充电电池已经慢慢进入平常百姓家了
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充电电池基本常识
任何电池都有一个总容量,多数称为瓦时(W/h)
怎么算出一个电池的瓦时呢?其实很简单:(电压V) X (安时A/h) =W/h (瓦时)
例如:一节1.2V,1000毫安时的5号镍氢电池,瓦时就是1.2X1=1.2W/H
一个3.6V,1100毫安的锂电池,瓦时为3.96W/H
有些人看到9V的充电池,才160毫安时,容量怎么才这一丁点呀!比平常用的5号充电电池容量少那么多了呀...
其实你换算成瓦时,也有1.44W/H,容量比一节1000毫安时的5号充电电池(1.2W/H)还强劲呢
瓦时是什么概念呢?
就是电池能以多少瓦的功率输出1小时。
例如:容量为一瓦时的电池能让一瓦的灯泡持续点亮1小时。
3瓦时的电池能让1.5瓦的大风扇持续转2小时。
现在大概明白了吧!
充电电池目前分为三大类:蓄电池,镍氢、镍镉电池,锂电池
蓄电池主要以体积大,容量巨为主。
有些大型蓄电池,达到24V,6A的容量,可想而知他的瓦时达到了144W/H,足以支持一个冰箱连续工作3小时,或是电脑连续工作1小时!
镍镉是比较老的充电电池了,电池容量小,有记忆效应,每次充电之前都需要先完全放电,使用起来不方便。
目前市场基本已经淘汰镍镉电池了。
有的也只是非常便宜的低容量镍镉电池。
镍氢电池属于新一代充电电池,具有容量大,基本无记忆效应的好处。
使用起来非常方便,即使还是有一丁点记忆效应,但也仅仅不足0.5%,所以大家不必次次用完才充。
镍镉、镍氢电池常以5号,7号形状为主。
一些高功率用电器采用充电池是最佳选择。
如遥控车,四驱车,数码相机等。
锂电池,可以说是划时代的一种电池。
它具有高电压(4V~3.6V的工作电压),高容量,完全无记忆效应的特点。
目前锂电池制作技术已日益精良,5号电池形状的锂电池可以达到2000毫安时或更高容量,换转为瓦时足足达7.2W/H,这是一般镍氢镍镉不能比拟的。
锂电池目前有几种,一是锂离子电池,外壳是比较硬的那种。
另一种是锂聚合物电池,外皮呈银色,有一定柔软性,可加工成特定形状,用途更为广泛,且容量并不比其他锂电池少。
锂充电电池工作电压高,输出功率大。
电压就好比水管的直径,电压越高,输出电流越大。
多个锂电池串联起来,足以支持一些12V的家用电器工作,可以让一些家用电器更便于携带到其他地方。
但高电压也不是绝对好。
现在移动电子设备(如随身听,手机,笔记本等)待机,工作时间越来越长,核心各元件工作电压越来越低,笔记本电脑的CPU都属于低电压类型,通常只需要1V或更低,然而面对锂电池的高电压,则必须以高效率转换成低电压,这技术日后还要克服更多挑战。
锂电池还有一点是非常值得称赞的:月自放电仅仅为0.5%-2%,这说明锂电池长期存放,容量基本不怎么损失,不像镍氢镍镉一下就掉了25%的容量……
说完系列充电电池的系列优缺点,现在开始详细介绍电池的工作了!
只要你接触充电电池,请记住:
不是充电电池,不能放到充电器上充!轻则严重漏液(有腐蚀性),重则导致电池爆炸!
任何充电电池的正常工作,都是从他们特定的最高电压降低到安全电压的过程。
任何充电电池的充电过程,都是他们从低电压慢慢充到最高充电电压的过程。
任何充电电池正负极短路,都将以最直接,最快的方式缩短电池寿命!
