可充电电池：原理，隐患，及安全充电方法.pdf

可充电电池：原理隐患及安全充电方法文概要介绍了电池充电方式和现代电池技术以使读者能更好的了解便携设备中使用的电池。本文对镍镉(NiCd)电池镍氢(NiMH)电池和锂离子(Li+)电池的化学性质进行了描述还介绍了一款单节锂离子和锂聚合物电池保护芯片。概述电池的应用从来没有像现在这么广泛。电池正在变得更小、更轻在单位体积内容纳更多能量。电池发展的主要动力来自便携设备(例如移动电话膝上电脑摄录像机和MP3播放器)的快速发展。这篇关于充电方式和现代电池技术的应用笔记将帮助您更好了解这些便携设备中使用的电池。电池的定义如果电池仅定义为能量储存系统则其有可能包括飞轮和时钟发条等元件。在现代技术中电池的更精确定义为：能够产生电能的便携、独立化学系统。一次电池又叫不可充电电池或原电池从电池单向化学反应中产生电能。原电池放电导致电池化学成分永久和不可逆的改变。但可充电电池又叫二次电池可在应用中放电也可由充电器充电。所以二次电池储存能量而不是产生能量。充电和放电电流(安培)通常用电池额定容量的倍数表示叫做充电速率(C-rate)。例如对于额定为1安时(Ah)的电池C/10的放电电流等于1Ah/10=100mA。电池的额定容量(Ah或mAh)是电池在特定的条件下完全放电所能储存(产生)的电能。因此电池的总能量等于容量乘以电池电压单位为瓦时。电池性能的测试电池的化学成分和设计共同限制了输出电流。若没有实际因素限制性能电池瞬时可以输出无穷大电流。限制电池输出电流的主要因素是基本化学反应速率、电池设计以及进行化学反应的区域。某些电池本身具有产生大电流的能力。如镍镉电池短路电流可大到足以融化金属和引起火灾。其它一些电池只能产生弱电流。电池中所有化学和机械总效应可用一个数学因数表示即等效内阻。降低内阻可获得更大电流。没有电池能永久储存能量。电池不可避免要进行化学反应并缓慢退化导致储存电量减少。电池容量与重量(或体积)之比称为电池的能量密度。高能量密度意味着在给定体积和重量的电池中可存储更多能量。下表给出了个人电脑和蜂窝电话中可充电电池的主要化学成分以及其额定电压和能量密度(以瓦时每千克或Wh/Kg表示)。表1.常用可充电电池化学成分的能量密度NOMINALSTORAGECELLTYPEVOLTAGE(V)DENSITY(Wh/kg)Leadacid2.130Nickelcadmium(NiCd)1.240to60Nickelmetalhydride(NiMH)1.260to80Circularlithiumion(Li+)3.690to100Prismaticlithiumion3.6100to110Polymerlithiumion3.6130to150表2.常用可充电电池化学成分的特性AttributeNickelCadmiumNickelMetalHydrideLithiumIonEnergydensityLowMediumHighEnergystorageLowMediumMediumCyclelifeHighHighHighCostLowMediumHighSafetyHighHighMediumEnvironmentLowMediumMedium若一次和二次电池都能达到同样目的为什么不总是选择二次电池呢？原因是二次电池有以下缺点：•实际中所有二次电