关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 所有电池相关资料(可编辑).doc

所有电池相关资料(可编辑).doc

所有电池相关资料(可编辑).doc

Catherine丽娜 2018-06-14 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《所有电池相关资料(可编辑)doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含所有电池相关资料(可编辑)所有电池相关资料看资料以前先来个结论如果看了结论不太相信再去看专业术语资料看了结论就明白了的就别浪费时间往下看NVNSKn符等。

所有电池相关资料(可编辑)所有电池相关资料看资料以前先来个结论如果看了结论不太相信再去看专业术语资料看了结论就明白了的就别浪费时间往下看NVNSKncyxBtC结论rbTWfVJbGmMeki论负载力也就是谁的力气最大龙虎排行榜如下最强镍镉充只要齿轮箱结构跟上拖动左右的簧没问题ELbQHz其次镍氢充看来拖左右就差不多鸟yVI再次小JJ锂离子充还是老老实实用原装簧好"tFZRJdekeM论电池保养也就是比谁最不娇气之金玲排行榜如下bfReORCD命贱最好养活锂离子充YFYmL命还尚可镍氢充续航时间差不多刚好冲出第一岛链NMQEsu娇柔需要经常呵护小JJ镍镉充大家闺秀KKYbQDJSVNTZpbdzqb论电池续航力比谁跑得远dyirAbEP续航时间久远洋海军锂离子充gSWBJvPJ续航时间差不多刚好冲出第一岛链镍氢充t"L"clO黄水海军近海防御镍镉充uje"cKEIzewhgRgZEkl"uvo锂离子电池与CdNi和MHNi比较特性列表oOJbe项目CdNiMHNiLiiONsu"yPgd单节工作电压Ver"Rafn质量比能量whkgwgKZ体积比能量whldOTTVuw循环寿命c"sPfwJuH容量与容量比较mkUXvb自放电月〈FcLXMZVup记忆效应有有无KQVcXzoICyGHWcFoCyWhU第一篇大力将军镍镉横刀立马于此SzP镍镉电池工作原理hZnBWByNDwKDEOFL电池正极活性物质为氢氧化镍负极活性物质为氧化镉粉电解液为氢氧化钾的水溶液Euryucsn正极反应阴极负极反应阳极gfyKUGvun充电NiOHOHNiOOHHOeCdOHeCdOHmThMWwqJx过充电OHHOOeCdOHOeCdOHJXlvXF放电NiOOHHOeNiOHOHCdOHCdOHeoskW"meo过放电CdOHeCdOHHOHHOeFf"JiyVsFIPjHOeHOHvfjEK"IjteTMJlA"oXPf总反应式pePSWHWPJNiOHCdOHNiOOHCdHOQ"IFpwRClBxtm"uxtO镍镉镍氢电池的发展zbFoOP年WaldmarJungner在开口型镍镉电池中首先使用了镍极板几乎与此同时ThomasEdison发明了用于电动车的镍铁电池遗憾的是由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多因此实际应用受到了极大的限制kokIumjHlP后来Jungner的镍镉电池经过几次重要改进性能明显改善其中最重要的改进是在年科学家在镍电池中开始使用了活性物质他们将活性物质放入多孔的镍极板中然后再将镍极板装入金属壳内镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是年密封型镍镉电池研制成功在这种电池中化学反应产生的各种气体不用排出可以在电池内部化合密封镍镉电池的研制成功使镍镉电池的应用范围大大增加LiDckQ密封镍镉电池效率高循环寿命长能量密度大体积小重量轻结构紧凑并且不需要维护因此在工业和消费产品中得到了广泛应用cwjSrKsSdYugjU蓄电池参数zGCitUenFayXFDMya蓄电池的五个主要参数为电池的容量标称电压内阻放电终止电压和充电终止电压电池的容量通常用Ah安时表示Ah就是能在A的电流下放电小时单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定因此通常电池体积越大容量越高与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示C为蓄电池的额定容量例如用A电流对Ah电池充电充电速率就是C同样地用A电流对mAh电池充电充电速率就是Cwp"bdBZS电池刚出厂时正负极之间的电势差称为电池的标称电压标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定当环境温度使用时间和工作状态变化时单元电池的输出电压略有变化此外电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定关系单元镍镉电池的标称电压约为V但一般认为是V单元镍氢电池的标称电压为VJkiHuM电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗在充放电过程中极板的电阻是不变的但是离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化a"hi蓄电池充足电时极板上的活性物质已达到饱和状态再继续充电蓄电池的电压也不会上升此时的电压称为充电终止电压镍镉电池的充电终止电压为V镍氢电池的充电终止电压为VaxlZDteiEVknVu表镍镉电池不同放电率时的放电终止电压fBgrVR放电率放电终止电压XTpMsQ小时率VHIVpn小时率VXoptQQP小时率VFjNbN小时率VCqRKx"