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深圳市友利源电池科技有限公司

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电话:0755-29026465

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一. 电池的由来

      1800年,意大利科学家伏特设计了一种能持续放电的装置---电堆(电池组)---第一个电池,他把铜和锌用纸板隔开,放入硫酸中,形成了持续的电流,这就是人类的第一个电池。

      1859年,法国科学家普兰特发明了铅酸电池,

1899年,Waldmar jungner发明了镍镉电池。

      1866年,电化学家勒克朗谢发明了干电池,他以锌为负极,以二氧化锰为正极,氯化氨容也为电解液制成电池,后来,盖斯把淀粉加入氯化氨溶液中制成糊状电解质,从而形成了干电池。

      1955年,吉列(Gillette)旗下的金霸王(Duracell)的前身Mallory电池公司的创始人Ruben发明了碱性电池

      1970年,飞利浦公司发明了镍氢电池

      1990年,索尼公司发明了锂离子电池

二. 常用电池的中文名字和英文简写方法

干电池:  R              1.5v

碱性电池:LR             1.5v

锌空气电池 PR            1.4V

锂锰电池:CR             3.0v

锂亚硫酰氯电池 ER        3.6V

锂铁电池:Li-Fe  FR      1.5V

铅酸电池:Pb              2V

镍镉电池:NI-CD   KR     1.2V

镍氢电池:NI-MH   HR     1.2v

锂离子电池:Li-ion  LC    3.6V

三.    电池的分类  

3.1 按照原理分类

电池按照产生电能的原理不同,分为:

化学电池,绝大多数电池都是化学电池

物理电池,太阳能电池、超级电容电池等

燃料电池,FMC Fuel Membrane Cell

3.2 按照电极所用的物质进行分类

几乎所有的电池都是由不同的物质组成的电极(部分物理电池除外),不同物质的电位差就构成了电池的电压,所以,很多电池的命名都是由构成电池的物质来命名的:

如:镍镉电池

       镍氢电池    



   铅酸电池

   锂锰电池

   锂离子电池

3.3 按照是否可充电分类

   电池按其是否可以充电分为:一次电池和二次电池,也就是可充电电池和不可充电电池

3.4 按照形状分类

按照形状分类电池可以分为:圆柱电池、扣式电池、方形电池和异型电池

圆柱电池分为:镍镉、镍氢系列一般称为:F,D,C,SC,A,AA,AAA,AAAA

干电池分为:1#,2#,3#,,5#,7#,9#(8X29)

锂圆柱电池:18650,14505,等

   扣式电池分为:锌锰扣式电池:AG系列,AG13,AG6,AG1,AG10

                 银锌扣式电池:SR系列, SR54,58,59,60,63,66,69

                 锂锰扣式电池:CR系列:CR2032,2450,2477等

   方形电池的分类:铅酸电池:由于其尺寸已经标准化了,所以电池的分类通常只说电压和容量:如6V4AH,12V7AH等

方形锂离子电池的分类通常是:厚X宽X高

3.5按照型号分类

IEC型号

美国型号

日本型号

中国传统叫法

普通锌锰电池

R03

AAA

UM-4

7号电池

R6

AA

UM-3

5号电池

R14

C

UM-2

2号电池

R20

D

UM-1

1号电池

碱性锌锰电池

LR03

AAA

AM-4

7号碱性电池

LR6

AA

AM-3

5号碱性电池

LR14

C

AM-2

2号碱性电池

LR20

D

AM-1

1号碱性电池

3.6 按照用途分类

按照用途分类,如铅酸电池我们会分为:备用电池、动力电池、启动电池

镍镉电池分为:高温电池、低温电池、高功率电池等

锂离子电池分为:动力电池、通讯电池等。

不同的电池对电池的性能侧重点不同。

四. 电池由哪几部分构成?

任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。

4.1什么是锌-锰干电池?

锌-锰电池又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche)于1868年发明的由锌(Zn)作负极,二氧化锰(MnO 2 )为正极,电解质溶液采用中性氯化铵(NH 4 C1)、氧化锌(ZnC1 2 )的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池。按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。

4.2什么是碱性锌锰电池?

指20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。

4.3什么是铅酸蓄电池?

由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成。用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。

4.4什么是镉镍电池和金属氢化物电池?

二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。

4.5什么是锂电池?

