充電電池的一些基本性能參數(shù)說明(圖)
2005/11/14 15:38:06 電源在線網(wǎng)
要問目前數(shù)碼設(shè)備里面最核心的東西是什么，大家應(yīng)該都知道是電源，而可以移動(dòng)的設(shè)備，必然會(huì)使用電池，對(duì)于高耗電量的設(shè)備，不可充的電池因?yàn)槠溟L(zhǎng)期成本較高而不如可充電的劃算，所以，大多數(shù)設(shè)備都選擇了可充電的電池作為能量的主要來源。
目前主要使用的充電電池，按其內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)成分來分，有三種，鎳-鉻電池（Ni-Cd），鎳-金屬氫(Ni-MH)，以及鋰離子（Li-Ion），由于前兩種在使用特征上是非常相似的，所以一般都作為同一種來討論，而電池具體的內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)及反應(yīng)專業(yè)性太強(qiáng)，不再此討論。
先來介紹一下電池的基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)。
等效串聯(lián)電阻(ESR Equivalent Series Resistance）：電池有內(nèi)阻，稍微懂一點(diǎn)點(diǎn)的都知道。
安時(shí)容量(Amp-Hour capacity)：電池上面表明的電池容量，通常是一千到二千左右，例如1600mAH，也就是是電池所能提供的總能量的大小。
C電流(C Current)：就是安時(shí)容量除以小時(shí)，例如，1600mAH的電池，它的C電流就是1600mA。1C充電，就是指1600mA充電，0.2C放電，就是指320mA放電。
平均電壓(MPV Mid-Point Voltage)，又名中點(diǎn)電壓：電池放電達(dá)到50%的時(shí)候的電壓。
放電終點(diǎn)電壓 （EODV End Of Discharge Voltege)：電池用完的時(shí)候的電壓，如果繼續(xù)放電使電壓降低，電池會(huì)壞掉。
能量密度（Energy Density）：同樣的電池所包含的能量大小的比較，一般分為兩種，以重量來計(jì)算的重量密度，或者以體積來計(jì)算體積密度。
恒流充電(Constant Voltage)：加到電池上的電壓不變，而電流變化
恒壓充電(Constant Current)：供給電池的電流不變，電壓變化。
充放電電壓曲線：（見圖"電壓曲線"）
電池的工作區(qū)域，就是圖上曲線比較平滑下降的那段區(qū)域，放電過程是電壓下降的過程，充電過程是電壓上升的過程，通常人們所說的電池的1.5V和1.2V或3.6V，其實(shí)是指的中點(diǎn)電壓，而不是電池恒壓工作在這個(gè)電壓。
能量密度：
由表格可以知道，Li-Ion是密度最高的一種，差不多有其他兩種的兩倍，Ni-MH其次，最低的是Ni-Cd，不過價(jià)格也是這個(gè)順序。所以給大家的選擇提供了一個(gè)參考，具體就要看你要求價(jià)格還是容量，來選擇合適的電池了。
電池電壓穩(wěn)定度：
不同的電池放電時(shí)，電壓變化曲線是不一樣的，如圖（見圖"Ni-MH Ni-MH 0.2C 放電曲線"和"Li-Ion 0.2C 放電曲線"）：
當(dāng)Li-Ion和Ni-MH/NiCd都是以0.2C放電時(shí)，可以看出Li-Ion的電壓變化非常的大，幾乎有1V，這就對(duì)用電設(shè)備的要求較高，而Ni-Mh/Ni-Cd則較為平滑，對(duì)用電設(shè)備的要求比較低。由此可以給大家提個(gè)醒，想用三節(jié)Ni-MH/Ni-Cd串聯(lián)來代替一節(jié)Li-Ion的同志們，以及想用一節(jié)Li-Ion來當(dāng)作三節(jié)Ni-MH/Ni-Cd用的同志們，要注意這個(gè)問題，免得傷了電池，傷了機(jī)器，傷了心。
峰值電流：
