手電筒的充電電池知識(shí).doc

手電筒的充電電池知識(shí)充電電池簡(jiǎn)介 電池的主要性能指標(biāo)1.安全性能影響最大的是爆炸和漏液，主要與電池的內(nèi)壓、結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)有關(guān)（比如安全閥失效、鋰離子電池沒(méi)有保護(hù)電路等）。2.容量按照IEC標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)規(guī)定，鎳氫和鎳鎘電池是指在255的條件下，以0.1C充電16小時(shí)，以0.2C放電至1.0V時(shí)放出的容量。鋰離子電池是指在常溫的條件下，以恒流(1C)、恒壓（4.2V）充電3小時(shí)，以0.2C放電至2.75V時(shí)放出的容量。容量單位：安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）3.內(nèi)阻是指電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力。充電電池的內(nèi)阻很小，一般要用專(zhuān)門(mén)儀器測(cè)試。充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻有差異，放電態(tài)內(nèi)阻稍大，而且不太穩(wěn)定。內(nèi)阻越大，消耗的能量越大，充電發(fā)熱越大。隨著電池使用次數(shù)的增多，電解液消耗及活性物質(zhì)減少，內(nèi)阻會(huì)增大，質(zhì)量越差，內(nèi)阻增大越快。4.循環(huán)壽命電池可重復(fù)充放電的次數(shù)。壽命與容量成反比，與充放電條件密切相關(guān)，一般充電電流越大，壽命越短。5.荷電保持能力指自放電率。與電池材料、生產(chǎn)工藝和儲(chǔ)存條件有關(guān)，一般溫度越高，自放電率越高。6.大電流放電能力主要與電池材料、生產(chǎn)工藝有關(guān)，一般用于動(dòng)力電池。/bbs阿武論壇充電電池的典型結(jié)構(gòu)1.正極板2.負(fù)極板3.隔膜4.電解液5.鋼殼/塑膠外殼充電電池的可靠性測(cè)試項(xiàng)目1.循環(huán)壽命2.不同倍率放電特性3.不同溫度放電特性4.充電特性5.自放電特性6.不同溫度自放電特性7.儲(chǔ)存特性8.過(guò)放電特性9.不同溫度內(nèi)阻特性10. 高溫測(cè)試11. 溫度循環(huán)測(cè)試12. 跌落測(cè)試13. 振動(dòng)測(cè)試14. 容量分布測(cè)試15. 內(nèi)阻分布測(cè)試16. 靜態(tài)放電測(cè)試ESD電池常用標(biāo)準(zhǔn)鎳鎘電池:IEC60285-1999,GB/T11013-1996,GB/T18289-2000鎳氫電池:IEC61436-1998.1/GB/T15100-1994/GB/T18288-2000鋰離子電池:GB/T10077-1998/GB/T18287-2000或者SANYO或松下標(biāo)準(zhǔn) 鎳氫電池優(yōu)點(diǎn) 1.比能量密度高：是鎳鎘電池的1.5-2倍多。2.環(huán)保3.無(wú)記憶效應(yīng)4.循環(huán)壽命長(zhǎng)：在正確使用條件下可循環(huán)使用500次以上。缺點(diǎn)1.自放電率高：滿(mǎn)電常溫下存儲(chǔ)自放電率30352.高溫性能差3.在過(guò)充和過(guò)放時(shí)會(huì)排出氣體鎳氫電池工作原理鎳氫電池的正極主要成分為氫氧化鎳Ni(OH)2，負(fù)極主要為無(wú)污染物質(zhì)貯氫合金粉（M），電解液是氫氧化鉀的水溶液。attach12054/attach鎳氫電池設(shè)計(jì)時(shí)，容量實(shí)際上是由正極限制的，負(fù)極容量設(shè)計(jì)過(guò)剩，以保證過(guò)充電時(shí)候，正極產(chǎn)生的氧氣可以到負(fù)極反應(yīng)，電池的內(nèi)壓不會(huì)有明顯升高。鎳氫電池的充電方式充電是將充電電池恢復(fù)其原始容量的過(guò)程，為使電池達(dá)到長(zhǎng)期使用的目的，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)某潆姺椒ǔ潆姡壳拜^好的方式是-V值控制充電，此外還可以采用其它的控制方法。1. 應(yīng)在環(huán)境溫度1030下充電，此時(shí)充電效率最佳。