可充電電池所用材料

鉛酸蓄電池正極板上的活性物質是二氧化鉛，極板上的活性物質為海綿狀純鉛，電解液為一定濃度的硫酸溶液，極板間的電動勢約2V.

鎳鎘電池正極板上的活性物為氧化鎳粉，負極板上的活性物質為氧化鎘粉，活性物質分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負極板。電解液通常用氫氧化鉀溶液.電池的開路電壓為1.2V.

鎳金屬氫電池正極板材料為氧化鎳粉，負極板材料為吸氫合金，電解液氫氧化鉀溶液。電池的開路電壓為1.2V.鋰離子電池用LiCoO2復合金屬氧化物在鋁板上形成陽極，用鋰碳化合物在銅板形成陰極，極板間有亞微米級微孔的聚烯烴薄膜隔板，電解液為有機溶劑.開路電壓為3.6V.

鋰聚合物電是鋰離子電池的改良型，沒有電池液，改用聚合物電解質，比離子電池穩定，開路電壓3.6V.

常用參數

電池容量代表電池可以存放多少電量，我們在電池外包裝上看到的數字一般就指電池容量標識。用單位安時或毫安時表示。它是一個復合單位，由電流單位和時間單位乘積構成，代表電池在恒定電流下持續放電的能力。一節充滿電的電池用200mA電流放電可以持續10小時，將電流與時間相乘我們就可以得到這節電池的容量是2000mA.H。如果將它用400mA放電，則可用時間為5小時。

能量密度:單位體積或單位重量內所包含的電能容量，對于同樣的電量要求，能量密度高的電池，體積可以更小，重量可以更輕。

C電流:是指在一小時內將充滿的電池放電完畢或是將用盡的電池充滿的電流大小。其實也就是安時容量的數值大小。1800mA.容量的電池，C電流就是1800mA。2000mA.容量的電池，C電流就是2000mA。

開路電壓:指電池兩極之間的電位差。

記憶效應:新的電池，其電極材料的晶粒細小，可以得到最大的電極表面積。因為使用而使電池內容物產生結晶，晶體化形成后，晶粒增大,也稱作(鈍化)，減小了可用電極面積，而且長大的晶粒會造成自放電增大，使電池容量降低，性能受損。這就是記憶效應。記憶效應發生的原因是由于電池重復的部分充電與放電不完全所致。

自放電率:充電后的電池，即使在不使用的情況下，也會自己逐漸失去電量，一般溫度越高，自放電越顯著。

種類

鎳鎘(Ni-Cd)

電壓：1.2V使用壽命為：500次

放電溫度為：-20度～60度

充電溫度為：0度～45度

鎳氫(Ni-MH)

電壓：1.2V

使用壽命為：1000次

放電溫度為：-10度～45度

充電溫度為：10度～45度

備注：目前國產5號電池最高容量是3000mAh左右。

鋰離子

(Li-lon)

充電電池

充電電池

電壓：3.6V

使用壽命為：500次

放電溫度為：-20度～60度

充電溫度為：0度～45度

備注：重量比鎳氫電池輕30%～40%，容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過充，如果過充會造成溫度過高而破壞結構=>爆炸。

鋰聚合物

電壓：3.7V

使用壽命為：500次放電溫度為：-20度～60度

充電溫度為：0度～45度

備注：鋰電的改良型，沒有電池液，而改用聚合物電解質，可以做成各種形狀，比鋰電池穩定。

鉛酸電池

電壓：12V

使用壽命為：200～300次

放電溫度為：0度～45度

充電溫度為：0度～45度

備注：就是一般車用電瓶(它是以6個2V串聯成12V的)，免加水的電池使用壽命長達10年，但體積和容量是最大的。

特征

鎳鎘：有記憶效應容量小

鎳氫：記憶效應小容量大

鋰離子：無記憶效應身薄容量大，因電極材料不同，電動勢為3.6V、3.7V兩種。鋰電池的性能是現有各類電池中最好的一種，體積小、重量輕、容量大。廣泛用于數碼相機、筆記本電腦、移動電話等電子產品中。

