充電電池的一些基本性能參數說明(圖)
2005/11/14 15:38:06 電源在線網
要問目前數碼設備里面最核心的東西是什么，大家應該都知道是電源，而可以移動的設備，必然會使用電池，對于高耗電量的設備，不可充的電池因為其長期成本較高而不如可充電的劃算，所以，大多數設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，按其內部化學物質成分來分，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，而電池具體的內部化學物質及反應專業性太強，不再此討論。
先來介紹一下電池的基礎術語。
等效串聯電阻(ESR Equivalent Series Resistance）：電池有內阻，稍微懂一點點的都知道。
安時容量(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)：就是安時容量除以小時，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)，又名中點電壓：電池放電達到50%的時候的電壓。
放電終點電壓 （EODV End Of Discharge Voltege)：電池用完的時候的電壓，如果繼續放電使電壓降低，電池會壞掉。
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，以重量來計算的重量密度，或者以體積來計算體積密度。
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"）
電池的工作區域，就是圖上曲線比較平滑下降的那段區域，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，其實是指的中點電壓，而不是電池恒壓工作在這個電壓。
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，不過價格也是這個順序。所以給大家的選擇提供了一個參考，具體就要看你要求價格還是容量，來選擇合適的電池了。
電池電壓穩定度：
不同的電池放電時，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Li-Ion和Ni-MH/NiCd都是以0.2C放電時，可以看出Li-Ion的電壓變化非常的大，幾乎有1V，這就對用電設備的要求較高，而Ni-Mh/Ni-Cd則較為平滑，對用電設備的要求比較低。由此可以給大家提個醒，想用三節Ni-MH/Ni-Cd串聯來代替一節Li-Ion的同志們，以及想用一節Li-Ion來當作三節Ni-MH/Ni-Cd用的同志們，要注意這個問題，免得傷了電池，傷了機器，傷了心。
峰值電流：
也就是電池使用的時候可以達到的最大電流，主要受電池結構和ESR的影響，因為放電時候，要在ESR上面產生功率的消耗，P=I2R，這個大家初中物理就應該學過的了。電流越小，浪費的能量就越少，而產生的熱量也越少，電池就越安全（安全問題后文有詳細解釋），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則要高一點點。
自放電：
電池充滿電以后，如果不用，它的電量也會一點一點的失去，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電池每個月損失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：
電池充滿電以后，如果不用完就繼續充電的話，內部的化學物質會"鈍化"，也就是使容量下降，三種電池中，Ni-Cd的記憶效應最嚴重（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。所以說手機可以隨時充電而不需要等到電用完以后。但實際上Li-Ion還是有記憶效應的。所以，對于三種電池來說，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，不要繼續放電，否則會傷害電池。
充電時間：
三種電池的充電時間見表格（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。
價格：
這個不用多說了，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，不過隨著技術的發展，Ni-Cd已經比Ni-MH便宜不了多少了，但能量密度非常的低，而且對環境的污染也較大，所以已經幾乎滅絕了，
可靠性：
長期使用電池，免不了要考慮可靠性和壽命的問題。
對于Ni-MH/Ni-Cd電池來說，主要要注意的是，不要高電流過充。當電池已經充滿以后，如果再繼續高電流充電，就會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，絕對有一個或幾個孔），但是要知道的是，電池的透氣孔平時是關閉的，只在內壓過大的時候才打開，放出內部氣體，而且這種泄露是不可恢復的，將會引起電池容量的下降。有趣的是，過充時，Ni-Cd放出的是氧氣，Ni-MH放出的是氫氣.引起內壓過大的原因除了高電流過充以外，還有高電流放電，由ESR產生熱量而使內壓過大，所以也要注意放電電流不可過大。Ni-MH/Ni-Cd還有一個問題就是極性反轉，這對于單節電池來說是不存在的，只存在于串聯電池包的形式，也就是大家平時看到的那種幾節電池捆在一起，然后焊接了正負極的那種，當其中某一節沒電以后，由于仍然有電流流過，就可能引起極性反轉，極性反轉時，電池會持續發熱，同樣引起內部氣體泄露，導致電池容量下降。特別需要說明的還有一點，對于Ni-Cd電池來說，長期不使用，會導致內部化學物質"晶格化"，使容量降低，這時候，就需要你用導線給它短路一下，就一瞬間就夠了，使其內部的"晶格"還原，就可以恢復要原來的性能了。Ni-MH則沒有這個問題。
對于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，現在的電池已經沒有這個問題了，但要注意的是，Li-Ion電池不能放電太快，放電太狠（終點電壓過低），和充電太狠（充電終點電壓太高），這三種情況都會引起電池內部的不量化學反應，而使電池容量下降。
Li-Ion如果正常使用，長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，
如果高于這兩個范圍，則會引起兩個問題：1，容量下降。2，不容易充電，也就是本來一個小時的快速充電要延長到兩個小時，因為其內部的化學反應變慢了。
如果低于這兩個范圍，則能承受的充電電壓會下降，也就是說如果和25°C時使用同樣的電壓充電，就會損傷電池。而且在低溫下，容量同樣會下降，但較高溫時下降得少。