環(huán)境溫度低于0時(shí)，電池內(nèi)氣體吸收反應(yīng)不充分，造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化。而環(huán)境溫度高于40時(shí)，充電效率會(huì)下降。這會(huì)使電池性能惡化，發(fā)生泄漏。2. -V值：5-10mV/只，充電過(guò)程中，如果電壓從其峰值下落5到10mV則終止充電，充電轉(zhuǎn)為涓流。3. dT/dt值：0.81/min，用熱敏電阻或溫度傳感器探測(cè)電池溫度，單位時(shí)間內(nèi)電池溫度上升達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流。4. TCO：電池充電最高溫度，D型、F型、2/3M型及M型電池為48，其他電池為50，如果充電過(guò)程中電池過(guò)熱會(huì)對(duì)電池壽命及其他性能造成影響，為此，當(dāng)電池溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流充電。-V檢測(cè)線路在開(kāi)始充電后一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，但在此時(shí)間內(nèi)dT/dt 可以啟動(dòng)。5. 初始延時(shí)：10分鐘，防止-V檢測(cè)線路在開(kāi)始充電后一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。因?yàn)?，鎳氫電池在放置較長(zhǎng)時(shí)間或過(guò)放后充電電壓會(huì)有波動(dòng)（假-V），此時(shí)延時(shí)的設(shè)定是為防止此假-V誤觸發(fā)使充電終止。6. 涓流充電電流：1/301/20C，如果涓流充電電流過(guò)大，電池溫升會(huì)增加，造成電池性能降低。7. 充電總時(shí)間：1020小時(shí)（視充電電流的大?。?，即使是涓流充電，長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充也會(huì)造成電池性能惡化，為防止涓流或其他充電下過(guò)充，建議設(shè)立一個(gè)保護(hù)性的總充電時(shí)間控制。8. 要堅(jiān)決避免反極充電。反極充電會(huì)造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化，甚至電池會(huì)破裂。9. 不要將電池反極充電或大電流過(guò)充，否則會(huì)造成氣體快速產(chǎn)生，使電池內(nèi)壓增加，電池鼓脹或破裂。鎳氫電池的放電注意事項(xiàng)1.鎳氫電池的放電終止電壓非常關(guān)鍵，必須在1.01.1V之間，超過(guò)了這個(gè)終止電壓可能有過(guò)放的危險(xiǎn)，過(guò)放會(huì)造成排氣，對(duì)電池?fù)p害很大。2.放電時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)在-1045度，超過(guò)此范圍，放電容量會(huì)嚴(yán)重下降，長(zhǎng)期在高低溫環(huán)境下工作，容量會(huì)衰減很快。3.放電電流影響放電效率。在放電電流為0.1 C2 C之間放電效率最佳。4.過(guò)放電會(huì)損害電池特性，放電時(shí)要有過(guò)放保護(hù)。儲(chǔ)存1.將電池儲(chǔ)存在干燥、無(wú)腐蝕性氣體、溫度在-2035之間的地方。2.長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)加速電池自放電和活性物質(zhì)鈍化，電池電壓和容量會(huì)下降重復(fù)幾次充放電循環(huán)后，電池可恢復(fù)原有性能，所以要定期充電。電池壽命電池使用后期，電池內(nèi)阻增加，還有可能發(fā)生內(nèi)部短路。充電器和充電電路應(yīng)考慮電池使用末期電池失效發(fā)熱的安全問(wèn)題。焊接不要將任何東西直接焊接在電池上。這可能會(huì)損壞電池內(nèi)部的安全閥，破壞電池的安全性。設(shè)備上安裝（密閉的電池盒）應(yīng)避免設(shè)計(jì)使用密閉的電池盒，在一些情況下，電池有氣體放出，如有點(diǎn)火源出現(xiàn)，可能有電池破裂的危險(xiǎn)。組合電池的注意事項(xiàng)1. 組合數(shù)量不要超過(guò)6個(gè)，只能串聯(lián)使用。2. 要嚴(yán)格控制放電電壓，一般終止電壓在1.1V（指單體電池電壓）。3. 要嚴(yán)格控制充電，不能過(guò)充，要用-V控制。