常見干電池的種類特性和應(yīng)用

1、隨著便式IT設(shè)備和數(shù)碼、AV設(shè)備的普及，干電池已成為一種人人都必須面對的可移動能源。 由于便攜設(shè)備的品種日益增加， 電流和容量的需求也在不斷提高，電池技術(shù)也在迅速發(fā)展，新型電池不斷涌現(xiàn)。目前常用干電池，從外型看可分為三大類：一、傳統(tǒng)通用型干電池，有一號電池（R2。，二號電池（R140 ,五號電池（R6）,七號電池（R0和積層電池（X FXX）；二、扣式電池，有 用于電子表、 計算機(jī)、 聲響玩具的小扣式電池和電子辭典、 照相機(jī)等用的直徑為20mm勺大扣式電池；三、專用電池，專用電池是以設(shè)備體積要求專門設(shè)計的干電池，形狀各異，品質(zhì)好、價格高，多用于手機(jī)、筆記本電腦、攝錄放一體機(jī)及高檔數(shù)碼相機(jī)。雖然

2、電池的外型差別有可能帶來選購上的麻煩， 但用戶不必為此多費心思，也不會有什么困惑。 會引起困惑的是電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成的不同品種。 干電池最重要的區(qū)別是一次性電池和充電電池，一次性電池用過即丟，就算是綠色環(huán)保型，也只不過是無汞無鎘等重金屬元件素而已， 其它污染依舊存在。 ， 充電電池是可以反復(fù)充電使用的電池， 用了十幾年還能使用的也不在少數(shù)。 因而， 對環(huán)境的總體污染更小。 雖然首次投資較大， 但由于使用壽命很長， 平均使用費用反而較低。無論是一次性電池還是充電電池， 各自還有多種品種， 性質(zhì)、 用途和使用差別都很大。 要正確地用好這些電池， 必須具有一定的基本知識。 現(xiàn)將十種常用干電池的特性和應(yīng)

3、用予以介紹，以供用戶日后選購電池時參考。首先干電池的以下三項指標(biāo)是選購電池時務(wù)必了解的。一、標(biāo)稱電壓：通俗講就是正常工作時的路端電壓， 嚴(yán)格說是新電池電壓值到最低電壓值時間的平均電壓。 新電池或剛充完電的電池電壓會略高于額定電壓， 開始使用后馬上就會落到這一值上， 此后能在這一值上保持較長的時間。 當(dāng)?shù)陀谠撾妷汉螅?電池電壓就會較快地下降， 直至不能使用。 二、 容量： 電池的電能量， 一般用 mAh,500mAh則表示此電池以50mA勺電流放電，能工作10小時。這樣的計量較為粗糙，因為不同性質(zhì)的電池在以不同電流放電時， 工作時間不是成線性比例的。 故較嚴(yán)格的電池容量是用對多少歐姆電阻能放電多

4、少時間來表示，并且放電方式還有連續(xù)、間隙和短時等差別。例如，某品牌堿性電池，對10 歐姆負(fù)載，連續(xù)放電至伏的時間20小時；對歐姆負(fù)載，每分鐘放電15秒，放至伏的次數(shù)學(xué)660o前者的放電條件相當(dāng)于較大錄音機(jī)或普通電動玩具， 后者則類似閃光燈充電。 越是新穎高品質(zhì)的電池，容量的線性也越好。三、存放期和自放電率，一般一次性電池有存放時間， 約 2-3 年左右。 這是由于電池在自由放置中的放電效應(yīng)引起的， 充電電池由于自放電率較高，一般直接給出自放電率，每月百分之幾（%/月）。1、 一次性電池1、普通鋅錳電池這是最傳統(tǒng)的干電池， 正極為石墨棒， 負(fù)極為金屬鋅圓筒， 電解質(zhì)為糊狀氯化銨之類物質(zhì)， 石墨周

5、圍有二氧化錳去極化劑。 鋅錳電池標(biāo)稱電壓伏， 規(guī)格型號有 R20（ 1 號）， R14（ 2 號）， R6（ 5 號）， R03（ 7 號）幾種。外包裝多采用紅色。 現(xiàn)在除手電筒、 老式手提錄音機(jī)和早期電子鐘還在用 1 號和 2 號電池外， 其它用干電池的場合大多為5號（AA）、7號（AAA電池。這種電池價格最低，但電容量也低（ 5號電池容量約500mAH） , 不適合大電流放電，還容易漏液。只能用于小電流和間歇放電設(shè)備，一般可用于手電筒，收音機(jī)，門鈴，遙控器，不帶電機(jī)的電子玩具等。 為了防止漏液， 這類電池中的精品往往用鋁殼或鐵殼封裝，廉價的只用塑料薄膜緊裹。 由于漏出的液體腐蝕性很強(qiáng)， 所

