yy.vip易游-50个电池必知问题答疑这一篇就够了

　　YYVIP易游·(中国有限公司)官方网站-电池（Batteries）作为一种能量转化与储存的装置，在现代科技体系里起着关键作用。其主要功能是实现能量的转化，依据转化能量的类型不同，可细分为化学电池和物理电池两类。

　　化学电池，也就是常说的化学电源，是把化学能转化为电能的专门装置。它的基本构成包括两种具有不同电化学活性的电极，分别作为正负极，正负极相互配合，协同发挥作用。同时，还需要有一种能够起到媒体传导功效的化学物质 —— 电解质。当化学电池与外部设备连接时，基于内部电极与电解质之间发生的化学反应，化学能得以转化，进而对外输出电能，为各类用电设备提供动力支持。

　　物理电池，是将物理能转化为电能的装置。它利用特定的物理原理，像光生伏特效应、热电效应等，将诸如光能、热能等物理能转化为电能。不同的物理效应对应着不同的应用场景，例如在一些光照充足的地区，利用光生伏特效应的太阳能电池可为小型电器持续供电；在工业余热丰富的环境下，基于热电效应的物理电池可把余热收集起来转化为电能再利用，充分展现出物理电池在不同领域的独特价值，满足各类特殊的用电需求。

　　最主要的区别是活性物质的不同，二次电池的活性物质可逆，而一次电池的活性物质并不可逆。一次电池的自放电远小于二次电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，此外，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池。

　　镍氢电池采用Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，镍氢电池充电时：

　　在电池领域，存在一系列常用标准。其中，IEC 标准备受关注，国际电工委员会（International Electrical Commission）作为一个由各国电工委员会联合组建的世界性标准化组织，旨在推动世界电工电子领域的标准化进程，其制定的 IEC 标准具有广泛影响力。镍氢电池所遵循的 IEC 标准为 IEC61951 - 2：2003。锂离子电池行业在标准选用上，通常依据 UL 标准或各国的国家标准。

　　此外，日本工业标准 JIS C 中也涵盖了有关电池的标准，这些标准从不同维度对电池的各项参数、性能、安全性等方面进行界定，为电池的研发、生产、检测及应用提供了关键的技术依据，保障电池在不同场景下的可靠使用。

　　镍氢电池的主要组成为：正极片（镍氧化物）、负极片（储氢合金）、电解液（主要为KOH）、隔膜纸、密封圈、正极帽、电池壳等。

　　锂离子电池主要由电池上下盖、正极片（活性物质为氧化锂钴）、隔膜（特殊复合膜）、负极（活性物质为碳）、有机电解液、钢壳或铝壳电池壳等组成。其中，正极片参与氧化还原供能，隔膜阻止正负极短路并保障离子通过，负极协同正极实现充放电，电解液助力离子传输，电池壳起保护与支撑作用。

　　是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。由欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。

　　电池的标称电压指的是在正常工作过程中表现出来的电压， 二次镍镉镍氢电池标称电压为1.2V；二次锂电池标称电压为3.6V。

　　开路电压是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时，电池正负极之间的电势差。工作电压又称端电压，是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。

　　电池的容量存在额定容量与实际容量两个类别。额定容量是电池设计制造阶段所设定的一个电量标准，它确保电池在特定的放电条件下，能够释放出最低限度的电量。依据 IEC 标准，镍镉和镍氢电池需在温度处于 20℃±5℃的环境中，先以 0.1C 的倍率充电 16 小时，接着以 0.2C 的倍率放电直至电压降至 1.0V，此过程所释放出的电量即为该类电池的额定容量，并用 C5 来表示。锂离子电池的额定容量测定条件有所不同，规定在常温环境下，采用恒流（1C）— 恒压（4.2V）的充电模式充电 3 小时，之后以 0.2C 的倍率放电至电压为 2.75V，此时放出的电量即为锂离子电池的额定容量。