鉛蓄：電動勢約為12V，鉛蓄電池可以反復充電使用，電解液是硫酸溶液，內阻很小，廣泛用于汽車、摩托車中。

鐵鋰：電力更足，更安全，也更輕，未來電動車的主要發展方向。

一般，同種類型的充電電池，容量越大，體積越大，重量也較大。

區別

一次性電池俗稱「用完即棄」電池，因為它們的電量耗盡后，無法再充電使用，只能丟棄。常見的一次性電池包括堿錳電池、鋅錳電池、鋰電池、銀鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池和鎂錳電池。

可充電電池按制作材料和工藝上的不同,常見的有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、鋰離子電池。其優點是循環壽命長，它們可全充放電200多次，有些可充電電池的負荷力要比大部分一次性電池高。普通鎳鎘、鎳氫電池使用中，特有的記憶效應，造成使用上的不便，常常引起提前失效。

普通電池是一次性使用的，而充電電池可以用充電器充電，反復使用。

普通1、2、3、5、7號單體電池標稱電壓是1.5V，而鎳氫、鎳鎘充電電池標稱電壓是1.2V，鋰離子充電電池標稱電壓是3.7V，鉛酸蓄電池是12V。

維護

充電電池的充電問題一直是人們關心的焦點，正確良好的充電方法可以確保電池的壽命。充電電池推薦的充電方法有多種多樣，不同的充電方法對充電器的線路有不同的要求，自然影響到成本。

記憶效應是充電電池的一大天敵，一般認為是長期不正確的充電導致的，它可以使電池早衰。記憶效應可使電池無法有效的充電，出現一充就滿，一用就完的現象。防止電池出現記憶效應的方法是確保電池"充足放光"的原則，也就是說在充電前最好將電池內殘余電量放光，充電時要一次充足。通常鎳鎘電池容易出現記憶效應，所以充電時要特別注意，鎳氫電池理論上沒有記憶效應，但最好也遵循"充足放光"的原則，這也就是很多充電器提供放電附加功能的原因。對于由于記憶效應作怪出現容量下降的電池，我們可以通過一次性充足再一次性放光的方法反復數次，大部分電池都可以得到修復。對于一些擱置時間久遠，失去活性的電池可以嘗試用大電流沖擊的方法試圖擊活。

電池充電時間和充電電流的關系為電池容量除以充電電流得到充電時間，考慮充電過程中的損耗，所以將計算得到的充電時間再乘以1.2這個常數。

對于鎳鎘和鎳氫電池最常用的簡單充電方法是利用10%C恒流充電，又被稱為"慢充"，即按照電流容量數值的10%確定充電電流，如一節標稱容量500mAH的電池，它的建議充電電流為50MA;又如一節標稱容量1300mAH的電池，它的建議充電電流為130MA。在此電流下連續充電12-15小時就可以視做充滿。雖然建議使用恒流充電但要求并不嚴格，電流允許有較大波動，所以按照此方法制作的充電器結構非常簡單，一般只需要一個將220V市電轉換成適當低壓的變壓器、用于整流的二極管、用于限流的電阻以及一些發光二機管等指示裝置，成本非常低，市面上絕大部分獨立常規充電器都采用這種方式，只不過外形不同罷了。"慢充"雖然比較簡單，但是充一次電要等待十多個小時，實在有些令人不耐煩。電池廠商也允許用戶在急需時用30%C的電流給電池充電4-5小時，稱之為"快充"，不過不建議常用，理論上對電池有輕微的損害。所以大部分常規充電器都有"快充"和"慢充"兩檔，并建議用戶使用"慢充"。