鋰離子電池簡(jiǎn)介 鋰離子電池的正極活性材料是鈷酸鋰（LiCoO2-氧化鈷鋰），負(fù)極活性材料是碳材。電池通過(guò)正極的鋰離子在負(fù)極的鍵入與遷出實(shí)現(xiàn)電池的充放電過(guò)程。鋰離子電池有各種形狀（圓柱形、長(zhǎng)方形等）以適合不同產(chǎn)品的需要，其容量一般有幾百毫安時(shí)到幾安時(shí)。另外，可以將幾個(gè)鋰離子電池串聯(lián)在一起，并與電池保護(hù)器封裝在一起組成電池組。優(yōu)點(diǎn)1. 單體電壓高：3.63.8V，充滿(mǎn)電時(shí)的電壓（終止充電電壓）一般為4.2V，終止放電電壓不低于2.5V。2. 比能量大：100135Wh/kg，是鎳氫的1.5倍，鎳鎘2倍。3. 循環(huán)壽命長(zhǎng)：一般500次，甚至1000次。4. 安全，無(wú)公害，無(wú)記憶，無(wú)污染。5. 自放電低：室溫下滿(mǎn)電存儲(chǔ)1個(gè)月的自放電率約10左右（鎳鎘2530，鎳氫3035）。6. 溫度范圍廣：20+60缺點(diǎn)1. 成本高：LiCoO2價(jià)格高（幾十萬(wàn)元/噸）。2. 不能大電流放電，內(nèi)阻相對(duì)較大，一般在0.5C以下放電。例如，一種容量為3Ah的鋰離子電池，在0.75A（0.25C）電流放電時(shí)，工作時(shí)間為4小時(shí)；若以2A（0.67C）電流放電時(shí)，工作時(shí)間為1.25小時(shí)（相當(dāng)于2.5Ah了）；若以3A（1C）電流放電，工作時(shí)間僅為為0.6小時(shí)（相當(dāng)于1.8Ah了）。3. 需要保護(hù)電路控制。如果鋰離子電池在使用過(guò)程中電壓已降到2.5V后還繼續(xù)使用，則稱(chēng)為過(guò)放電（或過(guò)放），對(duì)電池有損害。attach12055/attach 放電曲線充電 鋰離子電池充電的需求有：（1）過(guò)充保護(hù)終止充電電壓精度在額定值的1%之內(nèi)（過(guò)壓充電可能對(duì)鋰離子電池造成永久性損壞）。（2）鋰離子電池的充電率（充電電流）應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠的建議選用。雖然某些電池充電率可達(dá)2C（C為電池的容量），但常用的充電率為（0.51.0）C。（3）如果充電電流過(guò)大會(huì)產(chǎn)生溫度過(guò)高，不僅會(huì)損壞電池并可能引起爆炸。因此在大電流充電時(shí)，需要對(duì)電池進(jìn)行溫度檢測(cè)，并且在超過(guò)設(shè)定充電溫度時(shí)能停止充電以保證安全。（4）充電器電路中有設(shè)定的限流電阻，保證充電電流不超過(guò)設(shè)定的限制電流。-完善的充電器可對(duì)過(guò)放的電池進(jìn)行挽救修復(fù)，即在充電前進(jìn)行預(yù)處理。充電前檢測(cè)電池的電壓：若電池電壓大于2.5V，則按正常方式充電；若電池電壓低于2.5V，則用小電流（約1/10C的電流）充電，充到2.5V后再按正常方式充電。這種預(yù)充電的方式稱(chēng)為預(yù)處理。- 目前的充電器常采用三段充電法，即預(yù)處理、恒流充電（快充）、恒壓充電（充滿(mǎn)）。開(kāi)始以設(shè)定的恒流充電，電池電壓以較高的斜率增長(zhǎng)，在充電過(guò)程中斜率逐步降低，充到接近4.2V時(shí)，恒流充電階段結(jié)束。接著以4.2V恒壓充電，在恒壓階段充電時(shí)，電壓幾乎不變（或稍有增加），充電電流不斷下降。當(dāng)充電電流下降到1/10C時(shí)，表示電池已充滿(mǎn)，終止充電。有的充電器在充電電流降到某一值時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，經(jīng)一段定時(shí)后，結(jié)束充電 鎳氫電池 優(yōu)點(diǎn) 1.比能量密度高：是鎳鎘電池的1.5-2倍多。 2.環(huán)保 3.無(wú)記憶效應(yīng) 4.循環(huán)壽命長(zhǎng)：在正確使用條件下可循環(huán)使用500次以上。 缺點(diǎn) 1.自放電率高：滿(mǎn)電常溫下存儲(chǔ)自放電率3035 2.高溫性能差 3.在過(guò)充和過(guò)放時(shí)會(huì)排出氣體 鎳氫電池工作原理 鎳氫電池的正極主要成分為氫氧化鎳Ni(OH)2，負(fù)極主要為無(wú)污染物質(zhì)貯氫合金粉（M），電解液是氫氧化鉀的水溶液。 