铅酸电池的隔膜就是开关，外电路开启时接通，关闭时断开（防止自放电），请问隔膜能用特定开关代替吗,纵隔膜

Q1：求高手解释手机锂电池是怎么做到过充保护的求原理

经常看到这样一种观点:"长时间充电对锂离子电池不会有损害,这是因为有保护电路的存在."有两个问题要澄清:1.长时间对锂离子电池充电,如果是用的原装正品的充电器或座充,确实是不会有损害的.这个不是因为保护线路的功劳,而是*充电线路的严格精确的设计来保证的.2.有保护线路的存在,并不能完全的防止锂离子电池的过充的发生,保护线路只有在电池过充的时候才会起防止进一步过充的作用.这是几个数据RICOH推出的适合4.2V锂离子电池的保护芯片,其过充保护电压是4.35V+/-0.05V,日本精工SIEKO推出的8241系列中适合4.2V锂离子电池的保护芯片,其过充保护电压是4.275V+/-0.025V而锂离子电池充饱的时候,其电池电压应该落在4.20V+/-0.04V之间,并没有触发保护线路动作.之所以厂家说明长时间充电不会过充是因为手机的充电管理确保在电池电压已经到达4.20V以后不会继续充电.而是保持监视状态.等到了过充保护的电压,比如4.275V,这个锂离子电池已经是过充了,此时保护线路才被切断.防止进一步过充的危险.讲完了这个认识误区,下面带大家认识一下手机锂离子电池的内部机构.主要谈一下锂离子的保护线路的功能及其工作原理.锂离子保护线路全解剖一般用户接触到手机锂离子电池,在外面看到的除了电池外壳,还有就是几个五金触片了,如图中"电池正极,电池负极"就是的电池正负极输出.┏━━Fuse━━━━━┳━━━━━━━━━┫电池正极┃　　　　　　　　　R1┃　　　　　　　　　┃┇　　　　　　　　┏┻━━┓　 ┏┻┓　　　　　　　┃保护IC┃┏┻━┻┓　　　　　┏┫　　　┃┃　　　┃　　　　　┃┗━━┳┛　　　┏━━┫标识电阻┃锂离子┃　　　　　┃　　　┃　　　　┃┃电芯　┃　　　　　┃　　　┃　　　　R2┃　　　┃　　　　　┃　　　┃　　　　┃┗━┳━┛　　　　　┃　　　┻Mosfet ┃ ┃　　　　　　　┃　　┏╈┓　　　┃┗━━━━━━━┻━━┻┛┗━━━┻━━┫电池负极而实际真正供电的源泉是电池塑料壳里面的锂离子电池芯,但是由于锂离子电芯的"娇嫩"的特性,比如过充和过放,大电流放电,短路等非常规动作都会对锂 离子电芯造成极大的伤害.所以保护线路的功能就是在上述非常规动作发生时及时的切断回路.保护锂离子电芯.而这些保护动作就是图中的保护IC来判断,由它 来控制一对Mosfet场效应管来导通和切断主供电回路,对锂离子电芯进行保护.市面上常用的这种保护IC的生产厂商有SEIKO精工,RICOH理光,Motorala摩托罗拉半导体等.以精工的S8241系列芯片来具体介绍各项保护功能.众所周知,以恒压充电限制电压来划分,锂离子电池有4.1V恒压充电和4.2V恒压充电两种类型.现在4.1V的版本已经很少,绝大多数是4.2V的恒压充电类型的.下面的数据就只针对4.2V恒压充电的锂离子电池来讨论.　　保护IC+Mosfet可以实现的功能如下(四大保护):1.过充保护,当电池芯的电压超过设定值时,由保护IC切断Mosfet管.等电芯电压回归到允许的电压是,重新恢复Mosfet管的导通.过充检测电压:4.275V+/-0.025V,电芯电压一超过这个值,就触发过充保护过充释放电压:4.175V+/-0.030V,处于过充保护的电芯电压只有降到这个值时才会停止保护.过充保护延时:1秒.当电压持续超过过充检测电压1秒以上才会触发过充保护,这个是为了防止误判和误操作而设置的.2.过放保护,当电池芯的电压降低得超过设定值时,由保护IC切断Mosfet管.等电芯电压回归到允许的电压时,重新恢复Mosfet管的导通.过放检测电压:2.3V+/-0.08V过放释放电压:2.4V过放保护延时:125毫秒参数的含义与过充保护的类似,不赘述.3.过流保护,当工作电流超出设定值时,由保护IC切断Mosfet管.等工作电流回归到允许的电压是,重新恢复Mosfet管的导通.过流电流压降:0.1V,这里保护IC判断的是电流流过Mosfet而产生的压降,用这个电压除于Mosfet的导通阻抗就可以近似得到过流保护的电流.一般在3~5A左右.4.短路.其实这个功能是过流保护的扩展,当保护IC检测电池输出正负极之间电压小于规定值时,认为此时电池处于短路状态,立即切断回路.等短路的故障排除再恢复回路.短路时电池的输出正负极的电压为零,而实际电芯的电压还是正常的.短路检测延时:10微秒,这个延时更是短暂,几乎是短路的瞬间就切断了回路,可以避免短路对电池带来的巨大损伤.还有一个参数,称为保护IC的自耗,如上图,可以看到,保护IC是通过电阻R1利用了电芯的电压来进行工作的.不可避免的要消耗一部分电池的容量.一般保护IC的功耗是做的非常小的.在3微安左右,最大不超过6微安.在保护回路里面还有一个器件,如上图标示的Fuse,就是保险丝.