在很多情況下用戶需要對電池快速、有效、安全的充電，快速充電就需要使用較大的電流。電池在大電流充電過程中會出現極化效應，使電池發熱，而且當大電流

充電電池充滿后，如果不及時停止，電池會迅速發熱，嚴重時可導致電池燒毀和爆炸。所以要求快速充電器具備充滿自停的功能，同時也要解決極化效應，使充電高效安全。早期的快速充電器采用簡單的定時充電，不過此類充電器針對性強，充電效果亦不令人滿意。現代的充電器采用專用的充電控制IC，以高頻脈動電流給電池充電以解決極化效應，通過檢測電池-ΔV準確判斷電池是否充滿，并提供溫度保護等保護措施和放電等附加功能。不過這種充電器結構比較復雜，成本也比較高，一般多用于手機、對講機等高檔通訊設備及電器。

市場上充電電池型號很多，僅以5號電池為例，容量就有500MAH、600MAH、700MAH、850MHA、1200MAH、1300MAH等。由上面的10%C"慢充"原理我們可以了解，不同容量電池需要不同充電電流，市面上一些通用型充電器多是為早期的500MAH和600MAH電池設計，充電電流在60-70mA之間，如果要充更大容量的電池需要更長時間。具體時間可先用萬用表測實際充電電流，再用電池容量除以充電電流乘以系數1.2得到充電時間。對于充1000mAH以上的鎳氫電池可以嘗試用普通充電器的快充檔，因為這檔電流較大，用萬用表測實際充電電流，如果數值接近所充鎳氫電池要求10%C的充電電流就正好歪打正著。實際上市面上很多所謂鎳氫電池充電器只不過是充電電流大一些的常規充電器而已。

市面出售的充電器主要專用型和通用型兩種。所謂專用型是配合某一電器一體化電池塊實行充電，典型的是移動電話配套的充電器。選擇此類充電器一般選用原裝配套的產品比較適合，一是型號對口(有專用的充電適配器)充電電壓對應，二是大多數此類充電器都采用高效的快充方式，工作效率高。國產的兼容專用充電器最大的優勢是價格便宜，不過由于廠家不同內部線路也不相同，采用的充電方式也不同，很多產品為了降低成本使用簡單的電子線路，充電效果不佳且并沒有采用國際推薦的充電方法。如果購買國產充電器不應選購過分便宜的產品，最好具備放電和充滿自停的產品。國貨中也不乏精品，一般都配有液晶充電進程指示和具備自動快速充電功能。通用型充電器就是需要將電池一節一節的獨立充電，市面上產品以國貨為主，大部分是采用前面提到的10%C簡單充電線路，有的帶有電量測試等附加功能。購買通用型充電器注意要和自己使用的電池配套(以慢充為例即充電電流為10%C)，市場也有一些價格略貴一些具備充滿自停的快速充電器，使用比較方便。中檔的通用快速充電器都帶有充電狀態指示，并在產品包裝規格上注明有充滿自停的功能。

當幾顆電池一起工作時,如果各顆電池之間差異很大的話,對于使用效果和壽命都會產生不利影響,所以請保證同一工作組中電池的一致性,也就是保證其專用性,對于電池數量較多的情況,有必要對電池進行適當的編號,例如數碼相機用的電池請一直保持幾顆電池一起充電,一起用電,不要有幾顆電池有時去用作電動玩具的電池或鬧鐘電池,有時又放回數碼相機,不管哪種充電電池其實都有記憶效應,只不過鋰電池和鎳氫電池比較輕微,所以要遵循一個原則,就是要按完全耗盡2完全充滿的方式循環使用,只有這樣才能最大程度地減輕記憶效應,讓電池性能保持在最佳狀態,隔一年半載,最好對充電電池進行幾次深放電,以減輕電池內容物晶格化現象,但這要求更嚴格的控制,決不是把電池電壓放電到零,或是只是短路,需要有更多的相關知識與設備,對于鎳氫電池與鋰電池,記憶效應輕微,平時根本不需要特意去做放電.[1]

電池在充電過程中,還要避免被打斷,不要充電一段時間后,由于某種原因把充電器插頭拔掉,過一陣后又去充電,其實,電池如果不充電,已經開始自放電,這樣也就沒有按照完全耗盡2完全充滿的原則,對電池不利,如果電池要做較長時間的存放,請先充足電,以免長時間后,由于電池的自放電而使電池造成過放電,對于新買的電池,廠家都是充好電的,按照完全耗盡2完全充滿去用就行了.