指以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池。

4.6什么是锂离子电池?

能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池。

4.7什么是锂铁电池?

新型1.5V一次性锂电池,锂电池即为锂/二硫化铁电池,采用二硫化铁作为正极活性物质以非水有机溶剂和导电盐组成的混合物作为电池电解液系统一种新型的高能化学电源。

4.8什么是燃料电池?

指一种利用燃料(如氢气或含氢燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连接发电的装置。它具有效率高、电化学反应转换效率可达40%以上,且无污染气体排出的特点。

五.   服务寿命

电池是一种化学物质,因而也是有一定服务寿命的,诸如干电池(包括普通的碱性电池)等一次电池是不能充电的,服务寿命当然只有一次。对于充电电池,一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在 300~700 次左右,镍氢电池的可充电次数 一般为 400~1000 次,锂离子电池为 500~800 次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用 的原料、 制 作工艺等因素的影响,还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如,某人于 1985 年开始使用的 6 节 HITACHI (日立)镍镉电池,一直到现在还在继续使用,只是电池容量有些降低了。看来,只要使用方法合理,充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。

六.   电池行业的现状

       电池工也在中国起步较晚,但发展较快,尤其是改革开放以来,中国的电池工业得到了巨大的发展,中国现在在很多电池领域电池的发展已经成为世界第一, 如:干电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等,但中国电池工也也存在着如下严重的问题:

6.1厂家众多,但有核心竞争力和规模的企业不多

6.2自动化程度不高,电池均匀性不好

6.3还有很多厂家在生产含汞的电池

6.4有很多企业靠生产冒牌电池生存

6.5知识产权和反倾销障碍

6.6电池其也没有承担起回收电池的责任

七. 电池的用途

       电池的用途非常广泛,可以说无人不用和无处不用,但按照分类,电池的用途主要在以下几个方面:

7.1工作电源,如手机电池、电动工具电池、电动自行车电池等

7.2备用电源:主要用作掉电保护等,如各种UPS等

7.3记忆电源:如电脑主板上的锂锰电池等

总之,电池行业是一个资金密集、技术密集、劳动力密集的行业,它是和材料科学和机械制造技术密切相关的行业。同时,他也是一个更新换代比较慢、绝对用量一直在增长的行业;再有,电池行业是一个经验成本很高的行业,他对生产的要求是:材料稳定、技术稳定、人员稳定、环境稳定,这样做出来的产品质量才能稳定。大家只要掌握电池行业的基本发展规律,电池行业是一个利润很高的行业。让我们共同努力来把电池行业做好。

八.  超级电容器

8.1什么是超级电容器?也叫法拉电容、黄金电容或叠层电容,作为储能器件,与传统物理电容器相比较明显地提高了比容量和比能量,而与二次电池相比,虽然比能量低,但其比功率却有着数量级的增加。超级电容器(supercapacitor SC)兼有普通物理电容器和二次电池的技术特性,能提供比普通物理电容器更高的比能量和比二次电池更高的比功率及更长循环寿命,同时还具有比二次电池耐高温和免维护的优点,填补了普通物理电容和二次电池之间的空白。

8.2  电容串联使用后计算方法

单体电压是2.75V  串联使用后,电压等于单个电容电压相加之和, 电阻等于单个电容电阻加上连接片电阻相加之和,电量为单个电容电量除以串联的电容数量。

8.3 有机体系电容和水系电容的主要区别

序号

区别点

有机体系

水系

1

电压不一样

工作电压高,单体是2.75v

工作电压低,单体是0.6-1.0v

2

同样电压的电容,体积不一样

体积小,更少的占用空间,对客户电路设计有利

体积大,同样电压下,体积是有机系的2-4倍

3

容量不一样

容量大(同体积)

容量小(同体积)

4

内阻不一样

比水系大

比有机系的小

5

电解液不同

有机电解液

无机电解液

6

生产条件不同

要求高,环境要求干燥

要求低,基本上无干燥性要求

一.   电池的内阻

电池内阻有欧姆电阻和电极在电化学反应时所表现的极化电阻。欧姆电阻、极化电阻之和为电池的内阻。

1.欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。隔膜电阻是当电流流过电解液时,隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻。