　　实际容量指的是电池在具体放电条件下实际释放出的电量。它受到多种因素影响，其中放电倍率和温度的影响较为显著。所以，从严格意义上讲，在提及电池容量时，应当明确说明对应的充放电条件。电池容量的单位有 Ah 和 mAh，二者换算关系为 1Ah = 1000mAh。

　　在对可充电电池以大电流（如 1C 或更大电流）进行放电操作时，因电流强度过大，电池内部会出现扩散速率受限的情况，产生类似 “瓶颈” 的阻碍现象。这使得电池在尚未将自身容量全部释放时，就已达到终点电压，无法继续以该大电流放电。然而，若此时换用小电流，比如 0.2C 进行放电，则电池还能够继续释放电量，一直到镍镉和镍氢电池电压降至 1.0V / 支、锂电池电压降至 3.0V / 支时为止，这一阶段所释放出的容量即为残余容量。

　　镍氢充电电池的放电平台通常是指电池在一定的放电制度下放电时，电池的工作电压比较平稳的电压范围，其数值与放电电流有关，电流越大，其数值就越低。锂离子电池的放电平台一般是恒压充到电压为4.2V且电流小于0.01C时停充电，然后搁置10分钟，在任何门率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。

　　尺寸资料：圆形电池标直径、高度，方形电池标高度、宽度、厚度，单位 mm，数值用斜杠隔。

　　连接片标识：CF 无连接片，HH 拉状串联连接片，HB 并排串联连接片。

　　数字：圆柱，5 个数字依次表直径（mm）、高度（十分之一 mm），超 100mm 加斜线 个数字依次表厚度、宽度、高度（mm），超 100mm 或小于 1mm 按规则加斜线、字母 “t”。

　　主要包括电压、内阻、容量、能量密度、内压、自放电率、循环寿命、密封性能、安全性能、储存性能、外观等，其它还有过充、过放、耐腐蚀性等。

　　在整个充电进程中，充电电流始终维持为一个固定的值，这是最为常见的镍氢电池充电方法。

　　充电期间，充电电源两端的电压恒定不变。随着电池电压逐渐升高，电路中的电流会相应地逐渐减小。

　　一开始，电池以恒流（CC）模式进行充电。当电池电压上升到特定值后，便进入恒压（CV）阶段，此时电压保持恒定，电路中的电流持续下降，直至趋近于零。

　　锂电池的充电方式主要采用恒流恒压充电：先是以恒定电流（CC）对电池充电，当电池电压升高到预定值时，进入恒压（CV）阶段，电压维持不变，电路中的电流不断降低，最终几乎为零 。

　　IEC国际标准规定镍氢电池的标准充放电为：首先将电池以0.2C放电至1.0V/支，然后以0.1C充电16小时，搁置1小时后，以0.2C放至1.0V/支，即为对电池标准充放电。

　　脉冲充电一般采用充与放的方法，即充5秒钟，就放1秒钟，这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液。不仅限制了内部电解液的气化量，而且对那些已经严重极化的旧电池，在使用本充电方法充放电5-10次后，会逐渐恢复或接近原有容量。

　　涓流充电是用来弥补电池在充满电后由于自放电而造成的容量损失。一般采用脉冲电流充电来实现上述目的。

　　充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储蓄的化学能程度的量度。主要受电池工艺及电池的工作环境温度影响，一般环境温度越高，则充电效率要低。

　　放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比，主要受放电倍率，环境温度，内阻等的因素影响，一般情况下，放电倍率越高，则放电效率越低。温度越低，放电效率越低。

　　电池的输出功率指在单位时间里输出能量数的能力。它是根据放电电流I和放电电压来计算的，P=U*I，单位为瓦特。

　　电池的内阻越小，输出功率越高，电池的内阻应小于用电器的内阻，否则电池本身消耗的功率还要大于用电器消耗的功率，这是不经济的，而且可能损坏电池。

　　自放电也叫荷电保持能力，指电池在开路状态下，于一定环境条件中储存电量的保持能力。其主要受制造工艺、材料、储存条件影响，是衡量电池性能的关键参数之一。通常，电池储存温度越低，自放电率越低，但温度过高或过低都可能损坏电池，致其无法使用。