6、以， 對于那些用電量極低， 但比較貴重的設(shè)備也最好不要用， 或定時檢查電池有無異常。 注意這種電 池如發(fā)現(xiàn)鼓脹就不宜再用。 2、高功率電池也稱高容量電池和鋅錳紙版電池， 正極負(fù)極的基本結(jié)構(gòu)與鋅錳電池相同， 但 電解質(zhì)被吸入紙版中。標(biāo)稱電壓伏，規(guī)格型號為在鋅錳電池的型號上加上后綴“P，如5號電池R6P； 7號電池R03R高功率電池價格約是鋅錳電池的 2、 3 倍，容量在小電流放電時比糊式鋅錳電池略大些，但大電流放電時就明顯較長，號稱有2、 3 倍的容量。但從消費者協(xié)會公布的實測數(shù)據(jù)看， 其容量大得有限， 有些品牌甚至不及優(yōu)質(zhì)糊式鋅錳電池。但該電池有一優(yōu)點就是不易漏液。由于其輸出功率較高，故適用于

7、大電流和連續(xù)工作場合?？捎糜陔S身聽，電動玩具、膠片自動相機(jī)等。為了防止漏液損壞設(shè)備，在遙控器、電子門鈴、石英電子鐘等電池使用時間特長的設(shè)備中， 用這種電池也很適宜。 不過這種電池的 單位時間電費費用，在小電流應(yīng)用時，高于普通鋅錳電池，而大電流應(yīng)用時，又 高于堿性鋅錳電池，不太經(jīng)濟(jì)。3、堿性鋅錳電池堿性電池的規(guī)格型號標(biāo)識是在普通鋅鈕電池型號上加上前綴“ L”，成為 LR6 LR03也有直接印有英文堿性" ALKALINE的標(biāo)識。堿性鋅鈕電池結(jié)構(gòu)較 為特別， 中心用一根鋅棒作為負(fù)極， 外殼鋅材是正極 （和普通鋅錳電池電極相反） 。 為了與一般電池一樣使用， 它把中心的負(fù)極引出線做得與普通

8、鋅錳電池一樣的平 坦。而外殼正極上，沖出一個類似石墨棒的銅帽，包裝時再反過來即可。仔細(xì)觀 察可以發(fā)現(xiàn)負(fù)極與周圍外殼之間有一條絕緣密封溝（類似南孚所謂的聚能環(huán)）， 而糊式鋅錳電池和高功率電池的負(fù)極和側(cè)邊外殼是連體的。 這可作為高功率電池 假冒堿性電池的識別特征之一。第二個特征是堿性電池比較重。堿性電池標(biāo)稱電壓也是伏，容量約是普通電池的510倍，用于照相機(jī)閃光 燈充電的瞬時特大電流工作狀態(tài)，這可超過普通電池10 倍。但價格只有高功率電池的 2 倍左右。 由于堿性電池的大電流、 大容量特性， 使其為目前通用型一次 性電池中最好的品種，可用于全自動相機(jī)，用 5 號電池的數(shù)碼相機(jī)，隨身聽、隨 身看，電動

9、玩具，剃須刀等場合。其外觀與鋅錳電池相同。堿性電池一般認(rèn)為是一次性電池，早期有過一種叫堿性充電電池，型號為R-LR6,大約可循環(huán)使用100次?，F(xiàn)在的堿性電池也有稱其為半充電池可能，但 必須用低恒涓流充電，最大充電電流在160mAz下。過充電后易漏液，且漏出的 液體腐蝕性很強(qiáng)， 會損壞充電器。 對于一般用戶來說， 認(rèn)為堿性電池是一次性電 池較正確，當(dāng)然這并不妨礙謹(jǐn)慎的愛好者對其充電后再使用。堿性電池也有制成小扣式電池的， 價格很低。 但電壓比氧化銀類扣式電池略低，同體積電容量也只有其60%- 70%供出電流較大。這種扣式電池不能應(yīng)用 于指針式石英表。4、積層電池積層電池是鋅錳電池的變形， 每節(jié)電