2.极化电阻是指电化学反应时由于极化引起的电阻。包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。

注:一个适用于高倍率放电的蓄电池,其内阻一定很低,否则电流导致的电压降会过早地限制电池的放电。内阻的大小取决于蓄电池的充电状态。在低温下,由于导电率降低和动力学参数的阻滞作用,内阻增加。

二.   开路电压、工作电压、终止电压

1.开路电压是外电路没有电流流过时电极之间的电位差,一般开路电压小于电池电动势。

2.工作电压又称放电电压或负荷电压,是指有电流通过外电路时,电池两极间的电位差。工作电压总是低于开路电压,因为电流流过电池内部时,必须克服极化电阻和欧姆电阻所造成的阻力。

3.电池的工作电压受放电制度影响,即放电时间、放电电流、环境温度、终止电压等都影响电池的工作电压。

4.放电方法分恒流和恒阻放电两种,此外还有连续放电和间隙放电。连续放电是在规定放电条件下,连续放电至终止电压。间隙放电是电池在规定的放电条件下,放电间断进行,直到所规定的终止电压为止。

5.终止电压是电池放电时,电压下降到不宜在继续放电的最低工作电压称为终止电压。一般在低温或大电流放电时终止电压低些。因为这种情况下,电池极化大,活性物质不能得到充分利用,电池电压下降较快。小电流放电时,终止电压规定高些。因小电流放电,电极极化小,活性物质能得到充分利用。

三.  电池的容量

电池的容量是指在一定的放电条件下可以从电池获得的电量,分理论容量、实际容量、额定容量。

1.理论容量是指对活性物比能量计算,制造电池得出的容量为理论容量。

2.实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。

3.额定容量在设计和制造电池时,规定电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的电量。实际容量总是低于理论容量。

4.一定负载下,蓄电池能放出的容量取决与反应速率,是影响各个步骤反应速率的动力学参数决定了电池的容量。因此容量的很大程度上取决于蓄电池的设计。

四.  自放电和电池的寿命

1.自放电是指电池在开路时,在一定条件下(温度、湿度等)存放时容量下降。容量下降的原因主要是由负极腐蚀和正极自放电引起的。降低电池自放电的措施,一般采用纯度高的原材料,在负极中加入氢过电位较高的金属;也可以在电极或电解液中加入缓蚀剂,抑制氢的析出,减少自放电反应发生。自放电速率是单位时间内容量降低的百分数。

2.电池的寿命,二次电池的寿命分充、放电循环使用寿命与湿搁置使用寿命。电池经历一次充放电,称一个周期。在一定的放电制度下,电池容量降至规定值之前,电池所经受的循环次数,称使用周期。影响电池循环使用寿命的主要因素有:在充放电过程中,电极活性表面积减小,使工作电流密度上升,极化增大;电极上活性物质脱落或转移;电极材料发生腐蚀;电池内部短路;隔膜损坏和活性物质晶型改变,活性降低。

五.  深放电(过放电)

深放电是指蓄电池放电超过了生产着规定的放电终止电压,因此蓄电池放出了过量的容量, 深放电对蓄电池是有害的,因为活性物质过度工作,特别在重复进行深放电时尤其有害。甚至用正常的放电终止电压,可能进行的循环次数随着放电的深度的增加而明显减小。当放电时间延长超过其正常的终止电压,活性物质的过度利用使循环次数急剧减少并使蓄电池早期失效。偶然的深放电并没危险。长时间的反极可能会引起镉/镍蓄电池的短路,因为镉枝晶会长在正电极上。

六.   充电

   1.充电过程基本上是放电的逆向过程,只要电压刚刚高过平衡电压,充电就会立即开始。实际上要使蓄电池中串联的所有电池在要求的时间内达到完全充电,就必须使用较高的电压。因此,充电方法总是必须在低速率高效率充电和高速率低效率之间进行折衷。充电过程主要是由三个参数决定的:充电电流、充电电压、蓄电池温度。由于存在着副反应,蓄电池的充电效率重来没有达到过100%,因此充电时根据电池类型计算要有一定的过充才能充足电。充电时间计算:充电时间(h)=电池容量(mAh)*1.2-1.5(倍)÷充电电流(mA)。

2.充电接受能力或充电- -电流效应表述了蓄电池实际所能接受的电流份额,并且可以在随后的放电中放出来。它是由充电反应动力学参数和同时发生的副反应动力学参数之间的制衡来决定的。充电接受能力不是一个常数,其大小主要决定于蓄电池的荷电状态。