YjB放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压如果电压低于放电终止电压后蓄电池继续放电电池两端电压会迅速下降形成深度放电这样极板上形成的生成物在正常充电时就不易再恢复从而影响电池的寿命放电终止电压和放电率有关镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系如表所列镍氢电池的放电终止电压一般规定为VbdQVbeWckHydUBrY镍镉蓄电池的工作原理lkMyHEqlAUNy"镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液当环境温度较高时使用密度为,时的氢氧化钠溶液当环境温度较低时使用密度为,时的氢氧化钾溶液在以下时使用密度为时的氢氧化钾溶液为兼顾低温性能和荷电保持能力密封镍镉蓄电池采用密度为时的氢氧化钾溶液为了增加蓄电池的容量和循环寿命通常在电解液中加入少量的氢氧化锂大约每升电解液加gXplomm镍镉蓄电池充电后正极板上的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕负极板上的活性物质变为金属镉镍镉电xNHlLYr池放电后正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍负极板上的活性物质变为氢氧化镉tBdgqW"jfCJwRX放电过程中的电化学反应iNiOavNWu负极反应HmpykPvG"Y负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH结合生成氢氧化镉CdOH沉积到负极板上f"ZfRqweFQBtXue正极反应OOFl正极板上的活性物质是氢氧化镍NiOOH晶体镍为正三价离子Ni晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子生成两个二价离子Ni与此同时溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板与晶格上的两个氧负离子结合生成两个氢氧根离子然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一kQeoyS起与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体"fX"zLw充电过程中的化学反应"CNmyZ充电时将蓄电池的正负极分别与充电机的正极和负极相连电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应即负极发生还原反应正极发生氧化反应"TaeAsvsXPAdKs负极反应CyiAkgOmvxlwUGN充电时负极板上的氢氧化镉先电离成镉离子和氢氧根离子然后镉离子从外电路获得电子生成镉原子附着在极板上而氢氧根离子进入溶液参与正极反应AsDEVthsW"obf正极反应dzNbAbLgNbWJO在外电源的作用下正极板上的氢氧化亚镍晶格中两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子同时晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子将氧负离子留在晶格上释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合生成水分子然后两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合生成两个氢氧化镍晶体IIVMRQ蓄电池充电终了时充电电流将使电池内发生分解水的反应在正负极板上将分别有大量氧气和氢气析出从上述电极反应可以看出氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应只起导电作用从电池反应来看充电过程中生成水分子放电过程中消耗水分子因此充放电过程中电解液浓度变化很小不能用密度计检测充放电程度nwQPWjUGgnHYqfKa端电压BR"SrbIfSjtKqE充足电后立即断开充电电路镍镉蓄电池的电动势可达V左右但很快就下降到V镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化可用下式表示"CfQjccciwWdrxU充E充I充R内tfsOtTFucoAzJU放E放I放R内Cb"PypnFKjMqRWf从上式可以看出充电时电池的端电压比放电时高而且充电电流越大端电压越高放电电流越大端电压越低lBxDMTZO当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时平均工作电压为V采用h率放电时蓄电池的端电压下降到V后电池即放完电VOrjPwzGxjc容量和影响容量的主要因素bdbd蓄电池充足电后在一定放电条件下放至规定的终止电压时电池放出的总容量称为电池的额定容量容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示表示式如下MpNVhEuNQItAhGUXXlSyptWNev镍镉蓄电池容量与下列因素有关YFi"nPhpTz活性物质的数量YsehAzf"pKVRU放电率CQHCcZGZjjxc电解液gQOhwbmhnyHk"放电电流直接影响放电终止电压在规定的放电终止电压下放电电流越大蓄电池的容量越小imgaHR使用不同成分的电解液对蓄电池的容量和寿命有一定的影响通常在高温环境下为了提高电池容量常在电解液中添加少量氢氧化锂组成混合溶液实验证明每升电