談談鋰離子電池與鎳氫、鎘鎳電池之間的詳細差異
發布時間：2014-5-4 08:57
發布者：lichen
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現在市場上充電電池的型號很多，僅以5號電池為例，容量就有500mAh、600mAh、700mAh、850mAh、1200mAh和1300mAh等。不同容量的電池需要不同的充電電流，市場上一些通用型充電器多是為早期的500mAh和600mAh電池設計的，充電電流在60～70mA之間。目前市場上的電池形式主要以18650鋰電池為主。 （1）重量方面 以每一個單元電池的電壓來看，鎳氫電池與鎳鎘電池都是1.2V，而鋰離子電池為3.6V，鋰離子電池的電壓是鎳氫、鎘鎳電池的3倍。并且，同型電池的重量鋰離子電池與鎘鎳電池幾乎相等，而鎳氫電池卻比較重。但鋰離子電池因端電壓為3.6V，在輸出同等電壓的情況下，單個電池組合時數目可減少2/3，從而使成型后的電池組重量和體積都減小。 （2）記憶效應 鎘鎳電池有記憶效應，因此定期的放電管理是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態下的被動管理，甚至是在鎘鎳電池荷電量不確切的情況下進行放電（每次對鎘鎳電池放電或者使用幾次后進行放電，都因鎘鎳電池生產廠商和使用情況不同而有所差異）。這種煩瑣的放電管理在使用鎘鎳電池時是無法避免的。相對而言，鋰離子電池沒有記憶效應，在使用時非常方便簡單，完全不必考慮二次電池殘余電壓的多少，可直接進行充電，充電時間自然可以縮短。 記憶效應是充電電池的一大天敵，一般認為是長期不正確的充電導致的，它可以使電池早衰。記憶效應可使電池無法進行有效的充電，出現一充就滿、一放就完的現象。防止電池出現記憶效應的方法是，嚴格遵循“充足放光”的原則，也就是說在充電前最好將電池內殘余的電量放光，充電時要一次充足。通常鎘鎳電池容易出現記憶效應，所以充電時要特別注意；鎳氫電池理論上沒有記憶效應，但使用中最好也遵循“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。對于由于記憶效應而引起容量下降的電池，可以通過一次性充足再一次性放光的方法反復數次，大部分電池都可以得到修復。 （3）自放電率 鎘鎳電池為15%/月～30%/月，鎳氫電池為25%/月 ～35%/月，鋰離子電池為2%/月 ～5%/月。在以上三種電池中，鎳氫電池的自放電率最大，而鋰離子電池的自放電率最小。 （4）充電方式 充電電池的充電問題一直是人們關心的焦點，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，不同的充電方法對充電器的線路有不同的要求，自然影響到充電器的生產成本。電池充電時間和充電電流的關系為：用電池容量除以充電電流可以得到充電時間，考慮充電過程中的損耗，所以將得到的充電時間再乘以1.2這個系數。 鎘鎳和鎳氫電池最常用的簡單充電方法是10%C恒流充電，又被稱為“慢充”，即按照電池容量的10%確定充電電流。如一節標稱容量為500mAh的電池，它的建議充電電流為50mA；又如一節標稱容量為1300mAh的電池，它的建議充電電流為130mA。在此電流下連續充電12～15h就可以視為電池已充滿電。雖然建議使用恒流充電，但要求并不嚴格，電流允許有較大波動，所以按照此方法制作的充電器結構非常簡單，一般只需要采用變壓器將220V市電轉換成適當低電壓，采用整流二極管整流，電容器采用限流電阻限流并配以發光二極管等指示裝置，成本非常低。市面上絕大部分獨立常規充電器都采用這種方式，只不過外形不同罷了�！奥洹彪m然比較簡單，但是充一次電要等待10多個小時，為此，電池生產廠商也允許用戶在急需時用30%C的電流給電池充電4～5h，稱之為“快充”。采用“快充”方式，在理論上對電池有輕微的損害。所以大部分常規充電器都有“快充”和“慢充”兩擋，并建議用戶不要經常使用“快充”方式。 在很多情況下用戶需要對電池進行快速、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程中會出現極化效應，使電池發熱，而且當采用大電流充電方式將電池充滿電后，如果不及時停止，電池會迅速發熱，嚴重時可導致電池燒毀和爆炸。所以，要求快速充電器具備電池充滿自停的功能，同時也要解決極化效應，使充電過程高效安全。早期的快速充電器采用簡單的定時充電方式，此類充電器對電池針對性強，充電效果亦不令人滿意�，F代的充電器采用專用的充電控制集成電路，以高頻脈動電流給電池充電以解決極化效應，根據不同電池的特性檢測不同的參數來準確判斷電池是否充滿，并提供溫度保護等保護措施和初始充電前的放電等附加功能。不過這種充電器結構比較復雜，成本也比較高，一般多用于手機、對講機等高檔通信設備及電器。 如果要給更大容量的電池充電，就需要更長的充電時間�？上扔�萬用表電流擋測量實際充電電流，再用電池容量除以充電電流，然后乘以系數1.2便可得到具體的充電時間。對于1000mAh以上的鎳氫電池，可以嘗試用普通充電器的快充擋，因為這擋電流較大，用萬用表電流擋測實際充電電流，其數值應接近所充鎳氫電池要求的10%C充電電流。實際上市場上很多所謂的鎳氫電池充電器只不過是充電電流大一些的常規充電器而已。 市場上出售的充電器主要有專用型和通用型兩種，所謂專用型是為某一電器使用的一體化電池組配備的充電器，其中典型的是移動電話配套的充電器。選擇此類充電器時一般選用原裝配套的產品比較合適，一是型號對口（有專用的充電適配器），充電電壓對應；二是大多數此類充電器都采用高效的快充方式，工作效率高。國產的部分專用充電器最大的優勢是價格便宜，不過由于各生產廠采用不同的內部線路和不同的充電方式，很多產品為了降低成本而使用簡單的電子線路，充電效果不佳，并且沒有采用國際推薦的充電方法。在選擇專用充電器時，應選用與電池組配套的專用充電器，最好具備放電和充滿自停的產品，并且要具有液晶充電進程指示和自動快速充電功能。通用型充電器需要將電池一節一節地獨立充電，市場上通用型充電器大部分是采用10%C充電電流的產品，有的帶有電量測試等附加功能。 購買通用型充電器時，注意要使其與電池配套（以“慢充”為例，充電電流為10%C）。市場也有一些具備充滿自停功能的通用型快速充電器，使用比較方便。中檔的通用型快速充電器都帶有充電狀態指示裝置，并在產品包裝規格上注明有充滿自停功能。 |
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