七.  电池组

         电池作为动力源,当需要教高电压或大电流时,需要将若干个单体电池通过串联、并联或复联组成电池组使用。

1.串联电池组中,总电压等于n个电池的电压相加、总内阻等于n个电池的内阻相加、电流不变等于单体电池电流,串联的目的是增加电压。

2.并联电池组中,电压不变等于单体电池电压、总内阻等于单体电池内阻除上n个电池数、电流当外电阻不变时,电流随并联电池数n的增加仅有缓慢增加,并联的目的是增加电池容量。

3.复联电池组由n个单体电池串联,然后将m个串联电池组再并联组成复联电池组。电池组中对单体电池的性能要求很严,在组合时应选同一系列、同一规格、  性能的单体电池。

八. 1.2V,1.5V与使用时有何不同呢?

1.镍镉、镍氢电池标称电压1.2V(是指在此电压时电池放电平台最长),放电终压1.0V,开路电压1.4V左右

2.碳性、碱性与电池标称电压1.5V(是指在此电压时电池放电平台最长)  放电终压0.9V, 开路电压1.6V左右

3.锂铁电池标称电压1.5V(是指在此电压时电池放电平台最长)  放电终压1.0V, 开路电压1.7V以上

4.因为以上几种电池开路电压与放电终压基本相同,所以一般情况下可以相互替代使用

5. 要注意有些电器有电量检测装置,它是以检测电压来衡量电量多少的,比如随机配置电池是1.5V的,如果改用镍镉、镍氢电池就可能显示电量不足,但不影响使用,因为开路电压低造成的

, 1pt; LINE-HEIGHT: 150%; LAYOUT-GRID-MO: char'>指一种利用燃料(如氢气或含氢燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连接发电的装置。它具有效率高、电化学反应转换效率可达40%以上,且无污染气体排出的特点。

五.   服务寿命

电池是一种化学物质,因而也是有一定服务寿命的,诸如干电池(包括普通的碱性电池)等一次电池是不能充电的,服务寿命当然只有一次。对于充电电池,一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在 300~700 次左右,镍氢电池的可充电次数 一般为 400~1000 次,锂离子电池为 500~800 次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用 的原料、 制 作工艺等因素的影响,还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如,某人于 1985 年开始使用的 6 节 HITACHI (日立)镍镉电池,一直到现在还在继续使用,只是电池容量有些降低了。看来,只要使用方法合理,充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。

六.   电池行业的现状

       电池工也在中国起步较晚,但发展较快,尤其是改革开放以来,中国的电池工业得到了巨大的发展,中国现在在很多电池领域电池的发展已经成为世界第一, 如:干电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等,但中国电池工也也存在着如下严重的问题:

6.1厂家众多,但有核心竞争力和规模的企业不多

6.2自动化程度不高,电池均匀性不好

6.3还有很多厂家在生产含汞的电池

6.4有很多企业靠生产冒牌电池生存

6.5知识产权和反倾销障碍

6.6电池其也没有承担起回收电池的责任

七. 电池的用途

       电池的用途非常广泛,可以说无人不用和无处不用,但按照分类,电池的用途主要在以下几个方面:

7.1工作电源,如手机电池、电动工具电池、电动自行车电池等

7.2备用电源:主要用作掉电保护等,如各种UPS等

7.3记忆电源:如电脑主板上的锂锰电池等

总之,电池行业是一个资金密集、技术密集、劳动力密集的行业,它是和材料科学和机械制造技术密切相关的行业。同时,他也是一个更新换代比较慢、绝对用量一直在增长的行业;再有,电池行业是一个经验成本很高的行业,他对生产的要求是:材料稳定、技术稳定、人员稳定、环境稳定,这样做出来的产品质量才能稳定。大家只要掌握电池行业的基本发展规律,电池行业是一个利润很高的行业。让我们共同努力来把电池行业做好。

八.  超级电容器

8.1什么是超级电容器?也叫法拉电容、黄金电容或叠层电容,作为储能器件,与传统物理电容器相比较明显地提高了比容量和比能量,而与二次电池相比,虽然比能量低,但其比功率却有着数量级的增加。超级电容器(supercapacitor SC)兼有普通物理电容器和二次电池的技术特性,能提供比普通物理电容器更高的比能量和比二次电池更高的比功率及更长循环寿命,同时还具有比二次电池耐高温和免维护的优点,填补了普通物理电容和二次电池之间的空白。