鎳氫電池設(shè)計(jì)時(shí)，容量實(shí)際上是由正極限制的，負(fù)極容量設(shè)計(jì)過(guò)剩，以保證過(guò)充電時(shí)候，正極產(chǎn)生的氧氣可以到負(fù)極反應(yīng)，電池的內(nèi)壓不會(huì)有明顯升高。 鎳氫電池的充電方式 充電是將充電電池恢復(fù)其原始容量的過(guò)程，為使電池達(dá)到長(zhǎng)期使用的目的，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)某潆姺椒ǔ潆姡壳拜^好的方式是-V值控制充電，此外還可以采用其它的控制方法。 1. 應(yīng)在環(huán)境溫度1030下充電，此時(shí)充電效率最佳。環(huán)境溫度低于0時(shí)，電池內(nèi)氣體吸收反應(yīng)不充分，造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化。而環(huán)境溫度高于40時(shí)，充電效率會(huì)下降。這會(huì)使電池性能惡化，發(fā)生泄漏。 2. -V值：5-10mV/只，充電過(guò)程中，如果電壓從其峰值下落5到10mV則終止充電，充電轉(zhuǎn)為涓流。 3. dT/dt值：0.81/min，用熱敏電阻或溫度傳感器探測(cè)電池溫度，單位時(shí)間內(nèi)電池溫度上升達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流。 4. TCO：電池充電最高溫度，D型、F型、2/3M型及M型電池為48，其他電池為50，如果充電過(guò)程中電池過(guò)熱會(huì)對(duì)電池壽命及其他性能造成影響，為此，當(dāng)電池溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流充電。-V檢測(cè)線路在開(kāi)始充電后一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，但在此時(shí)間內(nèi)dT/dt 可以啟動(dòng)。 5. 初始延時(shí)：10分鐘，防止-V檢測(cè)線路在開(kāi)始充電后一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。因?yàn)?，鎳氫電池在放置較長(zhǎng)時(shí)間或過(guò)放后充電電壓會(huì)有波動(dòng)（假-V），此時(shí)延時(shí)的設(shè)定是為防止此假-V誤觸發(fā)使充電終止。 6. 涓流充電電流：1/301/20C，如果涓流充電電流過(guò)大，電池溫升會(huì)增加，造成電池性能降低。 7. 充電總時(shí)間：1020小時(shí)（視充電電流的大小），即使是涓流充電，長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充也會(huì)造成電池性能惡化，為防止涓流或其他充電下過(guò)充，建議設(shè)立一個(gè)保護(hù)性的總充電時(shí)間控制。 8. 要堅(jiān)決避免反極充電。反極充電會(huì)造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化，甚至電池會(huì)破裂。 9. 不要將電池反極充電或大電流過(guò)充，否則會(huì)造成氣體快速產(chǎn)生，使電池內(nèi)壓增加，電池鼓脹或破裂。 鎳氫電池的放電注意事項(xiàng) 1.鎳氫電池的放電終止電壓非常關(guān)鍵，必須在1.01.1V之間，超過(guò)了這個(gè)終止電壓可能有過(guò)放的危險(xiǎn)，過(guò)放會(huì)造成排氣，對(duì)電池?fù)p害很大。 2.放電時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)在-1045度，超過(guò)此范圍，放電容量會(huì)嚴(yán)重下降，長(zhǎng)期在高低溫環(huán)境下工作，容量會(huì)衰減很快。 3.放電電流影響放電效率。在放電電流為0.1 C2 C之間放電效率最佳。 4.過(guò)放電會(huì)損害電池特性，放電時(shí)要有過(guò)放保護(hù)。 儲(chǔ)存 1.將電池儲(chǔ)存在干燥、無(wú)腐蝕性氣體、溫度在-2035之間的地方。 2.長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)加速電池自放電和活性物質(zhì)鈍化，電池電壓和容量會(huì)下降重復(fù)幾次充放電循環(huán)后，電池可恢復(fù)原有性能，所以要定期充電