手電筒的充電電池知識.doc

手電筒的充電電池知識充電電池簡介 電池的主要性能指標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)和工藝設計有關（比如安全閥失效、鋰離子電池沒有保護電路等）。2.容量按照IEC標準和國標規(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，以0.2C放電至1.0V時放出的容量。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，以0.2C放電至2.75V時放出的容量。容量單位：安時（Ah）或毫安時（mAh）3.內(nèi)阻是指電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。充電電池的內(nèi)阻很小，一般要用專門儀器測試。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，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)工藝和儲存條件有關，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，一般用于動力電池。/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試項目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.儲存特性8.過放電特性9.不同溫度內(nèi)阻特性10. 高溫測試11. 溫度循環(huán)測試12. 跌落測試13. 振動測試14. 容量分布測試15. 內(nèi)阻分布測試16. 靜態(tài)放電測試ESD電池常用標準鎳鎘電池: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或松下標準 鎳氫電池優(yōu)點 1.比能量密度高：是鎳鎘電池的1.5-2倍多。2.環(huán)保3.無記憶效應4.循環(huán)壽命長：在正確使用條件下可循環(huán)使用500次以上。缺點1.自放電率高：滿電常溫下存儲自放電率30352.高溫性能差3.在過充和過放時會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，負極主要為無污染物質(zhì)貯氫合金粉（M），電解液是氫氧化鉀的水溶液。attach12054/attach鎳氫電池設計時，容量實際上是由正極限制的，負極容量設計過剩，以保證過充電時候，正極產(chǎn)生的氧氣可以到負極反應，電池的內(nèi)壓不會有明顯升高。鎳氫電池的充電方式充電是將充電電池恢復其原始容量的過程，為使電池達到長期使用的目的，必須通過適當?shù)某潆姺椒ǔ潆?，目前較好的方式是-V值控制充電，此外還可以采用其它的控制方法。1. 應在環(huán)境溫度1030下充電，此時充電效率最佳。環(huán)境溫度低于0時，電池內(nèi)氣體吸收反應不充分，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，充電效率會下降。這會使電池性能惡化，發(fā)生泄漏。2. -V值：5-10mV/只，充電過程中，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電池溫度，單位時間內(nèi)電池溫度上升達到預設值時，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，如果充電過程中電池過熱會對電池壽命及其他性能造成影響，為此，當電池溫度達到預設值，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流充電。-V檢測線路在開始充電后一定時間內(nèi)啟動，但在此時間內(nèi)dT/dt 可以啟動。5. 初始延時：10分鐘，防止-V檢測線路在開始充電后一定時間內(nèi)啟動。因為，鎳氫電池在放置較長時間或過放后充電電壓會有波動（假-V），此時延時的設定是為防止此假-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大，電池溫升會增加，造成電池性能降低。7. 充電總時間：1020小時（視充電電流的大?。?，即使是涓流充電，長時間過充也會造成電池性能惡化，為防止涓流或其他充電下過充，建議設立一個保護性的總充電時間控制。8. 要堅決避免反極充電。反極充電會造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化，甚至電池會破裂。9. 不要將電池反極充電或大電流過充，否則會造成氣體快速產(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1.鎳氫電池的放電終止電壓非常關鍵，必須在1.01.1V之間，超過了這個終止電壓可能有過放的危險，過放會造成排氣，對電池損害很大。2.放電時環(huán)境溫度應在-1045度，超過此范圍，放電容量會嚴重下降，長期在高低溫環(huán)境下工作，容量會衰減很快。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.過放電會損害電池特性，放電時要有過放保護。儲存1.將電池儲存在干燥、無腐蝕性氣體、溫度在-2035之間的地方。2.長期儲存會加速電池自放電和活性物質(zhì)鈍化，電池電壓和容量會下降重復幾次充放電循環(huán)后，電池可恢復原有性能，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考慮電池使用末期電池失效發(fā)熱的安全問題。焊接不要將任何東西直接焊接在電池上。這可能會損壞電池內(nèi)部的安全閥，破壞電池的安全性。設備上安裝（密閉的電池盒）應避免設計使用密閉的電池盒，在一些情況下，電池有氣體放出，如有點火源出現(xiàn)，可能有電池破裂的危險。組合電池的注意事項1. 組合數(shù)量不要超過6個，只能串聯(lián)使用。2. 要嚴格控制放電電壓，一般終止電壓在1.1V（指單體電池電壓）。3. 要嚴格控制充電，不能過充，要用-V控制。鋰離子電池簡介 鋰離子電池的正極活性材料是鈷酸鋰（LiCoO2-氧化鈷鋰），負極活性材料是碳材。