8.2  电容串联使用后计算方法

单体电压是2.75V  串联使用后,电压等于单个电容电压相加之和, 电阻等于单个电容电阻加上连接片电阻相加之和,电量为单个电容电量除以串联的电容数量。

8.3 有机体系电容和水系电容的主要区别

序号

区别点

有机体系

水系

1

电压不一样

工作电压高,单体是2.75v

工作电压低,单体是0.6-1.0v

2

同样电压的电容,体积不一样

体积小,更少的占用空间,对客户电路设计有利

体积大,同样电压下,体积是有机系的2-4倍

3

容量不一样

容量大(同体积)

容量小(同体积)

4

内阻不一样

比水系大

比有机系的小

5

电解液不同

有机电解液

无机电解液

6

生产条件不同

要求高,环境要求干燥

要求低,基本上无干燥性要求

一.   电池的内阻

电池内阻有欧姆电阻和电极在电化学反应时所表现的极化电阻。欧姆电阻、极化电阻之和为电池的内阻。

1.欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。隔膜电阻是当电流流过电解液时,隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻。

2.极化电阻是指电化学反应时由于极化引起的电阻。包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。

注:一个适用于高倍率放电的蓄电池,其内阻一定很低,否则电流导致的电压降会过早地限制电池的放电。内阻的大小取决于蓄电池的充电状态。在低温下,由于导电率降低和动力学参数的阻滞作用,内阻增加。

二.   开路电压、工作电压、终止电压

1.开路电压是外电路没有电流流过时电极之间的电位差,一般开路电压小于电池电动势。

2.工作电压又称放电电压或负荷电压,是指有电流通过外电路时,电池两极间的电位差。工作电压总是低于开路电压,因为电流流过电池内部时,必须克服极化电阻和欧姆电阻所造成的阻力。

3.电池的工作电压受放电制度影响,即放电时间、放电电流、环境温度、终止电压等都影响电池的工作电压。

4.放电方法分恒流和恒阻放电两种,此外还有连续放电和间隙放电。连续放电是在规定放电条件下,连续放电至终止电压。间隙放电是电池在规定的放电条件下,放电间断进行,直到所规定的终止电压为止。

5.终止电压是电池放电时,电压下降到不宜在继续放电的最低工作电压称为终止电压。一般在低温或大电流放电时终止电压低些。因为这种情况下,电池极化大,活性物质不能得到充分利用,电池电压下降较快。小电流放电时,终止电压规定高些。因小电流放电,电极极化小,活性物质能得到充分利用。

三.  电池的容量

电池的容量是指在一定的放电条件下可以从电池获得的电量,分理论容量、实际容量、额定容量。

1.理论容量是指对活性物比能量计算,制造电池得出的容量为理论容量。

2.实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。

3.额定容量在设计和制造电池时,规定电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的电量。实际容量总是低于理论容量。

4.一定负载下,蓄电池能放出的容量取决与反应速率,是影响各个步骤反应速率的动力学参数决定了电池的容量。因此容量的很大程度上取决于蓄电池的设计。

四.  自放电和电池的寿命

1.自放电是指电池在开路时,在一定条件下(温度、湿度等)存放时容量下降。容量下降的原因主要是由负极腐蚀和正极自放电引起的。降低电池自放电的措施,一般采用纯度高的原材料,在负极中加入氢过电位较高的金属;也可以在电极或电解液中加入缓蚀剂,抑制氢的析出,减少自放电反应发生。自放电速率是单位时间内容量降低的百分数。

2.电池的寿命,二次电池的寿命分充、放电循环使用寿命与湿搁置使用寿命。电池经历一次充放电,称一个周期。在一定的放电制度下,电池容量降至规定值之前,电池所经受的循环次数,称使用周期。影响电池循环使用寿命的主要因素有:在充放电过程中,电极活性表面积减小,使工作电流密度上升,极化增大;电极上活性物质脱落或转移;电极材料发生腐蚀;电池内部短路;隔膜损坏和活性物质晶型改变,活性降低。

五.  深放电(过放电)

