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1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。 * |9 k8 \1 o1 `7 |8 k

3 I( u, m6 j0 H1 l' P后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。
  \' L) i) D9 c- k' Q密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。 % c$ w6 ^/ j. S1 r/ K% s: S

' d0 Y) u5 g& j1 \/ U蓄电池参数
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蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示，C为蓄电池的额定容量。例如，用2A电流对1Ah电池充电，充电速率就是2C；同样地，用2A电流对500mAh电池充电，充电速率就是4C。 1 w2 p" b9 d: B1 Z( S
电池刚出厂时，正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态变化时，单元电池的输出电压略有变化，此外，电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定关系。单元镍镉电池的标称电压约为1.3V（但一般认为是1.25V），单元镍氢电池的标称电压为1.25V。 ) J1 k2 i4 ~1 H2 u1 M
电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中，极板的电阻是不变的，但是，离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。 , \+ a" ?4 h* i
蓄电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，蓄电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压。镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为1.5V。
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表1-1 镍镉电池不同放电率时的放电终止电压) f7 B. g* r1 V: R
放电率 放电终止电压8 ^' {0 X! T: p& M' s- Q5 ^
8小时率 1.10V' H! I* [$ V$ }' p. n
5小时率 1.00V, X- o' p! t& ?* Q7 Q) P
3小时率 0.8V3 F/ j+ N* b8 N
1小时率 0.5V
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& \" Y  j) `* B) |) [放电终止电压是指蓄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蓄电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，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，从而影响电池的寿命。放电终止电压和放电率有关。镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系如表1-1所列，镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。& _3 b( d  ]9 Q  V

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5 y) d) [- U5 ~- B4 r: Y' }镍镉蓄电池的工作原理 . l) }7 `4 k) M$ |& y: @* H/ E5 q

) l& ]5 A; U8 |2 N% }) ^& y" \镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时，使用密度为1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，使用密度为1.19～1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时，使用密度为1.25~1.27（15℃时）的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力，密封镍镉蓄电池采用密度为1.40（15℃时）的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂（大约每升电解液加15~20g）。 ; X& p4 l* o  m0 ?) m  [
镍镉蓄电池充电后，正极板上的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕，负极板上的活性物质变为金属镉；镍镉电
! x/ N& H6 l2 @6 L; Y0 r池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。
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  j2 f5 C9 J+ w; R8 X1.放电过程中的电化学反应
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（1）负极反应
( H) m8 p) y2 k2 P! v0 G" Y负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2，沉积到负极板上。
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（2）正极反应
( O% O2 F& l' {! |正极板上的活性物质是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍为正三价离子（Ni3+），晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。 , k) Q4 e* o; y5 S
, ~" f! X" z# `  L4 w
2.充电过程中的化学反应
" ^0 C: N! m+ y2 Z充电时，将蓄电池的正、负极分别与充电机的正极和负极相连，电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。
" T  a8 e% A/ s3 _6 v! _- s
, X. ?+ P% A0 d; K* |1 s（1）负极反应
$ |+ C. y; i* A; k6 g1 O3 m  v3 x  l+ w* U: G2 N
充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反应。
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1 s* W" o- b7 f6 |(2) 正极反应 ; d& z# N/ b3 A7 b

' L, g# N! b. W# J: ^: O在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。3 I6 I' V2 M6 R4 Q
蓄电池充电终了时，充电电流将使电池内发生分解水的反应，在正、负极板上将分别有大量氧气和氢气析出。从上述电极反应可以看出，氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，只起导电作用。从电池反应来看，充电过程中生成水分子，放电过程中消耗水分子，因此充、放电过程中电解液浓度变化很小，不能用密度计检测充放电程度。
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3. 端电压 1 B3 R" S1 r4 b2 ?% I( |0 f; S
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充足电后，立即断开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化，可用下式表示： " |5 C% f3 Q7 j6 c3 c/ c- i