解液中加入g含水氢氧化锂在常温下容量可提高在时容量可提高然而电解液中锂离子的含量过多不仅使电解液的电阻增大还会使残留在正极板上的锂离子Li慢慢渗入晶格内部对正极的化学变化产生有害影响YkKDSLP电解液的温度对蓄电池的容量影响较大这是因为随着电解液温度升高极板活性物质的化学反应也逐步改善电解液中的有害杂质越多蓄电池的容量越小主要的有害杂质是碳酸盐和硫酸盐它们能使电解液的电阻增大并且低温时容易结晶堵塞极板微孔使蓄电池容量显著下降此外碳酸根离子还能与负极板作用生成碳酸镉附着在负极板表面上从而引起导电不良使蓄电池内阻增大容量下降ufzuxoBdcEAUBkNpd内阻mlxy"O"C镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率极板结构及其面积有关而电解液的导电率又与密度和温度有关电池的内阻主要由电解液的电阻决定氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小IrabEldeoYzT效率与寿命PwroP电能效率ηWh为在正常使用的条件下镍镉电池的容量效率ηAh为循环寿命约为次YOfPjvmSL容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下MUeJCGJKPoYU"OPI放t放qDXBGηAhX,wWqk"JXI充t充alPlmMryUkwsGU放I放t放IUD"pvwqηAhXNRAEOU充I充tYFkM"yHcGtAkQU充和U放应取平均电压CxBCzHKGlPPe"sDV记忆效应YE"QR"EGnedZDq镍镉电池使用过程中如果电量没有全部放完就开始充电下次再放电时就不能放出全部电量比如镍镉电池只放出的电量后就开始充电充足电后该电池也只能放出的电量这种现象称为记忆效应kv"OLNL电池全部放完电后极板上的结晶体很小电池部分放电后氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍剩余的氢氧化亚镍将结合在一起形成较大的结晶体结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因sxtxtc镍氢电池的工作原理LhBu镍氢电池和同体积的镍镉电池相比容量增加一倍充放电循环寿命也较长并且无记忆效应镍氢电池正极的活性物质为NiOOH放电时和NiOH充电时负极板的活性物质为H放电时和HO充电时电解液采用的氢氧化钾溶液充电时负极析出氢气贮存在容器中正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍NiOOH和HO放电时氢气在负极上被消耗掉正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍蓄电池过量充电时正极板析出氧气负极板析出氢气由于有催化剂的氢电极面积大而且氢气能够随时扩散到氢电极表面因此氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水使容器内的气体压力保持不变这种再化合的速率很快可以使蓄电池内部氧气的浓度不超过千分之几dpApZHv从以上各反应式可以看出镍氢电池的反应与镍镉电池相似只是负极充放电过程中生成物不同从后两个反应式可以看出镍氢电池也可以做成密封型结构镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液并加入少量的LiOH隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等为了防止充电过程后期电池内压过高电池中装有防爆装置WMpAQBKFElsyte电池充电特性xVluH当恒定电流刚充入放完电的电池时由于电池内阻产生压降所以电池电压很快上升A点此后电池开始接受电荷电池电压以较低的速率持续上升在这个范围内AB之间电化学反应以一定的速率产生氧气同时氧气也以同样的速率与氢气化合因此电池内部的温度和气体压力都很低电池充电过程中产生的氧气高于复合的氧气时电池内压力升高电池内的正常压力大约为磅力英寸DiCJzOSN过充电时根据充电速率电池内部压力将很快上升到磅力英寸或者更高研究蓄电池的各种充电方法时镍镉电池内产生的气体是一个重要问题气泡聚集在极板表面将减小极板表面参与化学反应的面积并且增加电池的内阻过充电时电池内产生的大量气体如果不能很快复合电池内部的压力就会显著增加这样将损伤电池此外压力过大时密封电池将打开放气孔从而使电解液逸散若电解液反复通过放气孔逸散电解液的粘稠性增大极板间离子的传输变得困难因此电池的内阻增加容量下降sHajq经过一定时间后C点电解液中开始产生气泡这些气泡聚集在极板表面使极板的有效面积减小所以电池的内阻抗增加电池电压开始较快上升这是接近充足电的信号LNDa"dGi充足电后充入电池的电流不是转换为电池的贮能而是在正极板上产生氧气超电位氧气是由于电解液电解而产生的不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的在氢氧化钾和水组成的电解液中氢氧离子变成氧水和自由电子反应式为yoeffamihZTOH―OHOe―yqcpcASL虽然电解液产生的氧气能很快在负极板表面的电解液中复合但是电池的温度仍显著升高此外由于充电电流用来产生氧气所以电池内的压力也升高mrAIozjxFR由于从大量的氢氧离子中比从很少的氢氧化镉中更容易分解出氧气所以电池内的温度急剧上升这样就使电池电压下降因此电池电压曲线出现峰值D点OBoX"x"aLVo电解液中氧气的产生和复合是放热反应电池过充电时E点不停地产生氧气从而使电池内的温度和压力