深放电是指蓄电池放电超过了生产着规定的放电终止电压,因此蓄电池放出了过量的容量, 深放电对蓄电池是有害的,因为活性物质过度工作,特别在重复进行深放电时尤其有害。甚至用正常的放电终止电压,可能进行的循环次数随着放电的深度的增加而明显减小。当放电时间延长超过其正常的终止电压,活性物质的过度利用使循环次数急剧减少并使蓄电池早期失效。偶然的深放电并没危险。长时间的反极可能会引起镉/镍蓄电池的短路,因为镉枝晶会长在正电极上。

六.   充电

   1.充电过程基本上是放电的逆向过程,只要电压刚刚高过平衡电压,充电就会立即开始。实际上要使蓄电池中串联的所有电池在要求的时间内达到完全充电,就必须使用较高的电压。因此,充电方法总是必须在低速率高效率充电和高速率低效率之间进行折衷。充电过程主要是由三个参数决定的:充电电流、充电电压、蓄电池温度。由于存在着副反应,蓄电池的充电效率重来没有达到过100%,因此充电时根据电池类型计算要有一定的过充才能充足电。充电时间计算:充电时间(h)=电池容量(mAh)*1.2-1.5(倍)÷充电电流(mA)。

2.充电接受能力或充电- -电流效应表述了蓄电池实际所能接受的电流份额,并且可以在随后的放电中放出来。它是由充电反应动力学参数和同时发生的副反应动力学参数之间的制衡来决定的。充电接受能力不是一个常数,其大小主要决定于蓄电池的荷电状态。

七.  电池组

         电池作为动力源,当需要教高电压或大电流时,需要将若干个单体电池通过串联、并联或复联组成电池组使用。

1.串联电池组中,总电压等于n个电池的电压相加、总内阻等于n个电池的内阻相加、电流不变等于单体电池电流,串联的目的是增加电压。

2.并联电池组中,电压不变等于单体电池电压、总内阻等于单体电池内阻除上n个电池数、电流当外电阻不变时,电流随并联电池数n的增加仅有缓慢增加,并联的目的是增加电池容量。

3.复联电池组由n个单体电池串联,然后将m个串联电池组再并联组成复联电池组。电池组中对单体电池的性能要求很严,在组合时应选同一系列、同一规格、  性能的单体电池。

八. 1.2V,1.5V与使用时有何不同呢?

1.镍镉、镍氢电池标称电压1.2V(是指在此电压时电池放电平台最长),放电终压1.0V,开路电压1.4V左右

2.碳性、碱性与电池标称电压1.5V(是指在此电压时电池放电平台最长)  放电终压0.9V, 开路电压1.6V左右

3.锂铁电池标称电压1.5V(是指在此电压时电池放电平台最长)  放电终压1.0V, 开路电压1.7V以上

4.因为以上几种电池开路电压与放电终压基本相同,所以一般情况下可以相互替代使用

5. 要注意有些电器有电量检测装置,它是以检测电压来衡量电量多少的,比如随机配置电池是1.5V的,如果改用镍镉、镍氢电池就可能显示电量不足,但不影响使用,因为开路电压低造成的

, 1pt; LINE-HEIGHT: 150%; LAYOUT-GRID-MO: char'>指一种利用燃料(如氢气或含氢燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连接发电的装置。它具有效率高、电化学反应转换效率可达40%以上,且无污染气体排出的特点。

五.   服务寿命

电池是一种化学物质,因而也是有一定服务寿命的,诸如干电池(包括普通的碱性电池)等一次电池是不能充电的,服务寿命当然只有一次。对于充电电池,一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在 300~700 次左右,镍氢电池的可充电次数 一般为 400~1000 次,锂离子电池为 500~800 次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用 的原料、 制 作工艺等因素的影响,还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如,某人于 1985 年开始使用的 6 节 HITACHI (日立)镍镉电池,一直到现在还在继续使用,只是电池容量有些降低了。看来,只要使用方法合理,充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。

六.   电池行业的现状

       电池工也在中国起步较晚,但发展较快,尤其是改革开放以来,中国的电池工业得到了巨大的发展,中国现在在很多电池领域电池的发展已经成为世界第一, 如:干电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等,但中国电池工也也存在着如下严重的问题:

6.1厂家众多,但有核心竞争力和规模的企业不多

6.2自动化程度不高,电池均匀性不好

6.3还有很多厂家在生产含汞的电池

6.4有很多企业靠生产冒牌电池生存

6.5知识产权和反倾销障碍

6.6电池其也没有承担起回收电池的责任

七. 电池的用途

       电池的用途非常广泛,可以说无人不用和无处不用,但按照分类,电池的用途主要在以下几个方面:

7.1工作电源,如手机电池、电动工具电池、电动自行车电池等

7.2备用电源:主要用作掉电保护等,如各种UPS等

7.3记忆电源:如电脑主板上的锂锰电池等

总之,电池行业是一个资金密集、技术密集、劳动力密集的行业,它是和材料科学和机械制造技术密切相关的行业。同时,他也是一个更新换代比较慢、绝对用量一直在增长的行业;再有,电池行业是一个经验成本很高的行业,他对生产的要求是:材料稳定、技术稳定、人员稳定、环境稳定,这样做出来的产品质量才能稳定。大家只要掌握电池行业的基本发展规律,电池行业是一个利润很高的行业。让我们共同努力来把电池行业做好。

八.  超级电容器

8.1什么是超级电容器?也叫法拉电容、黄金电容或叠层电容,作为储能器件,与传统物理电容器相比较明显地提高了比容量和比能量,而与二次电池相比,虽然比能量低,但其比功率却有着数量级的增加。超级电容器(supercapacitor SC)兼有普通物理电容器和二次电池的技术特性,能提供比普通物理电容器更高的比能量和比二次电池更高的比功率及更长循环寿命,同时还具有比二次电池耐高温和免维护的优点,填补了普通物理电容和二次电池之间的空白。

8.2  电容串联使用后计算方法

单体电压是2.75V  串联使用后,电压等于单个电容电压相加之和, 电阻等于单个电容电阻加上连接片电阻相加之和,电量为单个电容电量除以串联的电容数量。

8.3 有机体系电容和水系电容的主要区别

序号

区别点

有机体系

水系

1

电压不一样

工作电压高,单体是2.75v

工作电压低,单体是0.6-1.0v

2

同样电压的电容,体积不一样

体积小,更少的占用空间,对客户电路设计有利

体积大,同样电压下,体积是有机系的2-4倍

3

容量不一样

容量大(同体积)

容量小(同体积)

4

内阻不一样

比水系大

比有机系的小

5

电解液不同

有机电解液

无机电解液

6

生产条件不同

要求高,环境要求干燥

要求低,基本上无干燥性要求

一.   电池的内阻

电池内阻有欧姆电阻和电极在电化学反应时所表现的极化电阻。欧姆电阻、极化电阻之和为电池的内阻。

1.欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。隔膜电阻是当电流流过电解液时,隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻。

2.极化电阻是指电化学反应时由于极化引起的电阻。包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。

注:一个适用于高倍率放电的蓄电池,其内阻一定很低,否则电流导致的电压降会过早地限制电池的放电。内阻的大小取决于蓄电池的充电状态。在低温下,由于导电率降低和动力学参数的阻滞作用,内阻增加。

二.   开路电压、工作电压、终止电压

1.开路电压是外电路没有电流流过时电极之间的电位差,一般开路电压小于电池电动势。

2.工作电压又称放电电压或负荷电压,是指有电流通过外电路时,电池两极间的电位差。工作电压总是低于开路电压,因为电流流过电池内部时,必须克服极化电阻和欧姆电阻所造成的阻力。

3.电池的工作电压受放电制度影响,即放电时间、放电电流、环境温度、终止电压等都影响电池的工作电压。

4.放电方法分恒流和恒阻放电两种,此外还有连续放电和间隙放电。连续放电是在规定放电条件下,连续放电至终止电压。间隙放电是电池在规定的放电条件下,放电间断进行,直到所规定的终止电压为止。

5.终止电压是电池放电时,电压下降到不宜在继续放电的最低工作电压称为终止电压。一般在低温或大电流放电时终止电压低些。因为这种情况下,电池极化大,活性物质不能得到充分利用,电池电压下降较快。小电流放电时,终止电压规定高些。因小电流放电,电极极化小,活性物质能得到充分利用。