4 w8 W5 d: r  x) \U充=E充+I充R内4 t  f( s8 O3 t* ^% T

; F0 u* c. |4 o9 A* z4 J7 {U放=E放-I放R内
/ C  b" P; y( ?) p# n  F: K6 j$ M9 }, q2 R& W& f( ~
从上式可以看出，充电时，电池的端电压比放电时高，而且充电电流越大，端电压越高；放电电流越大，端电压越低。 & l2 B5 x, D+ M- T9 Z1 O
当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时，平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时，蓄电池的端电压下降到1.1V后，电池即放完电。 + V; O, r+ j% {5 P: `2 w$ `
& z( G, x' j& `, c
4. 容量和影响容量的主要因素 - b( d3 |# }: b. d
蓄电池充足电后，在一定放电条件下，放至规定的终止电压时，电池放出的总容量称为电池的额定容量，容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示，表示式如下：
0 M. p1 N. V8 h! E) ~; u6 NQ=I•t(Ah) 5 |: G7 U$ X( X! l) ^

7 S/ y# p2 t  W7 @6 N: `: e/ v镍镉蓄电池容量与下列因素有关： * Y/ F. i; [" ~' n

; P* h: [! p! T. z① 活性物质的数量；
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② 放电率； 8 C; ^* [3 Q0 H5 C4 c
1 ~* ?( Z2 G2 Z; j8 j/ x' ^% c
③ 电解液。 6 g$ Q1 O9 h8 [
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放电电流直接影响放电终止电压。在规定的放电终止电压下，放电电流越大，蓄电池的容量越小。 . i- m6 g; a4 H7 R
使用不同成分的电解液，对蓄电池的容量和寿命有一定的影响。通常，在高温环境下，为了提高电池容量，常在电解液中添加少量氢氧化锂，组成混合溶液。实验证明：每升电解液中加入15~20g含水氢氧化锂，在常温下，容量可提高4%~5%，在40℃时，容量可提高20%。然而，电解液中锂离子的含量过多，不仅使电解液的电阻增大，还会使残留在正极板上的锂离子（Li+）慢慢渗入晶格内部，对正极的化学变化产生有害影响。 , Y3 k/ ~- K# D! S1 L8 P
电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是因为随着电解液温度升高，极板活性物质的化学反应也逐步改善。 电解液中的有害杂质越多，蓄电池的容量越小。主要的有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。它们能使电解液的电阻增大，并且低温时容易结晶，堵塞极板微孔，使蓄电池容量显著下降。此外，碳酸根离子还能与负极板作用，生成碳酸镉附着在负极板表面上，从而引起导电不良，使蓄电池内阻增大，容量下降。
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& c  E% A- U$ @: B  k6 N/ p4 ^8 d5. 内阻
( m% l- x6 y" O( ^" C镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，而电解液的导电率又与密度和温度有关。电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。5 I. r( a% \- b$ ^9 E/ l

& ^0 d! e' o4 Y# _* z* T6. 效率与寿命 + P, w# @0 r  o8 P
在正常使用的条件下，镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%，电能效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。
  Y. O2 f: P& j0 v8 m( S1 L容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下：
# M2 ~' ?7 U: e; J
% C  G, J9 K5 P3 o, `# Y7 U! `" O8 PI放•t放9 q$ D( X6 B! G
ηAh= ---------- X 100％0 |- w0 W& q' k" J% X
I充•t充
' a4 l* P4 l9 m, M) ~: _7 r: y5 U$ _0 k9 @, w9 ^4 s$ G
U放•I放•t放- I9 U+ D" p/ v7 ~+ w: q
ηAh= --------------- X 100%$ ]7 N. R* A/ E7 `7 O
U充•I充•t
0 Y3 F1 k3 M" y8 ]+ H! c
8 ?8 G4 t0 A: k7 Q（U充和U放应取平均电压）9 C% x* B: C+ z
+ H9 K( G# l8 P! @* }! P6 e" s; D& V
7. 记忆效应
' Y& `6 ?# E" Q; R" E
, ]/ G0 ~4 n+ e8 d4 Z; D5 q镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为记忆效应。
6 k- v" O' L9 N8 L电池全部放完电后，极板上的结晶体很小。电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。 7 s, |$ x: t. _
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镍氢电池的工作原理
5 L' _8 h# B6 u镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。
% d7 p5 A6 p$ Z3 H3 v+ `从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。7 W3 M5 p4 A9 Q6 B
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电池充电特性
, x3 V% l. u+ H6 @当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升（A点）。此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。电池充电过程中，产生的氧气高于复合的氧气时，电池内压力升高。电池内的正常压力*大约为1磅力/英寸2。
9 D, i* C( J$ z8 O6 S0 N过充电时，根据充电速率，电池内部压力将很快上升到100磅力/英寸2或者更高。研究蓄电池的各种充电方法时，镍镉电池内产生的气体是一个重要问题。气泡聚集在极板表面，将减小极板表面参与化学反应的面积并且增加电池的内阻。过充电时，电池内产生的大量气体，如果不能很快复合，电池内部的压力就会显著增加，这样将损伤电池。此外，压力过大时，密封电池将打开放气孔，从而使电解液逸散。若电解液反复通过放气孔逸散，电解液的粘稠性增大，极板间离子的传输变得困难，因此电池的内阻增加，容量下降。 9 s& H! @. `1 a1 j3 q
经过一定时间后（C点），电解液中开始产生气泡，这些气泡聚集在极板表面，使极板的有效面积减小，所以电池的内阻抗增加，电池电压开始较快上升。这是接近充足电的信号。
% L; N* D/ a" d/ G* ^  i充足电后，充入电池的电流不是转换为电池的贮能，而是在正极板上产生氧气超电位。氧气是由于电解液电解而产生的，不是由于氢氧化镉还原为镉而产生的。在氢氧化钾和水组成的电解液中，氢氧离子变成氧、水和自由电子，反应式为 . y1 o/ e/ f' {# f7 a6 m