它是串联在电池的回路中.它的作用是在保护线路失效的情况下,作为最后的防线,对于 过流或高温的锂离子电池进行切断回路的动作.该Fuse根据工作原理分为一次性保险丝(就象家里电表下用的那种)和可恢复保险丝(又称为PTC).有了如此完备的保护线路,一般用户想用坏锂离子电池都有点困难.但是这并不是意味着用户可以随意的滥用锂离子电池.同样有许多的地方是需要注意的.下图是根据锂离子电池电压根据实际使用划分的几个区域.高压危险区---------------保护线路过充保护电压(4.275~4.35V)高压警戒区---------------锂离子电池充电限制电压4.20V正常使用区---------------锂离子电池放电终止电压(2.75~3.00V)低压警戒区---------------保护线路过放保护电压(2.3~2.5V)低压危险区1.在正常使用区内.锂离子电池可以正常发挥其特性,也没有危险.2.高压警戒区.虽然这个区域处于保护线路的保护范围之内,并不意味着此时锂离子电池也是安全的.长期处于这种程度的过充,会很快的降低电池的循环寿命.据我测试,将新锂离子电池充电到4.3V使用可以比充电到4.2V的锂离子电池提高15%左右的容量,但是在50次循环以后,其容量衰减到原来的 80%,寿命整整缩短了10倍.记得网友battery老兄喜欢把锂离子电池过充了用,这样可以暂时提高前几次循环的容量,容量不够了就换一节新的.我们 广大网友恐怕没有这个资本,还是老老实实的使用吧.这种低度过充的锂离子电池往往在几十次循环以后就会产生发鼓等变形.3.低压警戒区.处于该区域的锂离子电池不适合快速充电,要先用小电流将电池电压提升到3.0V以上才可以快速充电.否则容易导致锂离子极性材料发生 不良反应,影响电池性能.而这个电压的锂离子电池也非常容易因为电池本身的自耗和锂离子保护线路的自耗很快的掉近低压危险区.那就危险了.而且这个自耗是 保护线路无法保护的.4.低压危险区,长期处于低压危险区的锂离子电池,性能将近一步恶化.在低电压(小于2V)或更低的电压情况下,正极材料的钴锂酸(又称尖晶石)晶格发生变化,其晶体机构会以枝晶形式生产.这种枝晶发展长大的话会戳穿正负极的隔膜,导致电池微短路.进一步恶化电池的性能.甚至导致电池发生膨胀,彻底报废.5.高压危险区.此时保护线路已经失效,或者根本没有保护线路.在这个区域的锂离子电池(特别是4.8V以上),锂离子内部会发生剧烈的反应,产生强 大的热量,导致电池内压正极,使电芯变形,不同于低度过充,这种变化是一次性的,即一次高度过充就可以造成电池发鼓.甚至爆炸.以下是几点锂离子电池的与保护线路相关的注意事项1.不要试图直接短路锂离子电池来强行放电.这样做只有两种结果,一是保护线路起作用,那么什么事也不会发生.二是保护线路失效,那样就会造成过流或 直接电芯的短路,就会触发fuse动作,如果里面也没有fuse的保护(很多杂牌锂离子电池就是没有fuse或PTC),那么这种短路的瞬间电流将达到十 几甚至几十安培,足以烧毁线路板,使导线发红.要是碰上皮肤那就更惨了.2.不要使用不合格(没有认证)的充电器或座充,锂离子电池的充电过充需要严格的电压控制,这点做的不好的充电器会对锂离子电池造成低度过充,虽然最后有保护线路的保护,但是已经过充了.3.不要在电池两端加高压,保护芯片也有极限的承受电压,一般在12V左右,在往上往往会击穿保护芯片.4.不要逆接电池正负极进行充电,同样会损伤保护IC5.注意锂离子电池的使用环境,潮湿,高温,静电会导致保护IC或Mosfet失效的.手机落入水中,在记得吹干手机主板的同时,也要对锂离子电池进行晾干处理,但不要用电吹风吹干.高温(60度以上)对锂离子电池是有害的.很有趣的是第一点.有兴趣的网友可以根据锂离子电池保护线路的短路保护功能来测试一下你的保护线路是否有效.最后找一个指针式的直流电流表(5A量程 左右),对电池的正负极直接短路,你可以看到电流表指针会动一下并迅速归零.这就说明在几个微妙之内保护线路已经动作了.这是检测你的锂离子电池有没有保 护线路的一个简单有效的办法.采用数字式的电流表也行,都要把量程设成最大的安培档(2A以上的).以上谈论的是单节锂离子电池的保护线路,不包括串联两节以上的保护IC,道理大同小异.在第一个图中,画了一个标识电阻R2,如果这个电阻是个常规的定值电阻,那么就是手机用来区别电池类型用的.三星的手机在隐藏菜单中可以看到这个电阻值.他们的手机用不同的电阻来区分不同容量的电池(厚薄电)　　如果这个电池是个热敏电阻(NTC),那么它就可以告诉手机或充电器电池的温度,因此手机或充电器就有了对电池温度的检测能力.当电池温度超出范围(比如0度~40度以外),手机或座充就不对锂离子电池进行充电动作.这也是对锂离子电池的保护.有些电池会有两个以上的标识电阻(一个常规电阻,一个热敏电阻)或专用的识别芯片来执行这个功能.原理都是一样的.目的就是确保更好的的使用锂离子电池.