三.  电池的容量

电池的容量是指在一定的放电条件下可以从电池获得的电量,分理论容量、实际容量、额定容量。

1.理论容量是指对活性物比能量计算,制造电池得出的容量为理论容量。

2.实际容量是指电池在一定的放电条件下实际放出的电量。

3.额定容量在设计和制造电池时,规定电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的电量。实际容量总是低于理论容量。

4.一定负载下,蓄电池能放出的容量取决与反应速率,是影响各个步骤反应速率的动力学参数决定了电池的容量。因此容量的很大程度上取决于蓄电池的设计。

四.  自放电和电池的寿命

1.自放电是指电池在开路时,在一定条件下(温度、湿度等)存放时容量下降。容量下降的原因主要是由负极腐蚀和正极自放电引起的。降低电池自放电的措施,一般采用纯度高的原材料,在负极中加入氢过电位较高的金属;也可以在电极或电解液中加入缓蚀剂,抑制氢的析出,减少自放电反应发生。自放电速率是单位时间内容量降低的百分数。

2.电池的寿命,二次电池的寿命分充、放电循环使用寿命与湿搁置使用寿命。电池经历一次充放电,称一个周期。在一定的放电制度下,电池容量降至规定值之前,电池所经受的循环次数,称使用周期。影响电池循环使用寿命的主要因素有:在充放电过程中,电极活性表面积减小,使工作电流密度上升,极化增大;电极上活性物质脱落或转移;电极材料发生腐蚀;电池内部短路;隔膜损坏和活性物质晶型改变,活性降低。

五.  深放电(过放电)

深放电是指蓄电池放电超过了生产着规定的放电终止电压,因此蓄电池放出了过量的容量, 深放电对蓄电池是有害的,因为活性物质过度工作,特别在重复进行深放电时尤其有害。甚至用正常的放电终止电压,可能进行的循环次数随着放电的深度的增加而明显减小。当放电时间延长超过其正常的终止电压,活性物质的过度利用使循环次数急剧减少并使蓄电池早期失效。偶然的深放电并没危险。长时间的反极可能会引起镉/镍蓄电池的短路,因为镉枝晶会长在正电极上。

六.   充电

   1.充电过程基本上是放电的逆向过程,只要电压刚刚高过平衡电压,充电就会立即开始。实际上要使蓄电池中串联的所有电池在要求的时间内达到完全充电,就必须使用较高的电压。因此,充电方法总是必须在低速率高效率充电和高速率低效率之间进行折衷。充电过程主要是由三个参数决定的:充电电流、充电电压、蓄电池温度。由于存在着副反应,蓄电池的充电效率重来没有达到过100%,因此充电时根据电池类型计算要有一定的过充才能充足电。充电时间计算:充电时间(h)=电池容量(mAh)*1.2-1.5(倍)÷充电电流(mA)。

2.充电接受能力或充电- -电流效应表述了蓄电池实际所能接受的电流份额,并且可以在随后的放电中放出来。它是由充电反应动力学参数和同时发生的副反应动力学参数之间的制衡来决定的。充电接受能力不是一个常数,其大小主要决定于蓄电池的荷电状态。

七.  电池组

         电池作为动力源,当需要教高电压或大电流时,需要将若干个单体电池通过串联、并联或复联组成电池组使用。

1.串联电池组中,总电压等于n个电池的电压相加、总内阻等于n个电池的内阻相加、电流不变等于单体电池电流,串联的目的是增加电压。

2.并联电池组中,电压不变等于单体电池电压、总内阻等于单体电池内阻除上n个电池数、电流当外电阻不变时,电流随并联电池数n的增加仅有缓慢增加,并联的目的是增加电池容量。

3.复联电池组由n个单体电池串联,然后将m个串联电池组再并联组成复联电池组。电池组中对单体电池的性能要求很严,在组合时应选同一系列、同一规格、  性能的单体电池。

八. 1.2V,1.5V与使用时有何不同呢?

1.镍镉、镍氢电池标称电压1.2V(是指在此电压时电池放电平台最长),放电终压1.0V,开路电压1.4V左右

2.碳性、碱性与电池标称电压1.5V(是指在此电压时电池放电平台最长)  放电终压0.9V, 开路电压1.6V左右

3.锂铁电池标称电压1.5V(是指在此电压时电池放电平台最长)  放电终压1.0V, 开路电压1.7V以上

4.因为以上几种电池开路电压与放电终压基本相同,所以一般情况下可以相互替代使用