干电池的命名
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干电池容量测定
一、干电池的命名
在国际标准中,干电池的命名由一下部分组成:
表示电化学体系的字母+形状尺寸标号
形状标号用字母R 、F 和S ,分别表示圆柱形、扁形和方形(矩形);
尺寸标号用数字表示,03、6、14、20分别对应我们常说的的7、5、2、1号电池,后者是中国的型号。
电化学体系比较复杂,我在下一节中细说。 二、常见的干电池种类
这里所说的种类主要只电化学体系,都以R6也就是最常见的5号电池为例。 型号
商品名 正极
负极
填充剂
备注 R6
酸性锌锰电池、碳性电池 MnO 2
Zn
ZnCl/NH 4Cl
末尾带字母
分别表示:C 高容量/P 大功率/S 糊式
LR6 碱性电池、碱性锌锰电池 MnO 2 Zn KOH/NaOH NR6 镍干电池 Ni(OH)/NiOOH
Zn KOH/NaOH FR6
锂铁电池
FeS 2
Li
非水有机溶剂/导电盐
以上四种电池,我们采购到了前三种,并购买了多个品牌进行测试。 三、国家标准
国家标准:GB/T 8897.1-2003和GB 8897.2-2005 测试的主要项目有:
放电电阻Ω 放电方式 模拟情景 43 每天放电4小时 收音机
10 每天放电1小时 磁带录音机和卡式放音机 3.9 每天放电1小时 电动马达、电动玩具 24 每分钟放电15s ,每天8h 遥控器 1000mA
放电10s ,停放50s ,每天1h
闪光灯
由于测量方式限制,我们采用恒定电阻长时间放电,虽然和国家标准里的测试方法有差别,但也能从某些方面反映电池的性能。 四、实验方案
采用恒定电阻为9.4Ω的电阻长时间不间断放电,电路非常简单:
只需实时监控两侧的电压,记录时间点和电压值。本实验利用LabJack 配合内置软件读取时间和电压,每0.02秒记录一次数据。
做出“电压—时间”图,求出曲线下面的面积S ,用S/R 就是在该放电条件下的电池实测电量。
R 测量电压
五、实测结果
Labjack的度数有噪音,我们可以从下图看到,红线是smooth以后的结果。
接下来的数据,每50点取平均,即1s一个数据点作图。
白象R6P放电电阻9.4Ω,0.9V以上799mAh,1.2V以上409mAh。的确比碱性电池差许多,当然也便宜许多。
柯达碱性电池LR6,放电电阻9.4Ω,0.9V以上2228mAh,1.2V以上936mAh。
南孚镍干电池NR6,放电电阻9.4Ω,0.9V 以上1870mAh ,1.2V 以上1098mAh 。该镍干电池的卖点是1.2V 以上的时间长,测量结果证明了这一点,1.2V 以上的电量比其余电池都高。 六、小结
通过实际测量三种不同的电池,可以看到不同化学结构对电池电量和放电性能的影响。同时我们也测试同种化学结构不同品牌的电池的性能(详见本实验网页)。