- ~, i; h4 Z% T4OH―→O2↑+2H2O+4e―0 y+ q9 c9 p$ @. ]

' c0 A) _% }3 S% L虽然电解液产生的氧气能很快在负极板表面的电解液中复合，但是电池的温度仍显著升高。此外由于充电电流用来产生氧气，所以电池内的压力也升高。 $ m2 r) A' I) o/ z% j# x( F7 R
由于从大量的氢氧离子中比从很少的氢氧化镉中更容易分解出氧气，所以电池内的温度急剧上升，这样就使电池电压下降。因此电池电压曲线出现峰值（D点）。 3 O# B! o6 X" x$ [" a4 L, V- o
电解液中，氧气的产生和复合是放热反应，电池过充电时(E点)，不停地产生氧气，从而使电池内的温度和压力升高。如果强制排出气体，将引起电解液减少、电池容量下降并损伤电池。若气体不能很快排出，电池将会爆炸。
! B) R1 }# a& I4 K3 r, x( J采用低速率恒流涓流充电时，电池内将产生枝晶。这些枝晶能够通过隔板在极板之间扩散。在扩散较严重的情况下，这些枝晶会造成电池部分或全部短路。, h$ x& A' E1 I4 M
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充电过程与充电方法 7 z1 Z5 j( a# ]& P