電池通過正極的鋰離子在負極的鍵入與遷出實現(xiàn)電池的充放電過程。鋰離子電池有各種形狀（圓柱形、長方形等）以適合不同產(chǎn)品的需要，其容量一般有幾百毫安時到幾安時。另外，可以將幾個鋰離子電池串聯(lián)在一起，并與電池保護器封裝在一起組成電池組。優(yōu)點1. 單體電壓高：3.63.8V，充滿電時的電壓（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：一般500次，甚至1000次。4. 安全，無公害，無記憶，無污染。5. 自放電低：室溫下滿電存儲1個月的自放電率約10左右（鎳鎘2530，鎳氫3035）。6. 溫度范圍廣：20+60缺點1. 成本高：LiCoO2價格高（幾十萬元/噸）。2. 不能大電流放電，內(nèi)阻相對較大，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，工作時間為4小時；若以2A（0.67C）電流放電時，工作時間為1.25小時（相當于2.5Ah了）；若以3A（1C）電流放電，工作時間僅為為0.6小時（相當于1.8Ah了）。3. 需要保護電路控制。如果鋰離子電池在使用過程中電壓已降到2.5V后還繼續(xù)使用，則稱為過放電（或過放），對電池有損害。attach12055/attach 放電曲線充電 鋰離子電池充電的需求有：（1）過充保護終止充電電壓精度在額定值的1%之內(nèi)（過壓充電可能對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）如果充電電流過大會產(chǎn)生溫度過高，不僅會損壞電池并可能引起爆炸。因此在大電流充電時，需要對電池進行溫度檢測，并且在超過設定充電溫度時能停止充電以保證安全。（4）充電器電路中有設定的限流電阻，保證充電電流不超過設定的限制電流。-完善的充電器可對過放的電池進行挽救修復，即在充電前進行預處理。充電前檢測電池的電壓：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。這種預充電的方式稱為預處理。- 目前的充電器常采用三段充電法，即預處理、恒流充電（快充）、恒壓充電（充滿）。開始以設定的恒流充電，電池電壓以較高的斜率增長，在充電過程中斜率逐步降低，充到接近4.2V時，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，電壓幾乎不變（或稍有增加），充電電流不斷下降。當充電電流下降到1/10C時，表示電池已充滿，終止充電。有的充電器在充電電流降到某一值時，啟動定時器，經(jīng)一段定時后，結(jié)束充電 鎳氫電池 優(yōu)點 1.比能量密度高：是鎳鎘電池的1.5-2倍多。 2.環(huán)保 3.無記憶效應 4.循環(huán)壽命長：在正確使用條件下可循環(huán)使用500次以上。 缺點 1.自放電率高：滿電常溫下存儲自放電率3035 2.高溫性能差 3.在過充和過放時會排出氣體 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，負極主要為無污染物質(zhì)貯氫合金粉（M），電解液是氫氧化鉀的水溶液。 鎳氫電池設計時，容量實際上是由正極限制的，負極容量設計過剩，以保證過充電時候，正極產(chǎn)生的氧氣可以到負極反應，電池的內(nèi)壓不會有明顯升高。 鎳氫電池的充電方式 充電是將充電電池恢復其原始容量的過程，為使電池達到長期使用的目的，必須通過適當?shù)某潆姺椒ǔ潆?，目前較好的方式是-V值控制充電，此外還可以采用其它的控制方法。 1. 應在環(huán)境溫度1030下充電，此時充電效率最佳。環(huán)境溫度低于0時，電池內(nèi)氣體吸收反應不充分，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，充電效率會下降。這會使電池性能惡化，發(fā)生泄漏。 2. -V值：5-10mV/只，充電過程中，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電池溫度，單位時間內(nèi)電池溫度上升達到預設值時，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，如果充電過程中電池過熱會對電池壽命及其他性能造成影響，為此，當電池溫度達到預設值，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流充電。-V檢測線路在開始充電后一定時間內(nèi)啟動，但在此時間內(nèi)dT/dt 可以啟動。 5. 初始延時：10分鐘，防止-V檢測線路在開始充電后一定時間內(nèi)啟動。因為，鎳氫電池在放置較長時間或過放后充電電壓會有波動（假-V），此時延時的設定是為防止此假-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大，電池溫升會增加，造成電池性能降低。 7. 充電總時間：1020小時（視充電電流的大小），即使是涓流充電，長時間過充也會造成電池性能惡化，為防止涓流或其他充電下過充，建議設立一個保護性的總充電時間控制。 8. 要堅決避免反極充電。反極充電會造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化，甚至電池會破裂。 9. 不要將電池反極充電或大電流過充，否則會造成氣體快速產(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 1.鎳氫電池的放電終止電壓非常關鍵，必須在1.01.1V之間，超過了這個終止電壓可能有過放的危險，過放會造成排氣，對電池損害很大。 2.放電時環(huán)境溫度應在-1045度，超過此范圍，放電容量會嚴重下降，長期在高低溫環(huán)境下工作，容量會衰減很快。 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.過放電會損害電池特性，放電時要有過放保護。 儲存 1.將電池儲存在干燥、無腐蝕性氣體、溫度在-2035之間的地方。 2.長期儲存會加速電池自放電和活性物質(zhì)鈍化，電池電壓和容量會下降重復幾次充放電循環(huán)后，電池可恢復原有性能，所以要定期充電