　　电池充满电后开路搁置，出现一定程度自放电属正常。IEC 标准规定，镍氢电池充满电，在 20℃±5℃的温度、（65±20）% 的湿度条件下开路搁置 28 天，以 0.2C 放电，容量要达到初始容量的 60% 。

　　一般采用24小时自放电来快速测试其荷电保持能力，将电池以0.2C放电至3.0V，恒流恒压1C充电至4.2V，截止电流：10mA,搁置15分钟后，以1C放电至3.0V测其放电容量C1，再将电池恒流恒压1C充电至4.2V，截止电流：10mA，搁置24小时后测1C容量C2，C2/C1*100%应大于99%。

　　充电态内阻指电池100%充满电时的内阻；放电态内阻指电池充分放电后的内阻。

　　一般说来，放电态内阻不太稳定，且偏大，充电态内阻较小，阻值也较为稳定。在电池的使用过程中，只有充电态内阻具有实际意义，在电池使用的后期，由于电解液的枯竭以及内部化学物质活性的降低，电池内阻会有不同程度的升高。

　　将电池以0.2C放电至1.0V/支，以0.1C连续充电48小时，电池应无变形、漏液现象，且过充电后其0.2C放电至1.0V的时间应大于5小时。

　　04）0.1C充电16小时，搁置1小时，0.2C放电至1.0V（第50个循环）。对镍氢电池，重复1-4共400个循环后，其0.2C放电时间应大于3小时；对镍镉电池重复1-4共500个循环，其0.2C放电时间应大于3小时。

　　电池内压指的是密封电池在充放电时，因内部产生气体而形成的内部气压。这主要源于电池材料、制造工艺、电池结构等因素，产生原因是电池内部水分与有机溶液分解，生成的气体在电池内聚集。正常情况下，电池内压保持在合理范围，但过充或过放时可能升高。

　　以过充电为例，正极会发生反应：4OH⁻ - 4e → 2H₂O + O₂↑ ① ，产生氧气；同时负极会析出氢气，氧气与氢气反应生成水：2H₂ + O₂ → 2H₂O ② 。若反应②的速度比反应①慢，生成的氧气无法及时消耗，就会使电池内压升高 。

　　IEC 针对镍氢电池制定了标准荷电保持测试规范：首先将镍氢电池以 0.2C 的电流放电至 1.0V，接着以 0.1C 的电流充电 16 小时。随后，把电池放置在温度为 20℃±5℃、湿度为 65%±20% 的环境中储存 28 天。完成储存后，再以 0.2C 的电流将电池放电至 1.0V，此过程的放电时长镍氢电池应大于 3 小时。

　　在锂电池标准荷电保持测试方面，IEC 并无相关标准，而我国国家标准做出如下规定：先将锂电池以 0.2C 的电流放电至 3.0V / 支，然后采用 1C 恒流恒压的方式充电至 4.2V，当截止电流达到 10mA 时停止充电。在温度为 20℃±5℃的条件下储存 28 天后，以 0.2C 的电流放电至 2.75V，通过计算放电容量并与电池标称容量对比，该容量应不小于初始容量的 85%。