电池的充电:普遍是以恒压充电,被充电池的电压会慢慢升高;直至电池达到充电上限电压,电池就算充满了。
这时电池很难再被充入电量,所以会表现为发热。
如果长时间一直处于过充状态,则会给电池带来损害。
任何充电电池都有放电终止电压和充电上限电压,
镍镉、镍氢电池:
放电终止电压:0.9V 充电上限电压:1.44V-1.46V (视电池规格而定)
锂充电电池:
放电终止电压:2.9V 充电上限电压:4.1V或4.2V(视电池规格而定)
什么叫放电终止电压和充电上限电压呢?
放电终止电压:是指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继续放电,电池两端的电压会迅速下降,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,从而影响镍镉电池的寿命。
充电上限电压:指电池充满电时的电压。
如果达到充电上限电压仍不停止充电,则表现为过充。
而过充的最直接表现是:电池明显发热,如果急充则导致电池发热至烫手!因为电池已经饱和,而一般的充电器还会继续往电池充电,电池难以再提高电压,就会以热的形式发散出来,这样会时电池永久性损伤。
过充,好比电池里面已放满了气球,现在依然不断往里面塞气球,则里面的气球开始不断被挤压爆破,放热,然而这样的‘爆破’是有代价的。
所以电池充满电,开始发烫,就可以取下来了。
(高档点的充电器或万能充,都会以脉冲电流充电。
这样的充电可以减少电池发热,所以用这类充电器给电池充电,直至过充也不会发热,这就需要用电压表监测电压了)
在这里举个很简单的例子吧!
例如一节5号镍氢电池,刚买回来时电压为1.2V左右,电量不多。
给他充满电,电压
上升至1.4V左右就不再上升了,这就算是充满电了,这时电池电量往往能达到或超过
标称毫安时。
如果把这个电池放到手电筒上使用,随着使用时间推移,长时间时候后,灯光渐渐暗下来。
之所以灯光会暗下来,是因为电池电量已被用去一大部分。
从电池内部来说,是由于电池长时间使用后,电池电压下降而导致电流输出量降低。
所以电池容量减少的直接表现是电压的降低。
如果灯光已经非常暗,则表示电池电量已用去很大一部分,电池电压已经降得很低(可能1.1V或更低)。
如果继续用下去,电池电压下降至0.9V,则需要充电了。
因为再用
下去,电压将继续下降到0.8V...0.7V,这样就会开始损伤电池寿命。
这时候你应该了
解放电终止电压的含义了吧!
由于我身边的朋友都喜欢把新电池充它一天两天,这样并不科学。
在这里讲解一下正确的方法
一般新镍氢充电电池,电压为1.2V到1.35V,表示容量中等或偏低。
如果不马上用,则不需要给他充电。
用之前再把它充满吧,不必一开始给他充上十几个小时,这样不科学。
毕竟自放电也挺大的。
如果预先充满,过好几个月再拿出来用,和你刚买回来没多大差别……
镍氢电池的充电问题:
在中国,大街小巷卖的充电器都是简陋型,10块钱那种,一次放两个,放了电池,插上电就亮灯。
不管满没满,灯总会一直亮着........过几天才拔下来,这样电池寿命将会缩短。
那种非常廉价的镍氢电池充电器,都是毫无IC控制。
仅仅是靠简陋的变压器把220V交流电变低压交流电,再通过极其简陋的交流转直流(串个二极管)而做成。
这种充电器
缺点显而易见:充电只会以固定电流输入,且电流不纯净,不管电池到没到最高充电电压,只会一直往电池充电。
这是非常容易损伤电池的。
记得笔者小时候也常常用这类型的充电器,有个小技巧:充电1~2小时后,摸摸电池,记住大概温度。
过好长一段时间,再摸摸电池,如果开始发烫,代表过充了,这时应马上拔下来,不然再过几小时,电池会高温得烫手..