5 P3 X+ z1 h9 ?3 l* {* V电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。 # g2 [3 Q$ ^4 D6 j8 V
对长期不用的或新电池充电时，一开始就采用快速充电，会影响电池的寿命。因此，这种电池应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段称为预充电。 % e5 R* O! G& ?8 O
快速充电就是用大电流充电，迅速恢复电池电能。快速充电速率一般在1C以上，快速充时间由电池容量和充电速率决定。 $ H" v. o/ c- K, y: M' ~: N
为了避免过充电，一些充电器采用小电流充电。镍镉电池正常充电时，可以接受C/10或更低的充电速率，这样充电时间要10h以上。采用小电流充电，电池内不会产生过多的气体，电池温度也不会过高。只要电池接到充电器上，低速率恒流充电器就能对电池提供很小的涓流充电电流。电池采用小电流充电时，电池内产生的热量可以自然散去。
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涓流充电器的主要问题是充电速度太慢，例如，容量为1Ah的电池，采用C/10充电速率时，充电时间要10h以上。此外，电池采用低充电速率反复充电时，还会产生枝晶。大部分涓流充电器中，都没有任何电压或温度反馈控制，因而不能保证电池充足电后，立即关断充电器。 ! Z. a/ @: L" V/ j1 s
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快速充电分恒流充电和脉冲充电两种，恒流充电就是以恒定电流对电流充电，脉冲充电则是首先用脉冲电流对电池充电。然后让电池放电，如此循环。电池脉冲的幅值很大、宽度很窄。通常放电脉冲的幅值为充电脉冲的3倍左右。虽然放电脉冲的幅值与电池容量有关，但是，与充电电流幅值的比值保持不变，充电过程中，镍镉电池中的氢氧化镍还原为氢氧化亚镍，氢氧化镉还原为镉。在这个过程中产生的气泡，聚集在极板两边，这样就会减小极板的有效面积，使极板的内阻增大。由于极板的有效面积变小，充入全部电量所需的时间增加。 2 M( Z* s0 d7 a; \/ q$ N3 h; D, n
加入放电脉冲后，气泡离开极板并与负极板上的氧复合。这个去极化过程减小了电池的内部压力、温度和内阻。同时，充入电池的大部分电荷都转换为化学能，而不会转变为气体和热量。 # s' f" I- o% W5 R8 k
充放电脉冲宽度的选择应能保证极板恢复原来的晶体结构，从而消除记忆效应。采用放电去极化措施后，可以提高充电效率并且允许大电流快速充电。 & ^0 _) I& [6 c- N
采用某些快速充电止法时，快速充电终止后，电池并未充足电。为了保证充入100%的电量，还应加入补足充电过程。补足充电速率一般不超过0.3C。在补足充电过程中，温度会继续上升，当温度超过规定的极限时，充电器转入涓流充电状态。 + }8 g9 x0 R" f0 _
存放时，镍镉电池的电量将按C/30到C/50的放电速率减小，为了补偿电池因自放电而损失的电量，补足充电结束后，充电器应自动转入涓流电过程。涓流充电也称为维护充电。根据电池的自放电特性，涓流充电速率一般都很低。只要电池接在充电器上并且充电器接通电源，在维护充电状态下，充电器将以某一充电速率给电池补充电荷，这样可使电池总处于充足电状态。
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! U7 k# ?4 q: r& X  |9 C2 Y7 H& |快速充电终止控制方法
- C$ A' N9 i; B采用快速充电法时，充电电流为常规充电电流的几十倍。充足电后，如果不及时停止快速充电，电池的温度和内部压力将迅速上升。内部压力过大时，密封电池将打开放气孔，从而使电解液逸散，造成电解液的粘稠性增大，电池的内阻增大，容量下降。 ; b, L# O9 m0 d* P9 c, {8 d
从镍镉电池快速充电特性可以看出，充足电后，电池电压开始下降，电池的温度和内部压力迅速上升，为了保证电池充足电又不过充电，可以采用定时控制、电压控制和温度控制待多种方法。
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) p* q& k$ S7 I; ]（1）定时控制
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采用1.25C充电速率时，电池1h可充足；采用2.5C充电速率时，30min可充足。因此，根据电池的容量和充电电流，很容易确定所需的充电时间。这种控制方法最简单，但是由于电池的起始充电状态不完全相同，有的电池充不足，有的电池过充电，因此，只有充电速率小于0.3C时，才允许采用这种方法。 / o5 W! h1 e, d5 G: L( A, }3 y. O; Y