升高如果强制排出气体将引起电解液减少电池容量下降并损伤电池若气体不能很快排出电池将会爆炸BRaIKrxJ采用低速率恒流涓流充电时电池内将产生枝晶这些枝晶能够通过隔板在极板之间扩散在扩散较严重的情况下这些枝晶会造成电池部分或全部短路hxAEIMHLmGAVx充电过程与充电方法zZjaPPXzhlV电池的充电过程通常可分为预充电快速充电补足充电涓流充电四个阶段gQDjV对长期不用的或新电池充电时一开始就采用快速充电会影响电池的寿命因此这种电池应先用小电流充电使其满足一定的充电条件这个阶段称为预充电eROGO快速充电就是用大电流充电迅速恢复电池电能快速充电速率一般在C以上快速充时间由电池容量和充电速率决定H"vocKyMN为了避免过充电一些充电器采用小电流充电镍镉电池正常充电时可以接受C或更低的充电速率这样充电时间要h以上采用小电流充电电池内不会产生过多的气体电池温度也不会过高只要电池接到充电器上低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流电池采用小电流充电时电池内产生的热量可以自然散去hKPQFvYhww涓流充电器的主要问题是充电速度太慢例如容量为Ah的电池采用C充电速率时充电时间要h以上此外电池采用低充电速率反复充电时还会产生枝晶大部分涓流充电器中都没有任何电压或温度反馈控制因而不能保证电池充足电后立即关断充电器ZaL"VjsfJ"rPPgrC快速充电分恒流充电和脉冲充电两种恒流充电就是以恒定电流对电流充电脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电然后让电池放电如此循环电池脉冲的幅值很大宽度很窄通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的倍左右虽然放电脉冲的幅值与电池容量有关但是与充电电流幅值的比值保持不变充电过程中镍镉电池中的氢氧化镍还原为氢氧化亚镍氢氧化镉还原为镉在这个过程中产生的气泡聚集在极板两边这样就会减小极板的有效面积使极板的内阻增大由于极板的有效面积变小充入全部电量所需的时间增加MZsdaqNhDn加入放电脉冲后气泡离开极板并与负极板上的氧复合这个去极化过程减小了电池的内部压力温度和内阻同时充入电池的大部分电荷都转换为化学能而不会转变为气体和热量sf"IoWRk充放电脉冲宽度的选择应能保证极板恢复原来的晶体结构从而消除记忆效应采用放电去极化措施后可以提高充电效率并且允许大电流快速充电IcN采用某些快速充电止法时快速充电终止后电池并未充足电为了保证充入的电量还应加入补足充电过程补足充电速率一般不超过C在补足充电过程中温度会继续上升当温度超过规定的极限时充电器转入涓流充电状态gxR"f存放时镍镉电池的电量将按C到C的放电速率减小为了补偿电池因自放电而损失的电量补足充电结束后充电器应自动转入涓流电过程涓流充电也称为维护充电根据电池的自放电特性涓流充电速率一般都很低只要电池接在充电器上并且充电器接通电源在维护充电状态下充电器将以某一充电速率给电池补充电荷这样可使电池总处于充足电状态qVDpwUkqrXCYH快速充电终止控制方法CANiB采用快速充电法时充电电流为常规充电电流的几十倍充足电后如果不及时停止快速充电电池的温度和内部压力将迅速上升内部压力过大时密封电池将打开放气孔从而使电解液逸散造成电解液的粘稠性增大电池的内阻增大容量下降bLOmdPcd从镍镉电池快速充电特性可以看出充足电后电池电压开始下降电池的温度和内部压力迅速上升为了保证电池充足电又不过充电可以采用定时控制电压控制和温度控制待多种方法buHiaaBJpqkSI定时控制laHXaWanOOQBX采用C充电速率时电池h可充足采用C充电速率时min可充足因此根据电池的容量和充电电流很容易确定所需的充电时间这种控制方法最简单但是由于电池的起始充电状态不完全相同有的电池充不足有的电池过充电因此只有充电速率小于C时才允许采用这种方法oWhedGLAyOYoIERaK电压控制lpIRovs"DnNXqSkw在电压控制法中最容易检测的是电池的最高电压常用的电压控制法有pewObQCfd最高电压V从充电特性曲线可以看出电池电压达到最大值时电池即充足电充电过程中当电池电压达到规定值后应立即停止快速充电这种控制方法的缺点是电池充足电的最高电压随环境温度充电速率而变而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电ftJK"x电压负增量,ΔV由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关而且不受环境温度和充电速率等因素影响因此可以比较准确地判断电池已充足电这种控制方法的缺点是电池电压出现负增量后电池已经过充电因此电池的温度较高此外镍氢电池充足电后电池电压要经过较长时间才出现负增量过充电较严重因此这种控制方法主要适用于镍镉电池pVYDdsJ电压零增量ΔV镍氢电池充电器中为了避免等待出现电压负增量的时间过久而损坏电池通常采用ΔV控制法这种方法的缺点是充足电以前电池电压在某一段时间内可能变化很小从而造成过早地停止快速充电为此目前大多数镍氢电池快速充电器都采用高灵敏,ΔV检测当电池电压略有降低时立即停止快速充电GEpPBgjRhdAX温度控制sDdTVG为了避免损坏电池电池温度过低时不能开始快速充电电池温度上升到规定数值后必须立即停止快速充电常用的温度控制方法有fWYHCBEMZCzFz最高温度T充电过程中通常当电池温度达到时应立即停止快速充电电池的温度可通过与电池装在一起的热敏电阻来检测这种方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