Q2：电池的原理

镍镉电池： 正极为氧化镍，负极为金属镉，电解液多为氢氧化钾，氢氧化钠碱性水溶液。 充放电是相反的反应 镍氢电池： 以Ni(OH)2作为正极，以贮氢合金作为负极，氢氧化钾碱性水溶液为电解液。 锂离子电池： 锂离子电池的阳极采用能吸藏锂离子的碳极，放电时，锂变成锂离子，脱离电池阳极，到达锂离子电池阴极。充电时，阴极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。电解液一般是有机电解液 日常使用的干电池是一种锌锰电池，也叫碳锌电池。 它的构造是：负极为锌做的圆筒，做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵水的混合剂所包围，总称为“碳包”。碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物，称为电糊。电池口上用沥青、松香等配成的封口剂封牢。 干电池的锌筒、碳包和氯化铵溶液的作用，分别相当于伏打电池的锌片、铜片和稀硫酸溶液。 干电池工作时，锌和氯化铵发生变化，产生氢气，附着在碳棒上面。由于氢的电阻很大，电池工作时，在电极附近产生相当大的电压降，使路端电压降低（这种现象称作“极化”）。所以在干电池中加入二氧化锰作为“退极化剂”。二氧化锰是不良导体，如果用得太多，电池的内电阻就要增大，用得大少，退极化作用太慢。为了解决这个问题，通常就加入了一些导电本领较好的碳粉，它的作用主要是导电，其次是吸收反应过程中生成的部分气体。 电糊中的主要成分是氯化铵，它相当于伏打电池的稀硫酸溶液。电糊中的氯化锌的作用是增加溶液中的锌离子浓度，缓和氯化铵对锌筒的腐蚀，延长电池的使用时间。 封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入，避免电液外流，使干电池便于携带，以及防止碳包和锌简短路。电池基本原理 什么叫电池？ 电池是一种能量转化与储存的装置，它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。电池是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。 一次电池与二次电池的有哪些异同点？ 一次电池只能放电一次，二次电池(也叫可充电电池)可反复充放电循环使用，可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，因此设计时必须调节这些变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电远小于二次电池。 什么是IEC标准？ IEC标准即国际电工委员会（International Electrical Commission），是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为IEC60285，关于镍氢电池的标准是IEC61436，锂离子电池的标准是IEC61960，一般电池行业依据的是SANYO或Panasonic公司的标准。 电池常用标准有哪些？ 电池常用IEC标准有： 镍镉电池的标准为IEC602851999; 镍氢电池的标准为IEC614361998.1; 锂电池的标准为 IEC619602000.11。 电池常用国家标准有： 镍镉电池的标准为GB/T 11013_1996，GB/T 18289_2000; 镍氢电池的标准为GB/T 15100_1994，GB/T 18288_2000; 锂电池的标准为 GB/T 10077_1998，YD/T 998_1999， GB/T 18287_2000。 另外电池常用标准也有日本工业标准JIS C 关于电池的标准 及SANYO和PANASONIC公司制定的关于电池企业标准。 镍镉电池的电化学原理是什么? 镍镉电池采用Ni(OH)2作为正极，CdO作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，镍镉电池充电时，正极发生如下反应 Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 负极发生的反应： Cd(OH)2 + 2e → Cd + 2OH- 总反应为：2Ni(OH)2 + Cd(OH)2→ 2NiOOH+ Cd+ 2H2O 放电时，反应逆向进行NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OH- Cd + 2OH- + 2e→ Cd(OH)2 充电时，随着NiOOH浓度的增大，Ni(OH)2浓度的减小，正极的电势逐渐上升，而随着Cd的增多，Cd(OH)2的减小，负极的电势逐渐降低，当电池充满电时，正极、负极电位均达到一个平衡值，二者电势之差即为电池之充电电压。 镍氢电池的电化学原理是什么？ 镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，镍氢电池充电时，正极发生反应如下： Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 负极反应：MHn + ne → M + n/2H2 放电时，正极：NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH- 负极：M + n/2H2 → MHn + ne 。 锂离子电池的电化学原理是什么？ 锂离子电池正极主要成分为LiCoO2负极主要为C,充电时 正极反应：LiCoO2 -> Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 负极反应：C + xLi+ + xe- -> CLix 电池总反应：LiCoO2 + C -> Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应的逆反应。 