異常處理

1.充電器冒煙：迅速拔出充電器，并取出電池。充電器冒煙一般是因市電電壓過高而燒壞變壓器所引起的;

2.電池發燙(嚴重時外包裝會裂開)：迅速取出電池，并用硬質的盒子蓋住1小時以防止可能的危險。電池發燙一般是因短路電池或電池內部異常引起的，此時應檢查充電器電路是否正常，并檢測電池電壓有無異常(充電電池在充電時的發熱是正常現象);

3.電池泄漏：迅速取出電池，并用硬質的盒子蓋住約1小時以防止可能的危險，然后擦干凈充電器;

4.充電電池在發生泄漏之后不能再使用;

5.無法充電：檢查充電器和電池。此時應將產品送供應商售后服務處進行處理，而不應私自拆解充電器和電池。

注意事項

1.仔細閱讀電池說明書，使用所推薦的電池，按操作規程操作;

2.檢查電器及電池的接觸件是否清潔，必要時用濕布擦干凈，干燥后按正確極性方向裝入;

3.無成人監護時，不要讓兒童更換電池，小型電池如AAA應放在兒童不能拿到的地方;

4.不要將新，舊電池或不同型號電池混用，特別是不能將干電池與充電電池混用;

5.不要試圖用加熱，充電或其它方法使一次電池再生，以免發生危險;

6.不要將充電電池短路，否則會損壞電池，并會發熱使電池燃燒。

7.不要加熱電池或將電池丟入水中或火中，將電池放入水中會使電池失效，將電池放入火中會使電池破裂，或發生激烈的化學反應爆裂傷人，或產生一些有害的氣體和煙塵等。

8.不要拆卸電池，或試圖用尖銳利器穿透電池，因電池內部電解液會傷害皮膚和衣物。

9.用電器使用后應斷開電源開關,以免因發熱等而起火;

10.應當從長期不使用的用電器具中取出電池，將電池放空后保存。并每3個月左右取出充放電一次;

11.電池應保存在陰涼，干燥處，避免陽光直射;

12.鎳充電器與鋰充電器不能混用;

13.不能將電池焊接使用，焊接時產生的高溫會損壞電池的內部結構，可能會使電池不能使用，甚至出現危險;

14.不能反向充電，反向充電等同于過放電，過放電會使電池內部發生不良反應并導致電池的嚴重損壞，生成大量氣體，很可能會使充電電池發生化學泄漏。

15.不能將充電電池放在雨水下。雨水能導電，電池放在雨水下時，很可能會發生短路，使電池因瞬間大電流放電而發燙，會損壞電池或發生危險。

16.不能將電池貯存在高溫或高濕的環境下，電池本身的反應會加劇，故無法向用電器提供足夠的容量。另外，高溫高濕下，電池的老化速度也會大大加快，也會腐蝕電子元器件(高溫電池除外)。

17.不要將電池正負極插反，否則會導致電池鼓脹或破裂;

18.電池保存時，最好不要與金屬物體混放，包在外邊的絕緣膜也不要隨意撕掉。

選購

通用性最強的是5號(AA型)和7號(AAA型)充電電池，很多數碼相機、Diskman、Walkman、MD、PDA等都需要用到。這類電池主要有鎳鎘/鎳氫兩大種類，以下主要講一下鎳鎘/鎳氫的問題。鎳鎘/鎳氫電池有AA和AAA型號可以直接代換普通5號和7號一次性電池，雖然普通電池的標準電壓為1.5V而鎳鎘/鎳氫電池只有1.2V，但一般不影響使用。