的确,电池过充有明显的发烫现象,至少由5°以上的上升。
不过视充电电流决定。
快充的过充,电池很快会升温到烫手。
慢充的也会有温度差别,这就靠你的敏锐度了。
不过一般充电池的表皮有写:130MA需充电13小时,1300MA需充电1小时。
你可以按照这个,根据你家充电器输出电流来计算。
其实厂家也是按照这个来计算的:充电时间=电池容量*1.2/充电器输出电流
如果你家充电器给每节电池充电电流为200MA,你要充的电池容量为2000MAH,你就需要充10个小时多一点。
理论充10小时刚刚好,但由于充电的实际过程中,电池自放电,还有电流传输时的损耗,(还有人一种比较正常的心态-过充点应该更好!),所以实际充电时间要比原先长一些。
所以,倘若你没有一个好的充电器,你可以有两种防止电池过充的方法:
1、定时。
自己计算好时间来充电。
时间到后就可以取出来用了
2、实时温度检测。
如果电池充满了(达到最高充电电压),此时充电器再把电流挤进去电池就很困难了,期间开始损伤电池,故电池温度开始上升。
倘若检测到温度开始剧增,则......马上拔下来吧。
现在已经有越来越多智能型的充电电池流进市场。
但他们无疑都是贵价货。
轻则过20,30,重则....上5,6百,这是让很多普通用户接受不了的!所以国人还是喜欢那种10块钱的小充电器吧。
所谓智能型充电器,是在充电电路添加了许多原件,有稳压的,有滤波的,最主要是里面的IC,越高级的充电器,IC的功能越多。
一般都已经集成电压检测,只要一到充电终止电压,则自动断电,或是以极低电流(涓流)冲入,以保持电池饱满。
高级的充电器,功能就丰富了,一般集成液晶屏,上面写满了每节电池的电压,充电电流,实时电池容量,甚至温度等,充电电流也是可控的,充电方式更是多元化:由恒压变流,可以按照电池状态,由低电流慢慢增加为高电流充电。
也有恒流变压,还有脉冲充电,可以保证高电流充电而使电池不发烫,确保效率和性能兼得。
最后细说一下锂充电电池的充电问题。
作为最有前途的充电电池:锂电池,正常工作电压高,达到4.0V-3.6V,所以电流输出也很大。
如果一短路!短路电流甚至可以上升至几安培!足以让铜线的短路处发光-熔断。
锂电池也由于过高负荷导致发热急剧上升,几秒足以炙人之手。
短路,也是锂电池毫安时永久性损失的过程,你可以想象:短路一开始,锂电池容量数值就在急速下降1000.....700.....300....30....
长时间短路过后,你再充,容量也可能只有寥寥几十毫安时了
第二致命问题就是过高的放电终止电压,使很多DIY玩家措手不及。
这个上面已经介绍过了,这里没什么好说的,但还是要提醒:锂电池电压低于2.9V就别用了!
幸运的是:一般中等偏高级一些的锂电池,都带有迷你的保护电路,有的电路集成保险丝,如果瞬间通过电流‘巨大’(短路),则立刻断开以保护电池。
更好的保护电路则是带有保险丝以及防过低电压保护。
如果检测到电池低于2.9V,则断开电路……
一般手机电池,等一些高端电子设备才带有保护电路。
很多如MP4,DIY用的锂电池都不具备以上保护措施。
所以在这里告诫大家,用起来要谨慎
再要说一下锂电池充电器问题。
一般万能充也10块左右一个,里面用的‘料’也算充足,毕竟锂电池这贵价玩意弄坏了可不是什么好事。
所以一般万能充都带有很简陋,有个简陋的开关电源(比变压器好些),最廉价的IC控制,大概就这些了。
只要检测到电池达到4.2V,就以涓流形式充电,保持电池饱满。
但要知道,有的锂电池充电上限电压为4.1V,万能充不应该一视同仁,把充电上限电压定为4.2V,这使得4.1V就该停的锂充电电池过充而减少使用寿命。
在这里有个窍门,三星或松下等日本产的充电器质量一直挺好,用料十足。
所以大家动手能力前一点的话,大可以买个二手质量好的电池充电器,再改装成万能充,这样效果会很好!