电池的主要结构组成是什么? 电池的主要组成部分为：正极片、负极片、隔膜纸、盖帽、外壳、绝缘层。 手机锂电池由哪些部分组成及各部分的功能是什么? 手机锂电池主要由塑胶壳上下盖、.锂电芯、保护线路板(PCB)和可恢复保险丝（polyswitch）组成。有的厂家还配置了NTC、识别电阻、震动马达或充电电路等元件。 各部分功能如下： (1) 锂电芯：提供可充放电源。 (2) 保护线路板(PCB)：防止电池过充过放短路。 (3) 可恢复保险丝(PTC)： 正热敏电阻起到高温保护作用同时又是保护线路板失效后的二重保护。 (4) 可恢复保险丝(NTC)： 负热敏电阻,感应电池内部温度起到低温保护作用。 (5) 识别电阻：识别原装电池非原装电池不能使用。 电池的包装材料有哪些? (1) 不干介子纸(如纤维纸双面胶) (2) PVC膜商标管 (3) 连接片(不锈钢片、纯镍片、镀镍钢片 ) (4) 引出片(不锈钢片---易于焊锡、纯镍片---点焊牢) (5) 插头类 (6) 保护元器件类(如温控开关过流保护器限流电阻) (7) 纸箱纸盒 (8) 塑料壳类 电池包装组合及设计的目的是什么? (1) 美观品牌印字商标的设计 (2) 电池电压的限制(要获得较高电压需串联多只电池) (3) 保护电池,防止短路,延长电池使用寿命 (4) 尺寸的限制 (5) 便于运输(如纸箱.纸盒的设计等) (6) 特殊功能的设计(如防水、特殊外型设计等) 电池使用时有哪些注意事项？ （1） 仔细阅读电池说明书,使用所推荐的电池 （2） 检查电器及电池的接触件是否清洁,必要时用湿布擦干净,干燥后按正确极性方向装入 （3） 无成人监护时,不要让儿童更换电池,小型电池如AAA应放在儿童不能拿到的地方 （4） 不要将新、旧电池或不同型号电池混用 （5） 不要试图用加热，充电或其它方法使一次电池再生 （6） 不要将电池短路 （7） 不要加热电池或将电池丢入水中 （8） 不要拆卸电池 （9） 用电器使用后应断开开关 （10） 应当从长期不使用的用电器具中取出电池 （11） 电池应保存在阴凉，干燥无阳光直射处 电池对环境有什么影响？ 现今几乎所有电池均不含汞，但重金属仍然是汞电池，可充电镍镉电池，铅酸电池的必要组成部分。如果处置不当，且数量较多的话，这些重金属将对环境产生有害的影响。目前，国际上已有专门机构回收氧化锰镍镉和铅酸电池。例如非盈利机构RBRC公司http://www.rbrc.com 。 海太阳一直致力于生产环保电池（镍氢，锂离子）来代替镍镉电池。 环境温度对电池性能有何影响？ 在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影响。但温度太高，超过45℃，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。 镍镉镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低（如低于-15℃），而在-20℃时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。在低温充电低于0℃会增大电池内压并可能使安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在5-30℃之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45℃以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。 充电的控制方法有哪些？ 为了防止电池过充，需要对充电终点进行控制，当电池充满时，会有一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方法来防止电池被过充： （1） 峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点 （2） dT/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点 （3） T控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大 （4） -V控制:当电池充满电达到一峰值电压后，电压会下降一定的值 （5） 计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点，一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制 （6） TCO控制：考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充电，因此当电池温度升高60℃时应当停止充电。 什么是过充电对电池性能有何影响？ 过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为，对Ni-Cd电池，过充电产生如下反应： 正极：4OH- - 4e → 2H2O + O2↑ 负极：2Cd + O2 → 2CdO 由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。 什么是过放电对电池性能有何影响？ 电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设定1.0V/支，3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支，电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。 电池电池组放电时间短的可能原因有哪些？ （1） 电池未被充满电，如充电时间不够，充电效率较低等 （2） 放电电流过大，致使放电效率降低从而使放电时间缩短 （3） 电池放电时环境温度过低，放电效率下降 电池使用寿命短的可能原因是什么? （1） 充电器或充电电路与电池类型不匹配 （2） 过充，过放 （3） 电池类型与用电器要求不一致 不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题? 如果将不同容量或新旧电池混在一起使用，有可能出现漏液，零电压等现象。这是由于充电过程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充满电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低（零）电压。 电池使用完后或长期不使用是否可以保存在用电器内？ 如果用电器较长时期内不再使用，最好将电池取出并放于低温，干燥的地方，如果不这样，即使用电器被关掉，系统仍会使电池有一个低电流输出，这会缩短电池的使用寿命。 每次使用完后无绳电话都应放回机座吗？ 按照惯例及无绳电话的设计，每次使用后都应放回机座上。这样可以激活电池，补充放掉的容量及有于自放电的容量损失。不过我们建议间或将电池完全放电，以便恢复电池的初始容量及放电性能。当然如果长期不使用电话，最好还是要将无绳电话取下来，避免电池长期被过充电。另外，由于无绳电话即使在关机后，系统仍有一小电流在放电，因此，长期不用时应拆下电池，使其置于开路，使用时再充电。 电池储存在什么样的条件较好？ 根据IEC标准规定，电池应在温度为20±5℃，湿度为（65±20）%的条件下储存。一般而言，电池储存温度越高，容量的剩余率越低。反之，也是一样。冰箱温度在0℃-10℃时储存电池的最好地方。尤其是对一次电池，而二次电池即使储存后损失了容量，但只要重新充放电几次既可恢复。 电池能储存多久？ 就理论上讲，电池储存时总有能量损失。电池本身固有的电化学结构决定了电池容量不可避免地要损失，主要是由于自放电造成的。通常自放电大小与正极材料在电解液中的溶解性和它受热后的不稳定性（易自我分解）有关。可充电电池的自放电远比一次电池高。而且电池类型不同，电池每月的自放电率也不一样。一般在10-35%变动。一次电池的自放电明显要低得多，在室温下每年不超过2%，储存过程中与自放电伴随的是电池内阻上升，这会造成电池负荷力的降低，而在放电电流较大的情况下，能量的损失变化非常明显，下表列出了正常储存条件下自放电的近似值： 类型 自放电 碱锰MnO2/Zn圆形电池 2% 锌碳MnO2/Zn圆形电池 〈4% 锂离子锂MnO2圆形电池和纽扣电池约 1% 镍镉/镍氢电池 〈35% 什么是短路？对电池性能有何影响？ 电池外两端连接在任何导体上都会造成外部短路。 电池类型不同，短路有可能带来不同程度的后果。如：电解液温度升，内部气压升高，等气压值如果超过电池盖帽耐压值，电池将漏液。这种情况严重损坏电池。如果安全阀失效，甚至会引起爆炸。因此切勿将电池外部短路。 什么是记忆效应？怎样消除记忆效应？ 记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点，尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将加深这一效应，使电池的容量变得更低。 要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深度放电（如用0.1C放至0V）;一是采用大电流充放电（如1C）几次。 电池出现零电压或低电压的可能原因是什么？ （1） 电池遭受外部短路，过充或反充(强制过放) （2） 电池受高倍率大电流连续过充，导致电池极芯膨胀，正极直接接触短路 （3） 电池内部短路或微短路，如：正负极片有毛刺穿透隔膜纸接触短路，正负极片放置不当，造成极片接触短路，或正极片接触钢壳短路，负极掉料进隔膜纸，隔膜纸本身有缺陷，正极极耳接触负极片短路。 电池组零电压或低电压的可能原因有哪些？ （1） 是否单支电池零电压 （2） 插头短路，断路或与插头连接不好 （3） 引线与电池脱焊或虚焊 （4） 电池内部连接错误，连接片与电池之间漏焊，虚焊，脱焊等 （5） 电池内部电子组件连接不正确或损坏 电池电池组充不进电的可能原因是什么? （1） 电池零电压或电池组中有零电压电池 （2） 电池组连接错误，内部电子组件，保护电路出现异常 （3） 充电设备故障，无输出电流 （4） 外部因素导致充电效率太低(如极低或极高温度) 电池电池组无法放电的可能原因是什么? （1） 电池经储存，使用后，寿命衰减 （2） 充电不足或未充电 （3） 环境温度过低 （4） 放电效率较低（如大电流放电时普通电池由于内部物质扩散速度跟不上反应速度，造成电压急剧下降而无法放出电）。 电池充满电时温度为什么会急升？电压为什么会突降？ 当镍镉电池充满电后再继续充电属于过充，由于正极Ni(OH)2已基本全部转化为NiOOH，电池电位在此一温度达到平衡值（最大值），此时外部的恒定电流过充使OH-氧化而产生氧气。 化学反应：4OH- - e →O2 + 2H2O + 热量 生产的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合： 2Cd + O2 →2CdO + 热量 该化合反应产生的热量很多，只是电池整个体系温度升高。故此时温度存在急剧上升的现象。而由于温度越高，电池平衡电位越低，故温升必然导致电池平衡电位下降，故此时电池电压存在突降现象。 电池鼓底凸肚甚至漏液的可能原因时什么？ （1） 电池被过充,特别是高倍率大电流连续过充 （2） 电池被强制过放 什么是电池的爆炸怎样预防电池爆炸? 电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm以上的距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm，网线采用直径为0.25mm的软铝线，如果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。

Q3：电池为什么会爆炸?