长温度检测有一定滞后同时电池的最高工作温度与环境温度有关当环境温度过低时充足电后电池的温度也达不到nXjEQD温升ΔT为了消除环境影响可采用温升控制法当电池的温升达到规定值后立即停止快速充电为了实现温升控制必须用两只热敏电阻分别检测电池温度和环境温度c"Xoq温度变化率ΔTΔt镍氢和镍镉电池充足电后电池温度迅速上升而且上升速率ΔTΔt基本相同当电池温度每分钟上升时应当立即终止快速充电这种充电控制方法近年来被普遍采用应当说明由于热敏电阻的阻值与温度关系是非线性的因此为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性的影响qWbsyzN最低温度Tmin当电池温度低于时采用大电流快速充电会影响电池的寿命在这种情况下充电器应自动转入涓流充电待电池的温度上升到后再转入快速充电yCvQM"gKngiMVwxiTgM"b综合控制IfqsL上述各种控制方法各有优缺点为了保证在任何情况下均能准确可靠地控制电池的充电状态目前快速充电器中通常采用包括定时控制电压控制和温度控制的综合控制法wIWjsQpSBarnPP镍镉充电电池应用yXILkvdrlcvfTiwNVdbE基本电学公式exhFmNczn"FAl首先来介绍几个很简单的基本电学公式希望让没有电子方面背景的读者们能对几个物理现象有点概念AFBBr"PM电压V电流Ix电阻R"btXXTSYxy电荷量Q电流Ix时间TUKQWIy功率PVxIPuVhA能量WPxTQxVjuJztlxOLOWI任何物体都有阻抗在阻抗两端加上一电位差则会产生电荷流过该阻抗阻抗越大则单位时间内一秒流过的电荷量越小阻抗越小则单位时间内流过的电荷量越多若将电位差增大则单位时间内流过的电荷量越多将电位差减小则单位时间内流过的电荷量越少此电位差称之为电压V单位为伏特V单位时间内流过的电荷量多寡称之为电流I单位为安培A阻抗称为电阻R单位为欧姆电流I强度越大表示单位时间内流过的电荷数目越多那麼在在T秒内流过电阻的电荷数目总共有IxT用以描述此电荷量多寡的名词为电荷量Q俗称称电量单位为库仑Q电阻消耗的功率P为IxV单位为瓦特W消耗功率越大代表越耗电消耗的能量itwLHMPxT单位为焦耳J时间越久消耗能量越大dI"jfPErYW为同样时间消耗功率越大的消耗能量也越大Nuvj"anHPqHwEyYw例如一颗V的乾电池接上的灯泡时消耗电流为A消耗功率为W秒钟内共流过了库仑的电荷消耗了焦耳的能量JtDyW镍镉电池的材料电池的分类有很多种在化学电池中不可充电用完就扔掉的电池称为一次电池可以多次充电再使用的电池称为二次电池而镍镉电池是属於二次电池中碱性蓄电池的一种镍镉电池在材料方面阳极是使用过氧氢氧化镍阴极使用镉化合物之活性物质电解液则是使用氢氧化钾等碱性水溶液当对镍镉电池充电时会在阳极上面产生氢氧化镍在阴极上面产生金属镉因而在两极间形成了电位差将镍镉电池的阳极和阴极两端外接负载放电时阴极端产生带负电的电子经由外接负载流向阳极因此提供能量供外部负载消耗XFEJtuBAaP过度充电KduCLOhM在充电过程中电池的电压会随著储存电量的增加而逐渐上升当电池储存的电量达到饱和电极材料无法继续充电时若继续充电则电解液会起电解并且在阳极产生氧气在阴极产生氢气如此会在密封的电池内部造成内部压力上升会对电池内部结构造成破坏像这种现象称之为过度充电tkfsZl为了避免过度充电电池遭毁损通常将阴极之容量制作得比阳极容量大如此当过度充电时阳极会先达到饱和并产生氧气而阴极却未饱和而不会产生氢气阳极产生的氧气扩散到阴极之后会与充电产生的金属镉起化学反应吸收掉氧气且此反应的速度与金属镉产生的速度平衡因此可以有效地避免电池的压力上升但是若充电电流过大使用快充时就会失去平衡电池的内压过大会将电池的安全阀推开氢气和氧气会泄漏到电池外部直到压力降低安全阀关闭电池才又再密封起来但是气体的泄漏已使得内部化学材料减少造成电池寿命的缩短PzmDhL"znzxMGE充电电压的变化dyPcivDHeo电池过度充电时因为阳极产生的氧气与阴极起化学反应会产生热使得电池温度会上升外壳发烫由於温度越高电池的充电电压会变得比较低因此充电时电池电压会持续上升直到过度充电时电池温度会突然地快速上升电压不再上升转而由峰值开始下降pRnprYLOIObMIL标称电压axJdkcClM镍镉电池在标准放电条件下放电时电压会缓缓地下降直到当电量几乎释放完时电压会大幅度地下降此电压值称之为标称电压一般镍镉电池的标称电压为V与一般乾电池标注的V是相同意思都是标注於电池外壳上面镍镉电池只要有电量电压值一定至少在标称电压V以上储存的电量越多电压也越高ESGYAG"tKpqild放电终止电压XcpDnNr电池在放电时其电压会随著电池电量的减少而逐渐降低当电压降到所要求的准位时就不再让它继续放电称为放电终止而此电压准位称之为放电终止电压通常厂商建议的放电终止电压约在VV左右电压放电到此准位时电量几乎已经放光了此状况称为完全放电镍镉电池已经完全放电了还不移掉负载而让它继续放电下去那麼就成了过度放电电压会急速下降直到V为止若电压尚未降到V左右就终止放电则电池电压会自动快速回升到标称电压V左右P"qxkwbEwA过度放电IydiNHE镍镉电池的一大致命伤就是被过度放电将放电终止电压设定在此状况下不但没有电力可以推动负载对电池寿命也会造成损害而且一旦不慎让电压继续下降到几乎等於V时就算想终止放电把负载移走恐怕也来不及了电池的电压无法再自动回升一般的充电器也无法再把电充进去它的电压会一直固定住停留在V不动此刻的它就像是中风似的瘫痪在那边就别说折寿了更是往往一命呜呼哀哉不能再使用了mSSqAbLJ"KzMbcCB"I电池容量的定义bjxHiYig电池的容量系指对电池放电直到电压降到终止电压为止在这期间所能