首先先介紹一下充電電池的一個重要參數--就是電池容量，用單位AH(安時)表示。我們可以看出它是一個復合單位，由電流單位和時間單位乘積構成，代表電池在恒定電流下持續放電時間的乘積。在小型電池中通常我們使用更小單位mAH(毫安時)表示。比如一節理想充滿電的電池用60MA電流放電可以持續10小時，將放電電流與時間相乘我們就知到這節電池的容量是600mAH，理論上如果將它用在600MA放電的場合可以使用一個小時(用電池容量除以放電電流)。電池容量參數代表電池可以存放多少電量，在同體積下總是多多益善，一般我們在零售包裝的電池上可以看到容量標識。

選購此類充電電池主要考慮容量和規格以及價格。首先確定購買電池的規格，對于電池倉比較狹小的設備，或是需要并排放置多節電池的裝置，要注意選購高容量、直徑較粗的電池是否合適。充電電池的正極也有兩種不同的形式，一種是類似普通電池那樣帶有一些突起部分，有助于與電池盒或其他電池負極接觸良好，還有一種是扁平電池帽，比較適合焊接成電池塊。建議一般使用前一種形式的充電電池較好。包裝上充電電池分為工業包裝和零售包裝，工業包裝只用單色塑皮，主要供應廠家做電池塊之用，單節電池上除了生產日期外沒有其他信息。而零售包裝外觀比較漂亮，有詳細的表示包括品牌、商標、容量以及產地等信息，有的還附有簡單的充電方法，適合普通用戶。其次是電池容量的選擇。對于數碼相機、閃光燈、通訊器材等耗電量大的設備，從工作時間和性能方面考慮，大容量鎳氫電池是首選，容量大的電池可以在一次充足后使用更長的時間。5號電池可以達到1200-1300mAH，7號電池可以達到550mAH，幾乎是低容量鎳鎘電池的兩倍。對于低耗電量的收音機等，選擇鎳鎘電池則經濟實惠些。再次是品牌的選擇，一般名牌產品品質有保證，性能卓越，在很多移動電話和對講機的電池塊中都采用了松下和三洋以及東芝的電池。零售的鎳氫電池中GP超霸比較有名，還有提供充電器的組合包裝。國產的天鵝牌也不錯。鎳鎘電池中GP、日立、松下比較多見，性能也比較好。

名牌的充電電池受到假冒非常厲害，在電子市場有大量各種著名品牌的假冒電池，價格極其低廉，對性能自然也不要有什么幻想。如著名的GP超霸電池，假冒產品甚至連吊板包裝也完全仿制。所以購買時要小心辨明真偽，到規模比較大的照相器材商店購買，雖然價格略高一些，但不容易買到假貨。

發展前景

中國電池出口有大幅增長，但同時歐盟綠色壁壘、中國電池出口退稅制度取消、原材料上漲、國外企業壟斷高端市場等問題制約著中國電池行業發展。中國已成為全球最大的電池生產國和最大的電池消耗國，但產品更新換代不及時，生產自動化、機械化程度不高，為了適應世界電池業發展的趨勢，中國必須致力于太陽能電池和燃料電池等新型電池的研發，大力發展高新技術的電池產品。

電池業是中國的重點產業之一，有著良好發展前景。二十一世紀的電池具有大容量、高功率、長壽命、無污染、安全可靠輕便的特點，是高科技、高產出、高利潤、高創匯產品。隨著信息時代的到來，資訊產業蓬勃發展，在邁入電子、資訊、通訊的“3C”時代后，電子產品朝著“短、小、輕、薄”的趨勢發展，作為電子產品不可或缺的電池，其重要性也越來越顯著。

特征用途

鎳鎘：有記憶效應容量小

鎳氫：記憶效應小容量大。

鋰離子：無記憶效應身薄容量大，因電極材料不同，電動勢為3V或3.6V不等。鋰電池是目前相同體積中容量最大的電池，廣泛用于數碼相機、筆記本電腦、移動電話等電子產品中。