也就是電池使用的時(shí)候可以達(dá)到的最大電流，主要受電池結(jié)構(gòu)和ESR的影響，因?yàn)榉烹姇r(shí)候，要在ESR上面產(chǎn)生功率的消耗，P=I2R，這個(gè)大家初中物理就應(yīng)該學(xué)過的了。電流越小，浪費(fèi)的能量就越少，而產(chǎn)生的熱量也越少，電池就越安全（安全問題后文有詳細(xì)解釋），再此提醒大家，處于安全考慮，盡量不要高使用電流。三種電池中，Ni-MH/Ni-Cd的ESR差不多，都很小，大概為0.1歐姆左右，而Li-Ion則要高一點(diǎn)點(diǎn)。
自放電：
電池充滿電以后，如果不用，它的電量也會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)的失去，這就叫做自放電，三種電池的自放電率如表格（不同廠商的自放電率是不一樣的，具體要參考廠家的使用指南）：
可以看到，Li-Ion是最好的，Ni-MH是最差的，充好電了放在那兒不用，一個(gè)月以后就差不多只有1/3了，蠻多的說…
自放電率主要受溫度和濕度的影響。而且要注意的是，自放電并不是線性的，也就是說，Ni-MH電池每個(gè)月?lián)p失30%的電量，而可能在每月的前五天就損失掉25%，而剩下的25天才損失5%，所以，如果你要出差之類的，不要提前把電池充好了放在那兒，這樣是不行的。要等出門的前一天才充。
記憶效應(yīng)：
電池充滿電以后，如果不用完就繼續(xù)充電的話，內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)會(huì)"鈍化"，也就是使容量下降，三種電池中，Ni-Cd的記憶效應(yīng)最嚴(yán)重（這也是它被淘汰的原因之一），Ni-MH的其次，Li-Ion幾乎沒有記憶效應(yīng)。所以說手機(jī)可以隨時(shí)充電而不需要等到電用完以后。但實(shí)際上Li-Ion還是有記憶效應(yīng)的。所以，對(duì)于三種電池來說，都是最好能用完以后再充，用完的概念上面已經(jīng)講過了，不是讓電壓降的盡量低，而是放電到EODV就行了，不要繼續(xù)放電，否則會(huì)傷害電池。
充電時(shí)間：
三種電池的充電時(shí)間見表格（僅供參考比較用，具體電池具體分析）：
一般來說Ni-MH/Ni-Cd用的是恒流充電，而Li-Ion用的是恒壓，Ni-MH/Ni-Cd的慢充電流大概為C/10左右，快充電流約為1.2C左右。
價(jià)格：
這個(gè)不用多說了，Li-Ion由于其能量密度最高，所以也是最貴的，Ni-MH其次，然后是Ni-Cd最便宜，不過隨著技術(shù)的發(fā)展，Ni-Cd已經(jīng)比Ni-MH便宜不了多少了，但能量密度非常的低，而且對(duì)環(huán)境的污染也較大，所以已經(jīng)幾乎滅絕了，
可靠性：
長(zhǎng)期使用電池，免不了要考慮可靠性和壽命的問題。
對(duì)于Ni-MH/Ni-Cd電池來說，主要要注意的是，不要高電流過充。當(dāng)電池已經(jīng)充滿以后，如果再繼續(xù)高電流充電，就會(huì)使電池里面的氣體從透氣孔里泄露。大家都知道Ni-MH/Ni-Cd電池是有透氣孔的（不信你找出電池來看看，絕對(duì)有一個(gè)或幾個(gè)孔），但是要知道的是，電池的透氣孔平時(shí)是關(guān)閉的，只在內(nèi)壓過大的時(shí)候才打開，放出內(nèi)部氣體，而且這種泄露是不可恢復(fù)的，將會(huì)引起電池容量的下降。有趣的是，過充時(shí)，Ni-Cd放出的是氧氣，Ni-MH放出的是氫氣.引起內(nèi)壓過大的原因除了高電流過充以外，還有高電流放電，由ESR產(chǎn)生熱量而使內(nèi)壓過大，所以也要注意放電電流不可過大。Ni-MH/Ni-Cd還有一個(gè)問題就是極性反轉(zhuǎn)，這對(duì)于單節(jié)電池來說是不存在的，只存在于串聯(lián)電池包的形式，也就是大家平時(shí)看到的那種幾節(jié)電池捆在一起，然后焊接了正負(fù)極的那種，當(dāng)其中某一節(jié)沒電以后，由于仍然有電流流過，就可能引起極性反轉(zhuǎn)，極性反轉(zhuǎn)時(shí)，電池會(huì)持續(xù)發(fā)熱，同樣引起內(nèi)部氣體泄露，導(dǎo)致電池容量下降。