取得的放电电荷量若是在规定的电流和温度等标准放电条件下对充饱电的电池进行放电直到放电终止所得到的容量称之为额定容量或标称容量容量的大小与其所消耗的电极材料之活性物质的量有关而标准放电条件则是依照电池种类的不同有所规定容量是根据电池的放电反应来定义而非充电反应来定义因此我们常说的电池容量有多大是指放电时可得到的累积放电电荷量有多少而非充电时流进去的电荷量有多少sNHxBcJmzunMyFgVxmEw电池容量的表示法CHWCFLtW电池的容量的大小可以用放电电流x电压降到放电终止电压所经之放电时间计算后所得到的值来表示之前所介绍的基本电学公式中电量为电流x时间单位是库仑Q电池若以多少库仑来表示电池容量的话可能是比较不好理解因此电池的容量都是把电流x时间的值直接以CIT单位以mAh或Ah来表示其中CI是电流A是安培mA表示电流大小为豪安千分之一安是容量与库仑是同意义培Ah代表小时hour也就是说以千分之一安培的电流放电一小时所累积的放电多少mAhmAh就是库仑的等效表示方式量为mAh因此CIxTJbkvPPMCNWJb通常电池的外壳包装上面都会标明电池的额定容量用来表示该电池的最大容量新的镍镉电池在第一次充放电时容量都可以达额定容量但容量会随著充放电次数的增加而减少EGIpXCrX例子以安培电流放电需要二小时才能将电池电量放光那麼电池容量约为mAh若将电池容量以库仑来表示的话那麼CIxTAxsec库伦您是不是也发现用mah来表示比用库伦来表示比较不空洞而明了多了呢fXHRkycMtoxVBC表示式fONixF电池除了以安培或毫安做单位来表示电池的充放电流大小之外也使用英文字母Ccapacity来当作额定容量电流x时间之电流部分以它做为电流大小衡量的单位比如说额定容量mAh的电池C就是mA的意思所以电流C就是mA电流C就是mA电流C就是mA以后购买电池时若在规格上找不到充放电流的安培数时请先别著急别忘了找找看有没有写著多少C喔xDyKDTmgfCeUQzQ"RUz充放电率jrdWB"sRrN所谓充放电率是将全部容量的电荷放充完所需要的时间做为充放电时的标准速度一般用来说明放充电的速度是多少比如说二小时率的放电是指用C的电流在二个小时的时间将电池全部容量放完分钟率表示用C的电流在分钟内将电池额定电量全部放完在厂商的电池规格书上面也常使用小时率来表示标准放电时间只要根据额定容量来换算就知道标准放电电流是多少了通常厂商提供的规格上额定容量是以温度而放电是以小时率C的条件来量Deksefx测sYSC充电效率NCJobqOe电池不可能充多少电量进去就能储存有多少电量一定会有所耗损除了阳极和阴极漏电间的绝缘体漏电之外材料也不可能无瑕地储存所有电量电池放电时取出的电量与充电时流进去电池的电量之比称之为充电效率通常电池厂商都是建议充电量必须为额定容量的倍才能将电池充饱也就是说若以C的电流充电需要充小时以C的电流充电需要充半小时虽理论填充量是额定容量的倍但实际填充量差不多刚好为额定容量shAfXAWo"D"BMv利用率esOHO虽然理论上电池的额定容量很大但实际上充饱电后再放电时可得到的电量却往往小於理论容量表示电池可储存的实际储存容量并没有那麼大此实际容量相对於理论容量的比率称之为利用率通常电池的放电电流越大或者周遭温度降低时利用率会减小wGvtiDVxoUam放电深度BBBWIfvGe"gNX电池放电时所放电量与所储存电量的比率称之为放电深度比百分比表示例如放电深度表示电量放电到剩下电量的程度LaeczxsOteLMg周期寿命KRqOSq通常镍镉电池在应用上都是拿来做反覆充电与放电的周期性工作电池的寿命是有限的容量不可能一直保持而不下降在一定的工作条件之下反覆充放电之后电池的容量会下降到额定容量的或定义在此反覆充放电的次数称之为周期寿命周期寿命越高表示该电池的使用寿命越长有些电池的参考规格上面会标明充放电周期写著放电深度多少时约多少次意旨周期寿命随著充放电流放电深度与其他充放条件的不同周期寿命也随著变化尤其是使用大电流充放电时一定会有寿命缩短的现象现在的镍镉电池只要依照购买时厂商所附的说明正常地使用通常都可以反覆使用次以上KjrSbFhpR"WUAYW电池内阻与电压Yn"z"t"RG电池是有内阻的电压源可以视为是一个理想电压源没有内阻串联一电阻输出未接负载时电池两端量到的端电压就是理想电压源的电压称之为开路电压当电池外接负载时负载与内阻串联接到理想电压源上因此负载上所得到的分压也就是电池的端电压会小於理想电压源的电压称之为闭路电压电池的内阻越高则负载可分得的电压就越小因此理想的电池是没有内阻FTBbs镍镉电池的内部电阻非常的低一般只有几毫欧姆到数十毫欧姆左右因此外接大小不同之负载时放电电压还是很稳定放电电流曲线很平坦可以做大电流放电使用一般乾电池内阻动辄数欧姆放电电压不稳定放电电流曲线不平坦相较之下镍镉电池属於特性较理想的电池jfStHsUmdqEhvF自放电JExa电池由於内部会起化学反应的关系内部会自我放电虽未外接负载但是电池所储存的电量会随著时间而逐渐消失自我放电的速度称为自我放电率周遭温度越高时自我放电电流也越大根据专家实验的结果镍镉电池在时约三个月会放电使残余容量剩下在时一个月约放电三个月放电若温度越高时一个月就已经放掉的容量了因此在夏天电池充饱电后只要短短几天的时间容量就剩下甚至了难怪专家建议最好的保存方法就是将电池密闭包装妥当不能受潮不是没有道理的GWxtQy后置於冰箱中冷藏fwqbQ连续放电与间歇放电OYOwMM连续放电是指电池在放电过程中不中断持续放电直到电池的电压降至放电终止电压才停止间歇放电则是指放电过程中电池与负载之间的电流通路断断续续时而导通时而断路直到电池的电压降至放电终止电压为止电池在放电过程中电压会慢慢地持续下降若过程中暂时停止放电则电压会马