(xiàn)代的充電器采用專用的充電控制IC,以高頻脈動(dòng)電流給電池充電以解決極化效應(yīng),通過(guò)檢測(cè)電池-ΔV準(zhǔn)確判斷電池是否充滿,并提供溫度保護(hù)等保護(hù)措施和放電等附加功能。不過(guò)這種充電器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,成本也比較高,一般多用于手機(jī)、對(duì)講機(jī)等高檔通訊設(shè)備及電器。
市場(chǎng)上充電電池型號(hào)很多,僅以5號(hào)電池為例,容量就有500MAH、600MAH、700MAH、850MHA、1200MAH、1300MAH等。由上面的10%C"慢充"原理我們可以了解,不同容量電池需要不同充電電流,市面上一些通用型充電器多是為早期的500MAH和600MAH電池設(shè)計(jì),充電電流在60-70mA之間,如果要充更大容量的電池需要更長(zhǎng)時(shí)間。具體時(shí)間可先用萬(wàn)用表測(cè)實(shí)際充電電流,再用電池容量除以充電電流乘以系數(shù)1.2得到充電時(shí)間。對(duì)于充1000mAH以上的鎳氫電池可以嘗試用普通充電器的快充檔,因?yàn)檫@檔電流較大,用萬(wàn)用表測(cè)實(shí)際充電電流,如果數(shù)值接近所充鎳氫電池要求10%C的充電電流就正好歪打正著。實(shí)際上市面上很多所謂鎳氫電池充電器只不過(guò)是充電電流大一些的常規(guī)充電器而已。
市面出售的充電器主要專用型和通用型兩種。所謂專用型是配合某一電器一體化電池塊實(shí)行充電,典型的是移動(dòng)電話配套的充電器。選擇此類充電器一般選用原裝配套的產(chǎn)品比較適合,一是型號(hào)對(duì)口(有專用的充電適配器)充電電壓對(duì)應(yīng),二是大多數(shù)此類充電器都采用高效的快充方式,工作效率高。國(guó)產(chǎn)的兼容專用充電器最大的優(yōu)勢(shì)是價(jià)格便宜,不過(guò)由于廠家不同內(nèi)部線路也不相同,采用的充電方式也不同,很多產(chǎn)品為了降低成本使用簡(jiǎn)單的電子線路,充電效果不佳且并沒(méi)有采用國(guó)際推薦的充電方法。如果購(gòu)買國(guó)產(chǎn)充電器不應(yīng)選購(gòu)過(guò)分便宜的產(chǎn)品,最好具備放電和充滿自停的產(chǎn)品。國(guó)貨中也不乏精品,一般都配有液晶充電進(jìn)程指示和具備自動(dòng)快速充電功能。通用型充電器就是需要將電池一節(jié)一節(jié)的獨(dú)立充電,市面上產(chǎn)品以國(guó)貨為主,大部分是采用前面提到的10%C簡(jiǎn)單充電線路,有的帶有電量測(cè)試等附加功能。購(gòu)買通用型充電器注意要和自己使用的電池配套(以慢充為例即充電電流為10%C),市場(chǎng)也有一些價(jià)格略貴一些具備充滿自停的快速充電器,使用比較方便。中檔的通用快速充電器都帶有充電狀態(tài)指示,并在產(chǎn)品包裝規(guī)格上注明有充滿自停的功能。
當(dāng)幾顆電池一起工作時(shí),如果各顆電池之間差異很大的話,對(duì)于使用效果和壽命都會(huì)產(chǎn)生不利影響,所以請(qǐng)保證同一工作組中電池的一致性,也就是保證其專用性,對(duì)于電池?cái)?shù)量較多的情況,有必要對(duì)電池進(jìn)行適當(dāng)?shù)木幪?hào),例如數(shù)碼相機(jī)用的電池請(qǐng)一直保持幾顆電池一起充電,一起用電,不要有幾顆電池有時(shí)去用作電動(dòng)玩具的電池或鬧鐘電池,有時(shí)又放回?cái)?shù)碼相機(jī),不管哪種充電電池其實(shí)都有記憶效應(yīng),只不過(guò)鋰電池和鎳氫電池比較輕微,所以要遵循一個(gè)原則,就是要按完全耗盡2完全充滿的方式循環(huán)使用,只有這樣才能最大程度地減輕記憶效應(yīng),讓電池性能保持在最佳狀態(tài),隔一年半載,最好對(duì)充電電池進(jìn)行幾次深放電,以減輕電池內(nèi)容物晶格化現(xiàn)象,但這要求更嚴(yán)格的控制,決不是把電池電壓放電到零,或是只是短路,需要有更多的相關(guān)知識(shí)與設(shè)備,對(duì)于鎳氫電池與鋰電池,記憶效應(yīng)輕微,平時(shí)根本不需要特意去做放電.
電池在充電過(guò)程中,還要避免被打斷,不要充電一段時(shí)間后,由于某種原因把充電器插頭拔掉,過(guò)一陣后又去充電,其實(shí),電池如果不充電,已經(jīng)開(kāi)始自放電,這樣也就沒(méi)有按照完全耗盡2完全充滿的原則,對(duì)電池不利,如果電池要做較長(zhǎng)時(shí)間的存放,請(qǐng)先充足電,以免長(zhǎng)時(shí)間后,由于電池的自放電而使電池造成過(guò)放電,對(duì)于新買的電池,廠家都是充好電的,按照完全耗盡2完全充滿去用就行了.













