充电电池基本知识教材-非常全面的,所有常用的电池

xie20120315

充电电池简介 电池的主要性能指标  

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1.安全性能

影响最大的是爆炸和漏液，主要与电池的内压、结构和工艺设计有关（比如安全阀失效、锂



离子电池没有保护电路等）。  

2.容量

按照IEC标准和国标规定，镍氢和镍镉电池是指在25±5℃的条件下，以0.1C充电16小时，以



0.2C放电至1.0V时放出的容量。

锂离子电池是指在常温的条件下，以恒流(1C)、恒压（4.2V）充电3小时，以0.2C放电至



2.75V时放出的容量。

容量单位：安时（Ah）或毫安时（mAh）  

3.内阻

是指电流流过电池内部所受到的阻力。充电电池的内阻很小，一般要用专门仪器测试。充电



态内阻和放电态内阻有差异，放电态内阻稍大，而且不太稳定。内阻越大，消耗的能量越大



，充电发热越大。随着电池使用次数的增多，电解液消耗及活性物质减少，内阻会增大，质



量越差，内阻增大越快。  

4.循环寿命
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电池可重复充放电的次数。寿命与容量成反比，与充放电条件密切相关，一般充电电流越大



，寿命越短。  

5.荷电保持能力

指自放电率。与电池材料、生产工艺和储存条件有关，一般温度越高，自放电率越高。

6.大电流放电能力

主要与电池材料、生产工艺有关，一般用于动力电池。  

充电电池的典型结构  

1.正极板  

2.负极板  

3.隔膜  

4.电解液

5.钢壳/塑胶外壳  

充电电池的可靠性测试项目  
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1.循环寿命  

2.不同倍率放电特性  

3.不同温度放电特性  

4.充电特性  

5.自放电特性

6.不同温度自放电特性  

7.储存特性  

8.过放电特性  

9.不同温度内阻特性  

10. 高温测试  

11. 温度循环测试  

12. 跌落测试  

13. 振动测试  

14. 容量分布测试  

15. 内阻分布测试  

16. 静态放电测试ESD  

电池常用标准  

镍镉电池:  

IEC60285-1999,GB/T11013-1996,GB/T18289-2000  

镍氢电池:  

IEC61436-1998.1/GB/T15100-1994/GB/T18288-2000  

锂离子电池:

GB/T10077-1998/GB/T18287-2000或者SANYO或松下标准  

镍氢电池  



优点 1.比能量密度高：是镍镉电池的1.5-2倍多。  



2.环保  



3.无记忆效应  



4.循环寿命长：在正确使用条件下可循环使用500次以上。  



缺点  



1.自放电率高：满电常温下存储自放电率30～35％  



2.高温性能差  



3.在过充和过放时会排出气体  



镍氢电池工作原理  



镍氢电池的正极主要成分为氢氧化镍Ni(OH)2，负极主要为无污染物质贮氢合金粉（M），电



解液是氢氧化钾的水溶液。  





镍氢电池设计时，容量实际上是由正极限制的，负极容量设计过剩，以保证过充电时候，正



极产生的氧气可以到负极反应，电池的内压不会有明显升高。  



镍氢电池的充电方式  



　　充电是将充电电池恢复其原始容量的过程，为使电池达到长期使用的目的，必须通过适



当的充电方法充电，目前较好的方式是-△V值控制充电，此外还可以采用其它的控制方法。  



1. 应在环境温度10～30℃下充电，此时充电效率最佳。环境温度低于0℃时，电池内气体吸



收反应不充分，造成电池内压升高，激活安全阀，使电池泄漏，性能恶化。而环境温度高于



40℃时，充电效率会下降。这会使电池性能恶化，发生泄漏。  



2. -△V值：5-10mV/只，充电过程中，如果电压从其峰值下落5到10mV则终止充电，充电转为



涓流。  



3. dT/dt值：0.8～1℃/min，用热敏电阻或温度传感器探测电池温度，单位时间内电池温度



上升达到预设值时，终止充电并转为涓流。  



4. TCO：电池充电最高温度，D型、F型、2/3M型及M型电池为48℃，其他电池为50℃，如果充



电过程中电池过热会对电池寿命及其他性能造成影响，为此，当电池温度达到预设值，终止



充电并转为涓流充电。-△V检测线路在开始充电后一定时间内启动，但在此时间内dT/dt 可



以启动。  



5. 初始延时：10分钟，防止-△V检测线路在开始充电后一定时间内启动。因为，镍氢电池在



放置较长时间或过放后充电电压会有波动（假-△V），此时延时的设定是为防止此假-△V误



触发使充电终止。  



6. 涓流充电电流：1/30～1/20C，如果涓流充电电流过大，电池温升会增加，造成电池性能



降低。  



7. 充电总时间：10～20小时（视充电电流的大小），即使是涓流充电，长时间过充也会造成



电池性能恶化，为防止涓流或其他充电下过充，建议设立一个保护性的总充电时间控制。  



8. 要坚决避免反极充电。反极充电会造成电池内压升高，激活安全阀，使电池泄漏，性能恶



化，甚至电池会破裂。  



9. 不要将电池反极充电或大电流过充，否则会造成气体快速产生，使电池内压增加，电池鼓



胀或破裂。  



镍氢电池的放电注意事