手机为什么会爆炸？

Q4：最好的电动自行车用哪种电池好

铅蓄电池的工作原理是将铅蓄电池中的正极(PbO2)和负极(Pb)浸入电解液(稀硫酸)中，两个电极之间会产生2V的功率。放电中的化学变化是稀硫酸将与阴极和阳极板上的活性物质反应，形成一种新的化合物“硫酸铅”。硫酸成分通过放电从电解液中释放出来，放电时间越长，硫酸浓度越稀。消耗的成分与排出量成正比，只要测量电解液中硫酸的浓度，即比重，就可以知道排出量或残留量。充电过程中的化学变化是，正极片和负极片上产生的硫酸铅在充电过程中会分解还原为硫酸、铅和过氧化铅，因此电池中电解液的浓度逐渐增加，即电解液比重上升，逐渐恢复到放电前的浓度。这种变化表明电池中的活性物质已经恢复到可以再次供电的状态。当两极的硫酸铅还原为原来的活性物质，等于充电结束。而阴极板产生氢气，阳极板产生氧气。充电到最后阶段时，电流几乎都用在水的电解上，所以电解液会减少，此时应该补充纯水。AGM电池充满稀硫酸，被超细玻璃纤维隔板和极板吸收，几乎没有流动的电液。目前市面上的电动自行车电池大多是AGM电池。GEL胶体电池在电解质凝胶化后没有游离电解质，所以漏酸的概率比以前的电池小很多。它的灌注比稀硫酸多10~15%，失水少，所以胶体电池不会因为失水而失效。胶体注入增加了隔膜的强度，保护了极板，弥补了隔膜遇酸收缩的缺陷，使组装压力没有明显降低，这也是延长电池寿命的原因之一。胶体填充了隔板和极板之间的间隙，降低了电池的内阻，提高了充电接受度。因此，胶体电池的过放电、恢复容量和低温充放电性能均优于AGM电池。胶体电池比类似的AGM电池具有更好的一致性。国内批量生产的胶体有四种：气相胶、硅溶胶、混合溶胶和有机硅聚合物胶。锂离子电池的工作原理是：电池充电时，正极材料中的锂析出，通过隔膜进入负极石墨；当电池放电时，锂离子从阳极石墨中分离出来，并通过隔板返回阳极材料。随着充放电，锂离子不断地从阳极和阴极插入和取出。锂离子电池是二次电池的一种。由于其具有高能量密度、大电流充放电、无记忆效应、原材料成本低、环境友好等诸多优点，自问世以来销量逐年快速增长，必将成为未来二次电池的赢家。自20世纪90年代以来，电子产品中的纽扣电池、手机中的锂电池和DC数码产品也被应用于电动自行车。但锂离子电池的成本占电动汽车成本的三分之一到二分之一，远远大于铅酸电池在整车中的比例。而且，由于比能量高，材料稳定性差，锂电池容易出现安全问题。随着技术的发展，成熟的锂离子电池将成为高品质电动汽车的发展趋势。二、电池选择要点AGM电池具有成本低、放电电流大的优点，但存在工作温度范围窄、易失水、热失控等缺点；GEL电池成本较高，但具有性能稳定、工作温度范围宽、耐过充过放、寿命长等优点。大多数情况下，电动自行车的电池属于大电流深循环放电，所以电动自行车的电池更适合科洛里
各品牌铅酸电池的充电特性基本相同。但由于各厂家电池材料配方、电解液浓度和含量的不同，其充电电压也不同。所以严格来说，电池的充电电压方案要根据各个电池厂商给出的具体要求来确定，否则很容易出现电池使用不当的情况。电动自行车电机的输出功率应与电池的额定功率相匹配。因此，为了延长电池的使用寿命，电动自行车的电机功率应尽量小于电池的额定功率，以避免电池长时间满负荷工作或过载。三.电池的合理使用电池串联使用时，如果电池内阻不一致，电池在充放电过程中端电压就会不一致，最终会导致整个电池在欠充时过早失效。因此，在电动自行车上，电池组的平衡和一致性对电池的使用寿命有相当大的影响。对于消费者来说，如何合理使用也会影响电池的均衡性和一致性，从而影响电池的使用寿命。根据多年对电池的研究和实际使用情况，建议消费者采用以下方法合理使用电池：(1)电动车骑行速度：20-25公里/小时.(2)骑行距离：10-30公里/天，排放深度小于等于70%(每两个月进行一次深度排放)。(3)充电频率：每天一次。(4)携带能力：单独骑行(可携带一名10岁以下儿童)。根据上述方法，质量好的电动自行车在正常使用中可以使用3-4年甚至5年，电池可以使用一年半左右。电池放电深度越浅，电池循环寿命越长，电池使用周期越长。所以消费者普遍认为充电一次就是一个周期，这是错误的。如果他们想延长他们使用的电池的使用寿命，他们必须始终保持电池处于充满电的状态。在长期断电的情况下，电池负极板非常容易起盐，导致电池容量损失，影响电池使用寿命。四.电池维护电动助力车合格电池由电池制造商交付后，电池的使用寿命和性能在一定程度上取决于消费者的使用和维护。(1)充电器和电池的匹配。电动助力车使用的电池是破损的，不是磨损的，可见充电器和电池匹配的重要性。这里有两种情况：一是新充电器和电池厂商提供的参数不匹配；第二，充电器本身的部件质量差，第一次使用时仍然匹配。随着消费者在充放电过程中的循环使用，充电器本身由于温度升高和元器件老化而漂移，导致充电电压和转换电流升高，电池受损。在此，建议消费者和电动车厂商购买电池厂商配套的充电器，不要因为贪便宜就给电池充电。(2)经常及时补充电量。消费者经常对说明书中的标称循环寿命有误解。他们认为电池充电一次后寿命会缩短一次，所以每次都要等到电池的功耗达到控制器31.5V的保护电压。始补充电，殊不知这样不仅保护不了电池，而且缩短了电池寿命。所以提醒广大消费者，在可能的情况下，应及时给电池补充电。 （3）严禁指示灯显示欠压情况下继续骑行。有些消费者骑行在半路上，指示灯显示欠压的状况后，采取歇一会再骑行一段的方式，这样对电池的危害很大，严重的过放电会使电池盐化或生成铅枝晶，使电池短路，影响寿命。 （4）电动助力车刚起动、爬坡、超载应尽量助力。 （5）雨天骑行，应尽量避免开关和接头淋湿，防止漏电。 多了解一些关于电池方面的知识对于电动助力车用铅酸电池的维护和保养具有积极的一面，通过技术改进尤其是胶体技术的改进，目前铅酸电池的性价比与其他电池相比具有很大的优势。希望对你能有所帮助。

Q5：电池充电的原理？

镍镉/镍氢电池的发展 1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 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。 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1932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1947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。 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。 随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。 蓄电池参数 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，1Ah就是能在1A的电流下放电1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2A电流对1Ah电池充电，充电速率就是2C；同样地，用2A电流对500mAh电池充电，充电速率就是4C。 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1.3V（但一般认为是1.25V），单元镍氢电池的标称电压为1.25V。 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。 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1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为1.5V。 表1-1 镍镉电池不同放电率时的放电终止电压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1-1所列，镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。 镍镉蓄电池的工作原理 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1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，使用密度为1.19～1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时，使用密度为1.25~1.27（15℃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1.40（15℃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15~20g）。 