特別需要說明的還有一點(diǎn)，對(duì)于Ni-Cd電池來說，長(zhǎng)期不使用，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)"晶格化"，使容量降低，這時(shí)候，就需要你用導(dǎo)線給它短路一下，就一瞬間就夠了，使其內(nèi)部的"晶格"還原，就可以恢復(fù)要原來的性能了。Ni-MH則沒有這個(gè)問題。
對(duì)于Li-Ion電池來說，由于其能量密度較高，所以有成為小型炸彈的可能，不過放心，現(xiàn)在的電池已經(jīng)沒有這個(gè)問題了，但要注意的是，Li-Ion電池不能放電太快，放電太狠（終點(diǎn)電壓過低），和充電太狠（充電終點(diǎn)電壓太高），這三種情況都會(huì)引起電池內(nèi)部的不量化學(xué)反應(yīng)，而使電池容量下降。
Li-Ion如果正常使用，長(zhǎng)期使用也沒有太大的性能下降。
工作溫度：
Ni-MH/Ni-Cd的最佳放電溫度是0-50°C，而最佳充電溫度則是10-40°C，最理想的充放電溫度是25°C，
如果高于這兩個(gè)范圍，則會(huì)引起兩個(gè)問題：1，容量下降。2，不容易充電，也就是本來一個(gè)小時(shí)的快速充電要延長(zhǎng)到兩個(gè)小時(shí)，因?yàn)槠鋬?nèi)部的化學(xué)反應(yīng)變慢了。
如果低于這兩個(gè)范圍，則能承受的充電電壓會(huì)下降，也就是說如果和25°C時(shí)使用同樣的電壓充電，就會(huì)損傷電池。而且在低溫下，容量同樣會(huì)下降，但較高溫時(shí)下降得少。
Li-Ion電池，工作溫度-20°C-60°C，充電溫度0-45°C。但它比較穩(wěn)定，在20-60°C時(shí)，容量幾乎都是一樣的，不會(huì)有下降。但在太低的溫度，下降就非常明顯，0°C時(shí)只剩90%，-20°C時(shí)則只剩70%了，所以，北方的朋友們，要小心了…
目前主要使用的充電電池，按其內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)成分來分，有三種，鎳-鉻電池（Ni-Cd），鎳-金屬氫(Ni-MH)，以及鋰離子（Li-Ion），由于前兩種在使用特征上是非常相似的，所以一般都作為同一種來討論，而電池具體的內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)及反應(yīng)專業(yè)性太強(qiáng)，不再此討論。
先來介紹一下電池的基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)。
等效串聯(lián)電阻(ESR Equivalent Series Resistance）：電池有內(nèi)阻，稍微懂一點(diǎn)點(diǎn)的都知道。
安時(shí)容量(Amp-Hour capacity)：電池上面表明的電池容量，通常是一千到二千左右，例如1600mAH，也就是是電池所能提供的總能量的大小。
C電流(C Current)：就是安時(shí)容量除以小時(shí)，例如，1600mAH的電池，它的C電流就是1600mA。1C充電，就是指1600mA充電，0.2C放電，就是指320mA放電。
平均電壓(MPV Mid-Point Voltage)，又名中點(diǎn)電壓：電池放電達(dá)到50%的時(shí)候的電壓。
放電終點(diǎn)電壓 （EODV End Of Discharge Voltege)：電池用完的時(shí)候的電壓，如果繼續(xù)放電使電壓降低，電池會(huì)壞掉。
能量密度（Energy Density）：同樣的電池所包含的能量大小的比較，一般分為兩種，以重量來計(jì)算的重量密度，或者以體積來計(jì)算體積密度。