10、池象電蚊片那么一片。 正極也是石墨和二氧化鉆，負(fù)極為鋅片，中間一層半糊狀電解質(zhì)，每片伏。型號 6FXX,即有6 片積層，總電壓9 伏，外加鐵殼包裝。早先有過不同尺寸， 4 片、 6 片、 15 片等等多種，但現(xiàn)在見得到的只有用于無線話筒，電子血壓計或數(shù)字液晶萬用表中。積層電池電壓高， 電流小， 容量小， 早期用于必須有較高電壓才能工作的弱電流設(shè)備中?，F(xiàn)在由于DC-DC5片的普及，較高級些白這類設(shè)備也都改用1節(jié)5號電池供電， 積層電池適用面日益萎縮。 這種電池的最大放大電流只用幾十毫安，平時只工作在毫安級。積層電池的正負(fù)極在一邊， 存放時要特別留意不可與金屬物體， 如硬幣、 金 屬鋼筆等入置一起

11、，以防短路。5、鋰金屬電池( Lithium )新型的鋰電池有二大類，一類是一次性鋰金屬電池，另一類為鋰離子電池。鋰金屬電池的負(fù)極為鋰金屬， 正極有二氧化錳、 二硫化鐵等。 標(biāo)稱電壓因正極材料不同而有1 .5V、和3V多種，國內(nèi)常見的是用于高檔全自動相機(jī)的 3V型鋰電 池CR123舟口 CR2以及直徑為20mmi勺大扣式電池 CR2016/ CR2025/ CR2032幾 種。鋰金屬電池的能量重量比特別大，高達(dá)900Wh/kg。故單位體積的電池容量特別大，一節(jié)用于全自動電子照相機(jī)的CR123A以50海閃光燈拍攝，可拍24卷膠卷。鋰金屬電池還可連續(xù)大電流、長時間供電，最大電流在2A 以上。而自放

12、電率僅1%- %/月，保存性極好。雖然鋰的活動性很強(qiáng)，但由于鋰金屬電池采用了自猝火電化學(xué)系統(tǒng)，正常使用時非常安全，不慎出現(xiàn)內(nèi)外部短路、過度放電、過熱或外力沖擊時，都有一定的自身保護(hù)功能。 但也請切記鋰金屬電池不是可充電電池， 若強(qiáng)行充電， 容易引起爆炸或起火。由于鋰金屬電池的大容量、 大電流特點， 現(xiàn)已被越來越多的便攜式設(shè)備采用。如高檔全自動照相機(jī)和采用通用電池的普及型數(shù)碼相機(jī)， 鋰金屬扣式被廣泛用于高檔計算器、電子辭典、電子特記本、語音報時鐘表和照相機(jī)的第二電源中。6、氧化銀電池(銀鋅電池)氧化銀電池也稱銀鋅電池， 其正極為氧化銀， 陰極為鋅材， 電解質(zhì)有氫氧化鈉和氫氧化鉀兩種。標(biāo)稱電壓都是

13、伏，電流微弱。氧化銀電池都為小扣電池，常見的有X, X和X幾種，容量分別為15, 40,80/120/170mAH。扣式電池密封可靠， 不漏液。 但材質(zhì)的密封處也會生銹， 使用時要注意由于其體積小，供出電流小，這類扣式電池都是用于電子表，計算器，照相機(jī)，微型遙控器和聲響玩具中。 其中用氫氧化鈉作電解質(zhì)的電池內(nèi)阻較大， 輸出電流較小，適用于小電流設(shè)備， 如指針式石英表。 用氫氧化鉀作電解質(zhì)的電池內(nèi)阻小， 輸出電流略大些，可用于數(shù)字式電子表?？凼诫姵靥鎿Q時，鑷子只能夾持圓周邊，若夾持上下面即造成電池短路。7、過氧化銀電池將氧化銀電池的正極改為過氧化銀材料就為過氧化銀電池，品質(zhì)更好。標(biāo)稱電壓也是伏，

14、容量比同體積氧化銀電池高出30%-40%除氧化銀電池的適用范圍外，還可用于有亮光和聲響功能的電子表。2、 充電電池上述七種都是一次性電池，隨著便攜式電子設(shè)備的大量和長時間使用，一次性電池就是顯得費用太高。故充電電池越來越受到產(chǎn)品開發(fā)廠商和用戶的關(guān)注。充電電池除制造成通用型電池形式外， 還被大量制成專用型充電電池。 充電電池的特性比一次性電池更繁雜，除與一次性電池一樣有正常常使用時的注意點外，還有充電特性要注意。 不同種類的充電電池放電和充電特性多有不同， 使用不當(dāng)會大大縮短電池壽命。充電電池的一些特殊指標(biāo)如下： 1、最終放電電壓，也稱放電終止電壓，此電壓以下就不能再放電， 強(qiáng)行放電會加速損壞電