上上升回复到某一准位才停止若再继续放电则电压又从该准位开始下降连续放电方式的实际放电时间与放电期间是相同的而间歇放电的实际放电时间则是放电期间电流通路导通的时间片段累积和比较相同容量的电池以两种方式进行放电时在同样的终止电压下由於电池电压会回复的关系间歇放电方式的实际放电时间会比连续放电的实际放电时间还长且间歇放电方式所释放的容量也比连续放电mZhyj方式的放电容量还多一般的电池都有上述现象使用大电流来放电时放电容量会无形中减少了许多而使用间接放电方式会比连续放电方式多出更多容量尤其当电池外接重负载负载电阻越小时差异现象越是明显镍镉电池的内阻小短路电流大放电曲线平坦特性佳一般情况使用连续放电与间歇放电时容量差异不大但是电动枪的马达在由静止开始运转启动之际阻抗非常的低是属於重负载电池的放电电流相当的大间歇放电方式产生的效果就非常明显了ULrREv根据经验电动枪使用全自动射击时往往打没几百发电池就令人错愕的没电了这与广告上所号称的可连续射击发的吹嘘差异甚远不知是电池品质不好还是怎样年纪轻轻的还没被你摧残就欲振乏力或者开始怀疑电枪的mecabox内部有问题但是若您愿意尝试克制一点不要那麼兴奋尽量使用单发射击而少用全自动胡乱扫射挥霍BB弹的话您会发现您的电池还可以打个好几百发没问题电池品质好不好也可以从发射弹量来做比较客观地的分析KusVyzmYdoYJ温度对电池的影响NKoKye镍镉电池是靠化学物质的反应来动作化学材料往往会自我消耗在温度高的环境下自我消耗的情形会较严重容量会降低也可能会有漏液与生锈的情形在高温下进行充放电更是会对电池造成破坏降低寿命镍镉电池可稳定工作的温度范围还算很广充电约放电约保存约平常最好保存於较冷但不潮湿的地方pEpXBVMDvzE温度对於电池的寿命以及充放电特性影响很大充放电时若环境温度越高则电池的材质受到破坏极版之活性物质的功能降低使容量减小阳极阴极隔离版间的隔离版绝缘降低造成短路且温度升高电池之电压也变得较低充放电效率降低了许多电池的容量大大地减少因此除非使用的镍镉电池是耐热型的否则充放电时应留意电池的温度不要使用过大之电流充放电以免温度过高H"PIvzwYwqUHuwP充电方式"nxqDD镍镉电池若不以当备用电源为用途而是以反覆性的充电和放电来使用时根据电流的大小可以把电池的充电方式分为标准充电与急速充电快充两种标准充电是指参考电池额定容量以C的电流对电池作小时的充电也就是说充电容量大约是电池额定容量的倍时可以将电池几乎完全充饱急速充电是使用较大的电流充电并且在充电末期对电压与电流加以控制防止过充电急速充电的电流大小一般约在C左右使能够在小时完成充电现在有些超急速型的电池能以C或更大电流做超急速充电在不到一小时的极短时间内完成BMXLHigCo充电动作waMVX一般型的镍镉电池若以快充方式来充时产生的气体无法快速吸收会严重的影响电池寿命虽然标准充电方式耗时数小时为了电池能用久一点好是遵照此方式来充比较好快充型的电池是比较能能够承受大电流不过使用大电流充电对电池而言绝对是没有好处不同厂牌之电池的品质良劣参差不齐对使用者而言厂商标榜的规格是否有夸大事实并无从得知除非该电池之性能口碑值得信赖否则时间不催促的话最好是以标准方式来充yyZyM使用在急速充电里预防过充电的侦测方法比较常见的有定电压控制温度上升控制以及控制或者三种方式混合使用WXAyRzdQST"xJH定电压控制ic"N"当侦测到电池电压上升到设定的电压准位时就停止充电这种方式是最简单的方式只要根据电池特性知道电池的电压上升曲线就可以将侦测电压设为最接近充饱时的准位不同款式的电池充饱时之电压准位不大一样新旧电池特性也不一样用此方法比较无法设定理想电压这种方式虽然简单但也相当危险前面说过温度较高时电池电压会降低以大电流充电更是会提高电池温度如此电池有可能已经充饱但是电压却尚未达到设定的准位且电池充饱后电压不再上升而开始下降如此的过充电后果相当严重若加上电池发生内部短路充电器未具备保护电路时一旦电流过大造成危险后果不堪设想因此在此方式进行充电期间使用者必须加以留意heIdyeLaFsAmq"qFouNnwjvtrd温度上升控制fmMvKY电池容量充到饱和时产生的氧气会在阴极和镉反应产生氧化热电池的温度会开始快速上升利用此现象侦测到温度到达某程度时既结束充电在同样的充电量下充电电流越大此上升的温度也越高因此若充电电流过大时达到预定之温度时电池可能尚未饱和但是电流若太小则氧化吸收快温度就不会明显上升充电动作就会一直持续下去而不知终止此外这种方式会受周遭温度影响无法判别电池的温度是内部自行产生的化学热还是由周遭环境引起的高温而误判因此此方式在高温的环境下会充电不足而低温的环境会充电过度"NvlWrRU"TueQBx控制FgqIdDz充电时电池的电压会随著充电容量的增加而升高当充电容量达到饱和时电压上升到峰值并转而开始缓慢下降利用此电压下降的特性可以用来控制充电终止待电压下降幅度达到时即停止充电通常V的镍镉电池其下降幅度差不多会有mV以上实际之数据得参考电池规格在充电过程可以以电表明显的观察出来电池电压的充电曲线受到充电电流与温度的影响在同样的充电容量下电流越大或温度越低时电压上升的幅度较大下降的幅度也比较明显电流越小或温度越高时电压上升的幅度较小下降的幅度也较为平坦不易分辨因此控制方式比较适用在急速充电的方式里且为了避免温度的影响使侦测失灵通常配合温度上升控制使用以防止过充电NS""tkd镍镉电池若经保存过久未使用或者已经日薄西山那麼初次再行充电的前几分钟会发生电压不但充上去且还往下降的情形然后再上升的情形因而造成的误判而终止充电控制方式是较佳的控制方式特性不同的电池仍能可利用的特性来对电池作完全充电比较不用再担心电压控制设或温度设定出问题而伤害电池SxVX目前许多高级的微电脑控制型