恒流充電(Constant Voltage)：加到電池上的電壓不變，而電流變化
恒壓充電(Constant Current)：供給電池的電流不變，電壓變化。
充放電電壓曲線：（見圖"電壓曲線"）
電池的工作區(qū)域，就是圖上曲線比較平滑下降的那段區(qū)域，放電過程是電壓下降的過程，充電過程是電壓上升的過程，通常人們所說的電池的1.5V和1.2V或3.6V，其實(shí)是指的中點(diǎn)電壓，而不是電池恒壓工作在這個(gè)電壓。
能量密度：
由表格可以知道，Li-Ion是密度最高的一種，差不多有其他兩種的兩倍，Ni-MH其次，最低的是Ni-Cd，不過價(jià)格也是這個(gè)順序。所以給大家的選擇提供了一個(gè)參考，具體就要看你要求價(jià)格還是容量，來選擇合適的電池了。
電池電壓穩(wěn)定度：
不同的電池放電時(shí)，電壓變化曲線是不一樣的，如圖（見圖"Ni-MH Ni-MH 0.2C 放電曲線"和"Li-Ion 0.2C 放電曲線"）：
當(dāng)Li-Ion和Ni-MH/NiCd都是以0.2C放電時(shí)，可以看出Li-Ion的電壓變化非常的大，幾乎有1V，這就對(duì)用電設(shè)備的要求較高，而Ni-Mh/Ni-Cd則較為平滑，對(duì)用電設(shè)備的要求比較低。由此可以給大家提個(gè)醒，想用三節(jié)Ni-MH/Ni-Cd串聯(lián)來代替一節(jié)Li-Ion的同志們，以及想用一節(jié)Li-Ion來當(dāng)作三節(jié)Ni-MH/Ni-Cd用的同志們，要注意這個(gè)問題，免得傷了電池，傷了機(jī)器，傷了心。
峰值電流：
也就是電池使用的時(shí)候可以達(dá)到的最大電流，主要受電池結(jié)構(gòu)和ESR的影響，因?yàn)榉烹姇r(shí)候，要在ESR上面產(chǎn)生功率的消耗，P=I2R，這個(gè)大家初中物理就應(yīng)該學(xué)過的了。電流越小，浪費(fèi)的能量就越少，而產(chǎn)生的熱量也越少，電池就越安全（安全問題后文有詳細(xì)解釋），再此提醒大家，處于安全考慮，盡量不要高使用電流。三種電池中，Ni-MH/Ni-Cd的ESR差不多，都很小，大概為0.1歐姆左右，而Li-Ion則要高一點(diǎn)點(diǎn)。
自放電：
電池充滿電以后，如果不用，它的電量也會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)的失去，這就叫做自放電，三種電池的自放電率如表格（不同廠商的自放電率是不一樣的，具體要參考廠家的使用指南）：
可以看到，Li-Ion是最好的，Ni-MH是最差的，充好電了放在那兒不用，一個(gè)月以后就差不多只有1/3了，蠻多的說…
自放電率主要受溫度和濕度的影響。而且要注意的是，自放電并不是線性的，也就是說，Ni-MH電池每個(gè)月?lián)p失30%的電量，而可能在每月的前五天就損失掉25%，而剩下的25天才損失5%，所以，如果你要出差之類的，不要提前把電池充好了放在那兒，這樣是不行的。要等出門的前一天才充。
記憶效應(yīng)：
電池充滿電以后，如果不用完就繼續(xù)充電的話，內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)會(huì)"鈍化"，也就是使容量下降，三種電池中，Ni-Cd的記憶效應(yīng)最嚴(yán)重（這也是它被淘汰的原因之一），Ni-MH的其次，Li-Ion幾乎沒有記憶效應(yīng)。所以說手機(jī)可以隨時(shí)充電而不需要等到電用完以后。但實(shí)際上Li-Ion還是有記憶效應(yīng)的。所以，對(duì)于三種電池來說，都是最好能用完以后再充，用完的概念上面已經(jīng)講過了，不是讓電壓降的盡量低，而是放電到EODV就行了，不要繼續(xù)放電，否則會(huì)傷害電池。
充電時(shí)間：
三種電池的充電時(shí)間見表格（僅供參考比較用，具體電池具體分析）：
一般來說Ni-MH/Ni-Cd用的是恒流充電，而Li-Ion用的是恒壓，Ni-MH/Ni-Cd的慢充電流大概為C/10左右，快充電流約為1.2C左右。