15、池。 這電壓也是測定電池容量的結(jié)束點。2、額定容量，以5 小時充滿電的電池，放電至最終放電電壓的電流和時間乘積。額定容量是“ C來表示，單位：mAh 3、充放電率，以C的比例來表 示。 若以容量數(shù)值電流放電， 即稱 C 率放電， 即充放電率為 0.1C 率的電池 , 就可 工作10小時。充電時：若效率100%以1C率充電，只需用1小時；以0.5C率 充電，需要2 小時。4、涓流，0.1C 率稱為涓流，涓流充電時間較長，但對各種充電電池都比較安全。例如，某充電電池容量為1600mAh充電效率為2/3,以0.5C率，即800mAs流充電，需要3小時，以0.1C率（160mA涓流充電，約 15 小時

16、。5、最大充電電壓，不會破壞電池內(nèi)部保護(hù)機(jī)制的最大允許充電電壓。6、最大充放電電流，具有過流保護(hù)機(jī)制的電池組，允許的最大充放電電流。下面介紹目前使用最廣泛的三種充電干電池。1、 鎳鎘電池（ Ni Cd）鎳鎘電池是最早出現(xiàn)的干式充電電池，現(xiàn)技術(shù)成熟、價格低廉，售價僅堿性電池的三、四倍，實際使用相當(dāng)于 500 節(jié)糊式鋅錳電池，故使用費非常低。它的正極采用氫氧化鎳，負(fù)極為氧化鎘，電解質(zhì)為氫氧化鉀。額定電壓伏，出廠時為放電狀態(tài)， 初始電壓不高于伏。 這是假冒充電電池或舊充電電池與新品的明顯區(qū)別。滿充電時的最大電壓可達(dá)，開始工作后，很快就回落在額定電壓上。此后能保持很長時間的穩(wěn)定電壓值， 到電量用完時，

17、 才迅速下跌。 鎳鎘電池的最終放電電壓為V。自放電率大，達(dá)253 28%/M,不宜充滿電保存。鍥鎘電池內(nèi)阻極小，能提供特別大的放電電流，短路電流可達(dá)6A,并且放電電壓穩(wěn)定。反復(fù)充電次數(shù)大于 500次。鍥鎘電池的能量重量比50Wh/Kg能 量體積比150Wh/L是幾種充電電池中最差的。由能量體積比不高，5號鍥鎘電池的容量只與糊式鋅錳電池持平，約500mAh。鎳鎘電池應(yīng)采用恒流充電，可大電流充電。由于電量充足后，若繼續(xù)充電，電壓反而會下降，故可用負(fù)電壓增量（一V）自動控制，結(jié)束充電.若充足后繼續(xù)充電，電能將全部轉(zhuǎn)化成熱能，電池發(fā)熱劇烈，溫升可達(dá)（T/At）來自動結(jié)束充電。 鎳鎘電池的一大優(yōu)點為過充

18、電的危險性不大， 涓流充電的話， 過 充電對電池幾乎沒有影響。 故可以用廉價的半波整流串電阻限流的定電壓充電器 充電，開始電流較大，此后逐步減小，不需具備定時或充足自動結(jié)束功能。稍好的可用大電充恒流快速充電方式， 定時自動切斷電源。 由于具體電池電量不一定會全用光，新舊不同，充電效率也可能不同，定時結(jié)束充電不一定正確，但即使略有過充電也關(guān)系不大。鎳鎘電池的一大缺點是具有記憶效應(yīng) ，如果沒有用完電就充電，或沒有充足電就放電， 電池就會記憶住這個電壓， 以后充放電就會停止在這里， 使可用容量大大減小。所以，平常使用應(yīng)以 用光充足 為原則，不隨意充電。這就對旅游和野外使用會有所影響，可能突然出現(xiàn)電量