充电器都是使用此种控制方式且价格比一般充电器昂贵有些虽然打著的名号实际上其控制程式以及充电电路设计得并不怎好对也往往有误判的情形发生不是将电池充到可以煎鸡蛋就是连充都还没充到就罢工判断电池已充饱因此比较好的充电器除了增加温度控制之外再根据充电时间电压与电流的大小变化计算出充电容量并且判断出是否电池真已达到饱和hvZtUdApICoFfjAAJ上述三种方式都是急速充电的方法在充电终了后基於电池会自我放电的特性一般都是对电池继续施以小电流的补充充电以弥补电池的漏电电流并且急速充电并不能保证一定能百分之百达到完全充电以小电流继续补充充电刚好能填补不足之容量通常补充电流的大小约在CC之间一般充电器在使用急速充电模式对电池充电终止后都是迳行进入所谓的慢充模式其实也就是以此小电流对电池继续补充充电在此模式下微小的电流几乎不会让电池产生多少热也不会让电压有明显的变化因此充电器几乎都是设计成一直施行补充充电而不会自动停止虽然不还不至於对电池造成过充电但是为了避免增加镍结晶现象使用者还是得斟酌补充"IvihOCMx"CfcA充电的持续时间ncZfTXH容量的估算dzhlgbv电池的容量估算方式很多种每每总都脱离不了CIxT的计算方式电池放电时流过电池的电流大小为电池的端电压是负载电阻电池的放电容量就是为是时间电池的电压是随著放电时间的长短而逐渐降低的要估算出比较准确的放电容量的方法就是采用积分方式从开始放电起到电压降至终止电压为止这段期间内每一个时间点上的电压值换算成电流之后对时间积分起来即可得到很准确的放电容量"yari因为电池的放电曲线并非线性且欲取得在每一时间点的电流变化来计算有困难因此一般都是使用积分的近似估算方式将时间细分成很多小时段撷取每一个时段内某一参考点的电压值或者该时段之平均电压值来当作该时段的电压值每一时段各自计算其放电容量再将每一时段的容量加起来就成了放电容量的近似值时段切割得越细越准确但是要人工计算非常困难因此只有具备微电脑处理能力的充电器才能做精密计算而若要用手工计算可能以大时段计算出大略数值SSRqDHoGzc另一种比较简单但是误差较大的估算方式是在放电期间内任意选取几个适当的时间点包括放电启始与终止以梯形面积的计算公式来计算求取每一个时间点之间的放电容量之后将整个放电期间各放电容量加起来即可得到粗略的放电容量了电动枪受制於枪身空间狭小的关系只能挤得下体积较小电流额度也小的电池要推动电动枪马达这样的重负载负荷相当沈重大电流缩短了镍镉电池的寿命降低了可容量尤其枪友们喜欢把枪改得特别强更换了更强的弹簧更是让电池与马达吃不消在如此的摧残下电池的耗损相当地严重往往充放电不到几十次电池容量就下降到剩下不到了短短期间下降范围相当的大因此采用梯形面积的计算方式来对使用在电动枪的镍镉电池估算算是可以接受的了tUjlZZdyr要测量电压电流以及电阻最方便最简单的工具就是三用电表很多枪友为了了解自己的电池状况都备有三用电表平常除了做一般电气量测之外在电池充放电时也用来辅助充电器观察电压电流之变化以随时掌握过程求取最佳状况通常估算得到的值都只是个概略值也会比理论上的容量还稍微少一些但作为测量电池寿命的参考指标已经是绰绰有余了VkOk"OohzoRw记忆效应gszipv镍镉电池放电时若不予以完全的放电而是以特定的放电深度来重复地放电充电的话那麼在反覆充放电几次之后因为每次电池都有残余容量使得电池会有记忆现象而将此放电终止电压的值记忆住当电池不再只以此放电深度来放电时电压逐渐下降超过被记忆住的电压值时电池电压会突然间崩溃性地急速下降很大的准位然后才又继续慢慢地下降这种现象称为记忆效应VvJNknIHW记忆效应是反覆充放电产生的在实际应用方面这种反覆以特定放电深度充放电的情形很多像是摄影机手机刮胡刀等等记忆效应并不影响电池容量但是定电压崩溃的特性却对对负载影响很大往往不为负载所接受而形同电力不足无法继续推动负载因此形成记忆效应之后虽仍有相当大的容量但是可使用的容量却是减少了许多LQoyBLCZ记忆现象在周遭温度高时会比较明显使用较低充电电流C以下时也会有记忆现象因此在使用时要特别留意工作温度以及不要使用太小的电流来充电记忆效应形成之后若要消除记忆效应所造成的影响必须对电池做一两次完全充放电以CC的充电电流CC的放电电流来进行时可以比较有效地消除记忆效应做完全放电时额定电压V的电池只要降到厂商建议的放电终止电压也就是不会有残余容量的V左右即可不要过放电以免毁损电池phAUSlqRHjWYoH镉结晶GYazASKz镍镉电池充电时会於阴极生长出树枝状的镉结晶物尤其长期过充电或以小电流长期充电时更容易生成此结晶物会使得电极表面之活化面积减少而降低容量镍格电池作完全放电时镉晶体会溶解消失不过在一般放电应用上很少完全放电电池仍有残余容量反覆的充放电会使得结晶物日益垒增延伸终可贯穿两极间的隔离板而触及阳极造成两极间的短路引起大量漏电因此要消除镉结晶现象有如消除记忆体效应般每充放电数次之后作一次完全放电以释放残余容量ceHlDsiiBOu"wAA电动枪之电池CE"ubc镍镉电池的标称电压是V将若颗电池串联起来后整体电压是串联后工作电压虽增加了倍不过额定电流可是不变没有增加喔在对电池串进行充放电时可不要误以为容许的工作电流也增加了而改以倍的大电流去充那麼电池是否会爆炸是不晓得不过引起电线过热溶毁电线短路引起火灾是非常有可能的ZqXkMau"DU目前Marui的电动枪系列大部分都是使用内部构造相似弹簧强弱也相近之mecabox为了配合马达的驱使Marui订制了专用

用户评论(0)

0/200

精彩专题

上传我的资料

每篇奖励 +1积分

资料评分:

/31
0下载券 下载 加入VIP, 送下载券

意见
反馈

立即扫码关注

爱问共享资料微信公众号

返回
顶部

举报
资料