　　将充满电的电池在防爆箱内用一根内阻≤100mΩ导线连接正负极短路，电池不应爆炸或起火。

　　镍氢电池需先充满电，随后放置在特定温度与湿度的环境中储存若干天。在整个贮存期间，需密切观察电池有无漏液现象。

　　首先，对锂电池采用 1C 恒流恒压方式充电至 4.2V，当截止电流达到 10mA 时结束充电。

　　接着，将充好电的电池放入温度为 (40±2)℃、相对湿度处于 90%-95% 的恒温恒湿箱内，搁置 48 小时。

　　从恒温恒湿箱取出电池后，在 (20±5)℃的环境下放置 2 小时，此时需观测电池外观，应确保无任何异常。

　　最后，在 (20±5)℃的条件下，对电池进行 1C 充电、1C 放电循环操作。要求在循环次数不多于 3 次的情况下，电池放电容量不少于初始容量的 85% 。

　　将电池充满电后放进烘箱，以5℃/min的速度从室温开始升温，烘箱温度达130℃时保持30分钟，电池不应爆炸或起火。

　　此4步即完成一个循环，经过此27个循环实验后，电池应该无漏液，爬碱、生锈或其它异常情况出现。

　　将电池或者电池组充满电后三次从1m高处跌落至混凝土（或者水泥）地面上，以此获得随机方向的冲击。

　　电池以0.2C放电至1.0V后，0.1C充电16小时，搁置24小时后按下述条件振动：

　　使电池在10HZ-55HZ之间震动，每分钟以1HZ的振动速率递增或递减。

　　电池电压变化应在±0.02V之间，内阻变化在±5mΩ以内。（振动时间在90min）

　　电池以0.2C放电至3.0V后，1C充电恒流恒压充电到4.2V，截止电流10mA ，搁置24小时后按下述条件振动：

　　以振动频率在5分钟内由10 Hz 到 60 Hz 再到 10 Hz为一循环，振幅为0.06英寸进行振动实验。电池在三轴方向上振动，每轴振动半小时 。

　　电池充满电后，将一个硬质棒横放于电池上，用一个20磅的重物从一定高度掉下来砸在硬质棒上，电池不应爆炸、不起火。

　　电池充满电后，用一定直径的钉子穿过电池的中心，并把钉子留在电池内，电池不应爆炸、起火。

　　将充满电的电池置于一个带有特殊防护罩的加热装置上进行火烧，无碎片穿出防护罩。

　　新旧电池不要混用，同一种型号但不同种类的电池也不能混用，以免降低使用效能；

　　在当今各类便携式用电设备，如笔记本电脑、摄像机以及移动电话等领域，镍镉电池、镍氢电池和锂离子充电电池得到了广泛应用。这几种充电电池，各自有着独特的化学特性。

　　镍氢电池和镍镉电池相比，有着诸多显著优势。从能量密度来看，镍氢电池表现更为出色。以相同型号的电池作对比，镍氢电池的容量可达镍镉电池的两倍之多。这就意味着，在不额外增加用电设备重量的情况下，使用镍氢电池能够大幅延长设备的工作时长。另外，镍氢电池在很大程度上改善了镍镉电池存在的 “记忆效应” 问题，让用户在使用过程中更加便捷。同时，镍氢电池在环保方面也更胜一筹，因其内部不含有毒重金属元素。

　　锂离子（Li-ion）电池同样发展迅速，已然成为便携式设备的标准电源。它能提供与镍氢电池相当的能量，然而在重量上却可减轻约 35%，这对于像摄像机、笔记本电脑这类对重量较为敏感的设备而言，意义重大。不仅如此，Li-ion 电池完全不存在 “记忆效应”，且不含有毒物质，这些优点无疑是其成为标准电源的关键因素。

　　不过，镍氢电池也存在一定局限性。在低温环境下，它的放电效率会显著降低。一般来说，充电效率会随着温度升高而提高，但当温度超过 45℃时，高温会致使充电电池材料的性能下降，电池的循环使用寿命也将大幅缩短 。

　　倍率放电是指放电时放电电流（A）与额定容量（A？h）的倍率关系表示。小时率放电是指按一定输出电流放完额定容量所需的小时数。

　　由于数码相机中的电池在气温过低的情况下，活性物质的活跃度大大降低，从而可能无法提供相机的正常工作电流，因此在气温较低地区户外拍摄，尤其要注意相机或电池的保暖。

　　如果将不同容量或新旧电池混在一起使用，有可能出现漏液，零电压等现象，这是由于充电过程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充满电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放，如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低（零）电压。

　　电池外两端连接在任何导体上都会造成外部短路，电池类型不同，短路有可能带来不同严重程度的后果。如：电解液温度升高、内部气压升高等。气压值如果超过电池盖帽耐压值，电池将漏液。这种情况严重损坏电池。如果安全阀失效，甚至会引起爆炸。因此切勿将电池外部短路。