19、用盡的情況。如已經(jīng)出現(xiàn)記憶效應(yīng)，如發(fā)現(xiàn)充電后使用時間很短， 可用以下方法恢復(fù)： 以涓流充足電量 （寧過勿缺） ， 然后以5小時率（5號電池約100 mA）放電，直至放到，如此反復(fù) 3、5次，一 般就能恢復(fù)正常。鎳鎘電池雖然額定電壓只有，但由于其內(nèi)阻小，路端電壓與鋅錳類一次性電池基本本相同， 特別在大電流工作時， 作用于負(fù)載上的電壓更在其上。 所以，凡是用伏一次性性干電池的場合， 都可以用伏的鎳鎘電池， 其中以大電流設(shè)備更為合適用。例如，全自動相機(jī)、隨身聽、錄音機(jī)、電機(jī)玩具、遙控艦?zāi)?、電動剃須刀具等場合，如電子鐘、遙控器中，就不合適或不經(jīng)濟(jì)。一些早期的電子閃光燈或自動相機(jī)， 注明禁使用鎳鎘電池，

20、 是因為擔(dān)心鎳鎘電池提供的特大電流損壞閃光燈充電電路， 后來的閃光燈一般不存在此問題。 另外， 由于鎳鎘電池的容量不大，故不宜用于長時間大電流設(shè)備，如液晶顯示器、隨身看、數(shù)碼相機(jī)等。2、鎳氫電池（ Ni MH）鎳氫電池采用與鎳鎘電池相同的鎳氧化物作為正極，儲氫金屬作為負(fù)極，堿液 （主要為氫氧化鉀作為電解液。 鎳氫電池額定電壓也是， 滿充電時的最大電壓可達(dá)，最終放電電壓為。重復(fù)充電次數(shù)大于500次，自放電率20%鎳氫電池是鎳鎘電池的后代產(chǎn)品，各方面性能都優(yōu)于鎳鎘電池，放電最大電流可為3A。能量重量比6080Wh/kg,同樣體積或同樣重量可供出比鍥鎘電池 大得多的能量，適合有重量體積要求的設(shè)備，例

21、如，艦?zāi)：蛙嚹５取Ｆ鋯喂?jié)5號電池的最大容量可達(dá)1700mAh鍥氫電池成本低，具有良好的快充性能，無記 憶效應(yīng)，無鎘污染，溫度使用范圍廣，安全性能好。溫升迅速自動結(jié)束充電，故以溫升加劇結(jié)束充電更為正確。 其過充電后， 能量也會變成熱量散發(fā)掉， 不過大 電流過充電也會影響電池壽命。鎳氫電池充電方式與鎳鎘電池基本相同， 也為恒流充電， 電壓增量負(fù)斜率或由于負(fù)斜率特征沒有鎳鎘電池明顯，。雖然鎳氫電池被認(rèn)為沒有記憶效應(yīng)， 可以隨時充電。 但充電器若沒有充滿自動停止功能的話， 也只能以涓流充電。 因為大電流恒流充電無法正確估計時間， 極易造成過充電。 鎳氫電池長期不用會出現(xiàn)休眠現(xiàn)象 ， 容量大大降低， 這

22、時可按鎳鎘電池消除記憶效應(yīng)同樣的過程激活。鑒于鎳氫電池的特點， 它可用于各種普通電池使用的場合， 其中包括長時間大電流和瞬態(tài)超大電流工作狀態(tài)，如隨身看、航模艦?zāi)?、玩具賽車、電動工具和采? 號電池的數(shù)碼相機(jī)。也可用于長期放電，但電流不大的場合，如無繩電話。其瞬態(tài)超大電流工作能力是更新型的鋰離子充電電池都力不能及的。3、 鋰離子電池（ Li-ion ）鋰離子電池是新型的充電電池，正極材料為含鋰的金屬氧化物（LiCoO2、LiNiO2、LiMn202等），負(fù)極材料為焦炭或石墨，電解質(zhì)為有機(jī)液，新電池需充 電化成。鋰離子電池的額定電壓為，滿充電時的最大電壓為，最終放電電壓硬 碳型，石墨型。其能量重量比高達(dá)170Wh/Kg是鍥鎘電池的三倍多，能量體積比300Wh/L,循環(huán)充電次數(shù)大于1000次，無記憶效應(yīng)。內(nèi)部還具有多種安全 設(shè)置，能保護(hù)電池在不當(dāng)使用時不至損壞。從上述指標(biāo)就可以看出， 鋰離子電池的能量密度更大， 同樣體積可以供出更多的能量，使用壽命長，單節(jié)電池的工作電壓高。另外，鋰離子電池放電適用環(huán)境溫度范圍大，從-10C+60C都能100峨完電，僅低溫時略差些。而鍥鎘、鍥氫電池恰好相反， 只有15前后能完全放完電量，溫度上升放電容量會下降，60時能放出50%的電量。另外，鋰