Li-Ion電池，工作溫度-20°C-60°C，充電溫度0-45°C。但它比較穩定，在20-60°C時，容量幾乎都是一樣的，不會有下降。但在太低的溫度，下降就非常明顯，0°C時只剩90%，-20°C時則只剩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，按其內部化學物質成分來分，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，而電池具體的內部化學物質及反應專業性太強，不再此討論。
先來介紹一下電池的基礎術語。
等效串聯電阻(ESR Equivalent Series Resistance）：電池有內阻，稍微懂一點點的都知道。
安時容量(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)：就是安時容量除以小時，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)，又名中點電壓：電池放電達到50%的時候的電壓。
放電終點電壓 （EODV End Of Discharge Voltege)：電池用完的時候的電壓，如果繼續放電使電壓降低，電池會壞掉。
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，以重量來計算的重量密度，或者以體積來計算體積密度。
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"）
電池的工作區域，就是圖上曲線比較平滑下降的那段區域，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，其實是指的中點電壓，而不是電池恒壓工作在這個電壓。
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，不過價格也是這個順序。所以給大家的選擇提供了一個參考，具體就要看你要求價格還是容量，來選擇合適的電池了。
電池電壓穩定度：
不同的電池放電時，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Li-Ion和Ni-MH/NiCd都是以0.2C放電時，可以看出Li-Ion的電壓變化非常的大，幾乎有1V，這就對用電設備的要求較高，而Ni-Mh/Ni-Cd則較為平滑，對用電設備的要求比較低。由此可以給大家提個醒，想用三節Ni-MH/Ni-Cd串聯來代替一節Li-Ion的同志們，以及想用一節Li-Ion來當作三節Ni-MH/Ni-Cd用的同志們，要注意這個問題，免得傷了電池，傷了機器，傷了心。
峰值電流：
也就是電池使用的時候可以達到的最大電流，主要受電池結構和ESR的影響，因為放電時候，要在ESR上面產生功率的消耗，P=I2R，這個大家初中物理就應該學過的了。電流越小，浪費的能量就越少，而產生的熱量也越少，電池就越安全（安全問題后文有詳細解釋），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則要高一點點。
自放電：
電池充滿電以后，如果不用，它的電量也會一點一點的失去，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電池每個月損失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：
電池充滿電以后，如果不用完就繼續充電的話，內部的化學物質會"鈍化"，也就是使容量下降，三種電池中，Ni-Cd的記憶效應最嚴重（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。所以說手機可以隨時充電而不需要等到電用完以后。但實際上Li-Ion還是有記憶效應的。所以，對于三種電池來說，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，不要繼續放電，否則會傷害電池。
充電時間：
三種電池的充電時間見表格（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。
價格：
這個不用多說了，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，不過隨著技術的發展，Ni-Cd已經比Ni-MH便宜不了多少了，但能量密度非常的低，而且對環境的污染也較大，所以已經幾乎滅絕了，
可靠性：
長期使用電池，免不了要考慮可靠性和壽命的問題。
對于Ni-MH/Ni-Cd電池來說，主要要注意的是，不要高電流過充。當電池已經充滿以后，如果再繼續高電流充電，就會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，絕對有一個或幾個孔），但是要知道的是，電池的透氣孔平時是關閉的，只在內壓過大的時候才打開，放出內部氣體，而且這種泄露是不可恢復的，將會引起電池容量的下降。有趣的是，過充時，Ni-Cd放出的是氧氣，Ni-MH放出的是氫氣.引起內壓過大的原因除了高電流過充以外，還有高電流放電，由ESR產生熱量而使內壓過大，所以也要注意放電電流不可過大。Ni-MH/Ni-Cd還有一個問題就是極性反轉，這對于單節電池來說是不存在的，只存在于串聯電池包的形式，也就是大家平時看到的那種幾節電池捆在一起，然后焊接了正負極的那種，當其中某一節沒電以后，由于仍然有電流流過，就可能引起極性反轉，極性反轉時，電池會持續發熱，同樣引起內部氣體泄露，導致電池容量下降。特別需要說明的還有一點，對于Ni-Cd電池來說，長期不使用，會導致內部化學物質"晶格化"，使容量降低，這時候，就需要你用導線給它短路一下，就一瞬間就夠了，使其內部的"晶格"還原，就可以恢復要原來的性能了。Ni-MH則沒有這個問題。
對于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，現在的電池已經沒有這個問題了，但要注意的是，Li-Ion電池不能放電太快，放電太狠（終點電壓過低），和充電太狠（充電終點電壓太高），這三種情況都會引起電池內部的不量化學反應，而使電池容量下降。
Li-Ion如果正常使用，長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，
如果高于這兩個范圍，則會引起兩個問題：1，容量下降。2，不容易充電，也就是本來一個小時的快速充電要延長到兩個小時，因為其內部的化學反應變慢了。
如果低于這兩個范圍，則能承受的充電電壓會下降，也就是說如果和25°C時使用同樣的電壓充電，就會損傷電池。而且在低溫下，容量同樣會下降，但較高溫時下降得少。
Li-Ion電池，工作溫度-20°C-60°C，充電溫度0-45°C。但它比較穩定，在20-60°C時，容量幾乎都是一樣的，不會有下降。但在太低的溫度，下降就非常明顯，0°C時只剩90%，-20°C時則只剩70%了，所以，北方的朋友們，要小心了…
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