更高端的充电器则也要上几百块钱了。
就是上面写道的带液晶屏多功能充电器。
最后补上2个知识:
挑选廉价正品工包电池!
镍氢电池,一对GP的5号2000毫安时电池贵达30~50¥。
之所以那么贵?并不是电池制作成本贵,而是品牌贵。
笔者也不是有钱人,很早就接触工包电池(就是厂家简单包装后直销的商品,理论和销给GP的货一样……),但从古到今,假的居多,真假难辨!而最近在网上了解到,由日本产的汤浅工包绿皮电池,5号2000毫安时仅售10块钱/个,原装正品,看淘宝介绍如此充分,甚至动用了电池容量仪来作证,我一次买下来8个,再买下了18¥的原装索尼5/7号电池充电器。
结果都非常满意!比在电子城买的好多了,拿起来足够的沉,最后我网购了个的电池容量仪,检测出充满后闲置2星期的汤浅电池,也有1500MAH的容量。
如何鉴别真假工包电池:其实很简单,具体有3个方法
1:看容量是否合常理。
有些5号电池标称2800毫安,甚至3000毫安,实际你想想,才那十几块钱的玩意,可能达到那么高容量吗?
如果你还存在质疑,那你可以根据容量/质量比,上1800毫安时的电池已经由沉甸甸的感觉。
容量越高重量越明显。
我那2000毫安时的日本工包,单节由25克重。
如果拿其那些2500毫安时却轻飘飘,肯定500毫安时都不到。
不过有些假货也很狡猾,会在电池内部的尾部配重块,让你拿起来也挺沉的。
不过只要你细心掂量一下,发现电池尾部比头部重,则也是假货!
2:用电池容量表检验吧,最直观的检验方式!但这表在珠海这边并不多见,我是通过网上邮购,花了82大洋呢。
这表会以最原始最准确的方式:通过把电池完全放电!直到放电终止电压停止,来记录总放电量。
说明书写的是需要放一节充满电闲置2小时候的电池,然后慢慢放电吧,屏幕上会写道1,2,3....大概每2秒放1毫安。
放到尽头数字就不跳了,定下来的数值就是电池的总电量。
不过这过程实在是长,放一节2000毫安的就要花4000秒.
所以大家只要掌握分辨工包电池方法,就能以低廉的价格购入高性能的电池!
有些地方还提到C表示电池电量这个概念,在这里顺便提一下:
对于一个电池的总容量,可以用C表示。
例如一节1000毫安时的电池,1C表示电流为1000MA/H,给他以0.2C的电量充电,则就是以200MA/H电量充电。
再例如一节2000毫安时的锂电池,4C放电电流表示输出电流为8A/H,也代表输出功率为28.8W。
1、如果负载是定值的理想电阻,仅仅从负载上看,那就正如提问中所述,维持了恒压也就维持了恒流,确实似乎没有区别。
2、但从电源上看,实现恒压和恒流电路是不同的,理想恒压电路内阻为零,理想恒流电路内阻要无穷大。
也就是说,实际的所谓恒压或恒流电路都是限定负载在一定的阻值范围内近似成立的。
3、恒压和恒流真正有意义的区别在于应用。
近似恒压源送出的信号可以并联很多负载,如同时接电压表、示波器、AD转换器等,恒流源送出的信号就不能这样应用;近似恒流源送出的信号应用上一是适合于串联连接的负载,二是当远距离传输缓变信号时线路上的电压降不影响负载上获得的电流大小,显然恒压源做不到这一点。
由此可见,恒压与横流的区别实质上要从负载的区别上来反映。
4、关于在电路中同时实现恒压和横流的问题,对于理想电阻,实现恒压也就实现了恒流,但这点没有实际的应用意义。
恒压和恒流的讨论,当且仅当对于变动的负载才有意义。
而对于变动的负载,二者是不可能同时实现的。