價(jià)格：
這個(gè)不用多說了，Li-Ion由于其能量密度最高，所以也是最貴的，Ni-MH其次，然后是Ni-Cd最便宜，不過隨著技術(shù)的發(fā)展，Ni-Cd已經(jīng)比Ni-MH便宜不了多少了，但能量密度非常的低，而且對(duì)環(huán)境的污染也較大，所以已經(jīng)幾乎滅絕了，
可靠性：
長(zhǎng)期使用電池，免不了要考慮可靠性和壽命的問題。
對(duì)于Ni-MH/Ni-Cd電池來說，主要要注意的是，不要高電流過充。當(dāng)電池已經(jīng)充滿以后，如果再繼續(xù)高電流充電，就會(huì)使電池里面的氣體從透氣孔里泄露。大家都知道Ni-MH/Ni-Cd電池是有透氣孔的（不信你找出電池來看看，絕對(duì)有一個(gè)或幾個(gè)孔），但是要知道的是，電池的透氣孔平時(shí)是關(guān)閉的，只在內(nèi)壓過大的時(shí)候才打開，放出內(nèi)部氣體，而且這種泄露是不可恢復(fù)的，將會(huì)引起電池容量的下降。有趣的是，過充時(shí)，Ni-Cd放出的是氧氣，Ni-MH放出的是氫氣.引起內(nèi)壓過大的原因除了高電流過充以外，還有高電流放電，由ESR產(chǎn)生熱量而使內(nèi)壓過大，所以也要注意放電電流不可過大。Ni-MH/Ni-Cd還有一個(gè)問題就是極性反轉(zhuǎn)，這對(duì)于單節(jié)電池來說是不存在的，只存在于串聯(lián)電池包的形式，也就是大家平時(shí)看到的那種幾節(jié)電池捆在一起，然后焊接了正負(fù)極的那種，當(dāng)其中某一節(jié)沒電以后，由于仍然有電流流過，就可能引起極性反轉(zhuǎn)，極性反轉(zhuǎn)時(shí)，電池會(huì)持續(xù)發(fā)熱，同樣引起內(nèi)部氣體泄露，導(dǎo)致電池容量下降。特別需要說明的還有一點(diǎn)，對(duì)于Ni-Cd電池來說，長(zhǎng)期不使用，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)"晶格化"，使容量降低，這時(shí)候，就需要你用導(dǎo)線給它短路一下，就一瞬間就夠了，使其內(nèi)部的"晶格"還原，就可以恢復(fù)要原來的性能了。Ni-MH則沒有這個(gè)問題。
對(duì)于Li-Ion電池來說，由于其能量密度較高，所以有成為小型炸彈的可能，不過放心，現(xiàn)在的電池已經(jīng)沒有這個(gè)問題了，但要注意的是，Li-Ion電池不能放電太快，放電太狠（終點(diǎn)電壓過低），和充電太狠（充電終點(diǎn)電壓太高），這三種情況都會(huì)引起電池內(nèi)部的不量化學(xué)反應(yīng)，而使電池容量下降。
Li-Ion如果正常使用，長(zhǎng)期使用也沒有太大的性能下降。
工作溫度：
Ni-MH/Ni-Cd的最佳放電溫度是0-50°C，而最佳充電溫度則是10-40°C，最理想的充放電溫度是25°C，
如果高于這兩個(gè)范圍，則會(huì)引起兩個(gè)問題：1，容量下降。2，不容易充電，也就是本來一個(gè)小時(shí)的快速充電要延長(zhǎng)到兩個(gè)小時(shí)，因?yàn)槠鋬?nèi)部的化學(xué)反應(yīng)變慢了。
如果低于這兩個(gè)范圍，則能承受的充電電壓會(huì)下降，也就是說如果和25°C時(shí)使用同樣的電壓充電，就會(huì)損傷電池。而且在低溫下，容量同樣會(huì)下降，但較高溫時(shí)下降得少。
Li-Ion電池，工作溫度-20°C-60°C，充電溫度0-45°C。但它比較穩(wěn)定，在20-60°C時(shí)，容量幾乎都是一樣的，不會(huì)有下降。但在太低的溫度，下降就非常明顯，0°C時(shí)只剩90%，-20°C時(shí)則只剩70%了，所以，北方的朋友們，要小心了…
聲明：本信息內(nèi)容的真實(shí)性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實(shí)，僅供參考。