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。 1.放电过程中的电化学反应（1）负极反应 负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，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Cd(OH)2，沉积到负极板上。 （2）正极反应 正极板上的活性物质是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍为正三价离子（Ni3+），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2Ni2+。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起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。 将以上两式相加，即得镍镉蓄电池放电时的总反应： 2.充电过程中的化学反应 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。 （1）负极反应 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： (2) 正极反应 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： 将以上两式相加，即得镍镉蓄电池充电时的电化学反应： 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，其电化学反应如下： 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。 3. 端电压 充足电后，立即断开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化，可用下式表示： U充=E充+I充R内U放=E放-I放R内 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。 当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时，平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时，蓄电池的端电压下降到1.1V后，电池即放完电。 4. 容量和影响容量的主要因素 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： Q=I•t(Ah) 镍镉蓄电池容量与下列因素有关： ① 活性物质的数量； ② 放电率； ③ 电解液。 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。 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15~20g含水氢氧化锂，在常温下，容量可提高4%~5%，在40℃时，容量可提高20%。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。 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。 5. 内阻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。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。通常镍镉蓄电池的内阻可用下式计算： 6. 效率与寿命 在正常使用的条件下，镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%，电能效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下： （U充和U放应取平均电压）7. 记忆效应 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80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为记忆效应。 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。 镍氢电池的工作原理 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Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：从方程式看出：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H2O；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。 过量充电时的电化学反应： 从方程式看出，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。 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。 电池充电特性 镍镉电池充电特性曲线如图1所示。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。 图 1 镍镉电池的充电曲线电池充电过程中，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1磅力/英寸2。过充电时，根据充电速率，电池内部压力将很快上升到100磅力/英寸2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。 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。 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 4OH―→O2↑+2H2O+4e―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。 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）。 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。 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。 镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似，充电过程中二者的电压、温度曲线如图1-2和图1-3所示。可以看出，充电终止时，镍镉电池电压下降比镍氢电池要大得多。当电池容量达到额定容量的80%以前，镍镉电池的温度缓慢上升，当电池容量达到90%以后，镍镉电池的温度才很快上升。当电池基本充足电时，镍镉/镍氢电池的温度上升率基本相同。 充电过程与充电方法 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。 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。 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1C以上，快速充时间由电池容量和充电速率决定。 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/10或更低的充电速率，这样充电时间要10h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。 涓流充电器的主要问题是充电速度太慢，例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电速率时，充电时间要10h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。 