鉛蓄：電動勢約為12V，鉛蓄電池可以反復充電使用，電解液是硫酸溶液，內阻很小，廣泛用于汽車、摩托車中。

鐵鋰：電力更足，更安全，也更輕，未來電動車的主要發展方向。

一般，同樣種類的充電電池，容量越大，質量越大。

標識方法

根據IEC標準鎳鎘鎳氫電池的標識由5部分組成

1、電池種類KR標識鎳鎘電池HF表示鎳氫電池HR表示型鎳氫電池

2、電池尺寸資料包括圓形電池的直徑高度方型電池的高度寬度厚度數值之間用斜杠隔開單位mm

3、放電特性符號L表示適宜放電電流倍率在0.5C以內

M表示適宜放電電流倍率在0.5-3.5C以內

H表示適宜放電電流倍率在3.5-7.0C以內

X表示電池能在7C-15C高倍率的放電電流下工作

4、高溫電池符號用T表示

5、電池連接片表示CF代表無連接片HH表示電池拉狀串聯連接片用的連接片HB表示電池帶并排串聯連接用連接片

例如HF18/07/49表示方形鎳氫電池寬為18mm,厚度為7mm高度為49mm

KRMT33/62HH表示鎳鎘電池放電倍率在0.5C-3.5之間高溫系列單體電池無連接片直徑33mm高度為62mm根據IEC61960標準二次鋰電池的標識如下:

1、電池標識組成3個字母后跟5個數字圓柱形或6個方形數字

2、第一個字母表示電池的負極材料I表示有內置電池的鋰離子L表示鋰金屬電極或鋰合金電極

3、第二個字母表示電池的正極材料C基于鈷的電極N基于鎳的電極M基于錳的電極V基于釩的電極

4、第三個字母表示電池的形狀R表示圓柱形電池L表示方形電池

5、數字圓柱形電池5個數字分別表示電池的直徑和高度直徑的單位為毫米高度的單位為十分之一毫米直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm時兩個尺寸之間應加一條斜線方型電池6個數字分別表示電池的厚度寬度和高度單位毫米三個尺寸任一個大于或等于100mm時尺寸之間應加斜線三個尺寸中若有任一小于1mm,則在此尺寸前加字母t此尺寸單位為十分之一毫米。

工作原理

先說說電池的放電過程，電池就是把化學能轉化為電能的裝置。

以鋅銅原電池電池為例：

┏鋅片：Zn–2e-=Zn2+氧化反應(負極)

e-

┗銅片：2H++2e-=H2↑還原反應(正極)

總式：Zn+2H+=Zn2++H2↑

這就是電池的放電過程(活性不同的兩種物質之間電子的轉移)。

發生條件

①活潑性不同的兩個電極(金屬與金屬或石墨或不溶性的金屬氧化物);

②兩電極浸入電解質溶液且導線連接或直接接觸;

粒子的放電順序：

陽離子：

K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+

Sn2+、Pb2+(H+)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+

(得e能力依次增強)

陰離子：

除Au、Pt外的金屬做電極放電能力>;陰離子。即：

Zn、Fe…Cu、Hg、Ag>S2-、I-、

Br-、Cl-、OH-(水)、NO3-、SO42-

充電過程

充電就是讓在上邊的放電過程逆轉

以鉛蓄電池為例：

鉛蓄電池是首先制造出的實用蓄電池。其原理如下：

把A、B兩塊鉛板插入硫酸溶液中，鉛于硫酸作用的結果，使A、B兩塊鉛板上形成硫酸鉛，溶液中也被硫酸鉛飽和，這是還沒有電勢，給蓄電池充電時，在兩極上發生的化學反應如下：

A;PbSO4+2H2O-2e-→PbO2+H2SO4+2H+;

B:PbSO4+2e-→Pb+SO42-;

可以看出，充電后，A板上的PbO2成為正極，B板上Pb成為負極。放電時，兩極發生的反應如下：

正極：PbO2+H2SO4+2H+-2e-→PbSO4+2H2O-2e-;

負極：Pb+SO42-→PbSO4+2e-;

放電時發生反應恰為充電的逆過程。充電時，最高電動勢為2.2V。放電時，電動勢逐漸降低，低到1.8V時必須充電，否則會損壞極板。