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3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，脉冲充电时，充电电流波形如图1-4所示。 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。 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。 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。 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100%的电量，还应加入补足充电过程。补足充电速率一般不超过0.3C。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。 存放时，镍镉电池的电量将按C/30到C/50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。 快速充电终止控制方法 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。 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。 （1）定时控制 采用1.25C充电速率时，电池1h可充足；采用2.5C充电速率时，30min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0.3C时，才允许采用这种方法。 （2）电压控制 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： 最高电压（Vmax） 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。 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。 电压零增量（0ΔV） 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0ΔV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－0ΔV检测，当电池电压略有降低时，立即停止快速充电。 （3）温度控制 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： 最高温度（Tmax） 充电过程中，通常当电池温度达到45℃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45℃。 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。 温度变化率（ΔT/Δt） 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ΔT/Δt基本相同，当电池温度每分钟上升1℃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。 最低温度（Tmin） 当电池温度低于10℃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10℃后，再转入快速充电。 （4）综合控制 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。 Ni电池与充电 充电方便才是好电池 充电技术 镉镍电池的充电器根据其技术完善程度可以分成很多种类，最简单的一种莫过于慢速充电器了，这种充电器一般是一个输出电压固定的直流变压器，充电电流的大小取决于变压器内阻或者外加电阻的大小。 慢速充电对于镍氢电池或镍镉电池是不利的，因为充电过程中不断产生的热量会加速电池老化。廉价的慢速充电器一般不会对充电电流进行很好地滤波，因此对电池的损害要严重许多。 专为镍氢电池和镍镉电池优化设计的快速充电器在技术上要复杂得多，这种充电器一般设计有电流调节器、限压保护电路和充电控制电路。充电控制电路能根据电池的温度（和/或端电压）计算充电时间和充电电流，进行相应的调节直到充电过程结束。 在判别电池是否充足电方面，目前有两种标准算法，通常称为“负电压法”（-ΔV）和“温度法”（ ΔT）。要使用这两种算法，充电电流必须不小于0.2C，这样才能够让电池产生显著的温升或者电压降，从而判别充电效果。（如图1所示）有人对传统的镍镉电池充电器进行改造，使之可以为镍氢电池和/或锂离子电池充电。实验发现，只要进行很少的修改，镍镉电池的充电算法就可以用于镍氢电池。 但是，要让一种充电器同时适应三种电池就不那么容易了。首先，它必须能通过某种方式（比如选择开关、EPROM等）识别锂离子电池；其次，采用更加精密的参考电压源来设计限压保护电路；第三，要使用连续电流-连续电压充电算法（CCVV）。 因为具有后向兼容性，这种设计思路得到了普遍应用，它既能让人们享受到锂基电池的性能优势，又用安全的锂离子电池替代了“性格暴躁”的锂电池，为价格昂贵的锂离子电池及其相关保护电路早日市场化扫清了障碍。用锂离子电池设计电源 经过上个世纪的发展，锂离子电池及其保护电路技术日趋成熟，如今在很多应用领域，锂离子电池已经可以和镍镉电池、镍氢电池平起平坐。采用锂离子电池设计电源的产品越来越多，这一方面要归功于锂离子电池的优良特性，另一方面也是由于采用锂离子电池可以降低系统复杂度和综合成本。 锂离子电池的充电器非常简单，那些用于镍基电池的充电控制电路、充电算法、电流调节电路和计时器都不再需要。锂离子电池充电器，不论是线性工作方式还是脉冲工作方式，核心都是限流恒压调节器，这个电路只需要很少的程序代码，并且可以用简单的模拟电路实现。 有一些充电器并不采用离线式充电方式，而是采用“浮充”方式，给电池施加略低于充电终止电压（一般每单体4.2V）的电压。这种方式使充电控制电路更加简单，而且可以让设备边充电边工作。 一个优良的锂离子电池充电器应该是安全的，也就是说，充电电源供给充电控制电路的最大电压不能超出锂离子电池的安全电压范围。譬如说，某个厂商的锂离子电池可以承受的最大连续过充电电压为4.75V，那么一个优质的充电电源就会将最大输出电压限定在4.75V。（如图2所示）锂离子电池另外一个优良的特性是对充电电流的大小没有固定限制。基于这一点，人们研制出一种“自适应”充电控制器，比如Motorola公司的MC13715型充电控制和保护电路。这些充电控制器内部设计有智能化的电路，可以连接不同厂商提供的充电电源，并根据环境温度和设备类型调整充电方式。 这种充电控制器具有良好的适应性，它可以提高充电功率，动态管理充电控制电路的功耗。这种控制器不但可用于设计充电器，而且可以集成到电池、车载充电器或主机设备的电源电路之中。这样一来，不论主机设备用在哪里，其内部充电控制电路都是统一的，而且可以根据外接充电电源的情况自动控制充电的速度。

Q6：,蓄电池是什么

所谓蓄电池即是通过充电储存电能，需要时又能放出电能的一种化学装置。充电时，将电能转化为化学能储存；放电时将化学能转化为电能放出。通过充、放能够频繁使用多次。大众常说的蓄电池多是铅酸蓄电池，但随着科技的发展，后面出现的镍铬电池、镍氢电池、锂电池都属于蓄电池。最基本的蓄电池单元，一般由正极（“+”）、负极“-”、隔膜（隔板）、电解液、电解质、外壳、极柱（端子）等部分组成。常见的蓄电池有铅酸蓄电池、锂离子电池、镍铬电池、镍氢电池。铅酸蓄电池，最基本的单元标称电压为2v，常见为12v电池模块或其倍数24v、36v、48v、60v、72v、96v、120v等。最常见的应用领域有汽车启动电瓶、电动自行车、电动叉车、通讯基站、UPS等。锂离子电池，常见的有NCM或NCA三元锂离子电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池，还有钛酸锂电池。最基本电池单元标称电压分别为：三元锂电池、钴酸锂电池为3.6v，锰酸锂电池3.7v，磷酸铁锂电池3.2v，钛酸锂电池2.4v。当前，基本上所有的数码电子产品用的都是锂电池（钴酸锂、三元锂电池为主）。国家补贴的电动汽车主要为三元锂电池和磷酸铁锂电池，另外有少量的钛酸锂电池。镍氢电池、镍铬电池，最基本的单元标称电压为1.2v。镍铬电池因为充电有记忆效应，现在用途越来越少。镍氢电池也因单体电压较锂电池低，应用领域也越来越窄。锂电池因其能量密度高，寿命长，环保无污染，应用领域越来越大。当前，新兴应用几乎全是锂电池的天下，原有蓄电池应用领域也在不断替代。