! o9 ~7 I! ~6 ^: @% E, R+ a- `& K（2）电压控制 : l3 p! @7 I& R% o3 v

+ s" D. [  n! N, X, q6 S! k' w. {在电压控制法中，最容易检测的是电池的最高电压。常用的电压控制法有： 6 p. e& w7 O2 b4 Q; C$ f0 {$ d
最高电压（Vmax） 从充电特性曲线可以看出，电池电压达到最大值时，电池即充足电。充电过程中，当电池电压达到规定值后，应立即停止快速充电。这种控制方法的缺点是：电池充足电的最高电压随环境温度、充电速率而变，而且电池组中各单体电池的最高充电压也有差别，因此采用这种方法不可能非常准确地判断电池已足充电。 9 f& t1 J! K" x
电压负增量（－ΔV） 由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关，而且不受环境温度和充电速率等因素影响，因此可以比较准确地判断电池已充足电。这种控制方法的缺点是：电池电压出现负增量后，电池已经过充电，因此电池的温度较高。此外镍氢电池充足电后，电池电压要经过较长时间，才出现负增量，过充电较严重。因此，这种控制方法主要适用于镍镉电池。
- p& V+ Y  D- d1 s, \. J电压零增量（0ΔV） 镍氢电池充电器中，为了避免等待出现电压负增量的时间过久而损坏电池，通常采用0ΔV控制法。这种方法的缺点是：充足电以前，电池电压在某一段时间内可能变化很小，从而造成过早地停止快速充电。为此，目前大多数镍氢电池快速充电器都采用高灵敏－0ΔV检测，当电池电压略有降低时，立即停止快速充电。
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（3）温度控制
8 s5 D2 d0 ^  T4 V; G为了避免损坏电池，电池温度过低时不能开始快速充电，电池温度上升到规定数值后，必须立即停止快速充电。常用的温度控制方法有：
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: C1 z3 F2 z5 ]最高温度（Tmax） 充电过程中，通常当电池温度达到45℃时，应立即停止快速充电。电池的温度可通过与电池装在一起的热敏电阻来检测。这种方法的缺点是热敏电阻的响应时间较长，温度检测有一定滞后，同时，电池的最高工作温度与环境温度有关。当环境温度过低时，充足电后，电池的温度也达不到45℃。 5 n* X7 ~  j' E3 Q# D
温升（ΔT） 为了消除环境影响，可采用温升控制法。当电池的温升达到规定值后，立即停止快速充电。为了实现温升控制，必须用两只热敏电阻，分别检测电池温度和环境温度。 3 c" }* X. o$ [2 q
温度变化率（ΔT/Δt） 镍氢和镍镉电池充足电后，电池温度迅速上升，而且上升速率ΔT/Δt基本相同，当电池温度每分钟上升1℃时，应当立即终止快速充电，这种充电控制方法，近年来被普遍采用。应当说明，由于热敏电阻的阻值与温度关系是非线性的，因此，为了提高检测精度应设法减小热敏电阻非线性的影响。 # q6 _& W8 b* s/ }( y( ]1 z* {4 N
最低温度（Tmin） 当电池温度低于10℃时，采用大电流快速充电，会影响电池的寿命。在这种情况下，充电器应自动转入涓流充电，待电池的温度上升到10℃后，再转入快速充电。 0 y, C4 ^- v* Q6 M
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（4）综合控制   i, T  g& ]: M" b
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上述各种控制方法各有优缺点。为了保证在任何情况下，均能准确可靠地控制电池的充电状态，目前快速充电器中通常采用包括定时控制、电压控制和温度控制的综合控制法。5 w( I6 W' j# }) s; Q' p, S

' B; a$ r% n' ^6 P5 P镍镉充电电池应用
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3 f, T' i/ w6 N- V. d4 b4 E基本电学公式 & e9 x. h2 F3 `0 ~/ m# N
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首先来介绍几个很简单的基本电学公式,希望让没有电子方面背景的读者们能对几个物理现象有点概念. 9 ]' A. F: B! B: r" P! M
电压(V) = 电流(I) x 电阻(R)
" b) t1 X7 X. T: S7 Y! x: y电荷量(Q) = 电流(I) x 时间(T) * U$ K& Q+ W$ I/ y
功率(P) = V x I = ! P& u4 V, h4 A- \
能量(W) = P x T = Q x V 6 j4 u1 ~$ J( z3 t! l: x

* O. L8 O$ W' I任何物体都有阻抗,在阻抗两端加上一电位差则会产生电荷流过该阻抗,阻抗越大则单位时间内(一秒)流过的电荷量越小,阻抗越小则单位时间内流过的电荷量越多.若将电位差增大则单位时间内流过的电荷量越多,将电位差减小则单位时间内流过的电荷量越少.此电位差称之为电压(V),单位为伏特(V),单位时间内流过的电荷量多寡称之为电流(I),单位为安培(A),阻抗称为电阻(R),单位为欧姆().电流(I)强度越大表示单位时间内流过的电荷数目越多,那麼在在T秒内流过电阻的电荷数目总共有I x T,用以描述此电荷量多寡的名词为电荷量(Q),俗称称电量,单位为库仑(Q).电阻消耗的功率(P)为I x V,单位为瓦特(W),消耗功率越大代表越耗电.,消耗的能量
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1 d( I" j) f, P* ~: \+ E0 r9 Y(W)为 P x T,单位为焦耳(J),时间越久消耗能量越大,同样时间消耗功率越大的消耗能量也越大. ! N  u  v: j" a  n8 H+ P: q$ H9 ?

6 w) {9 E  y3 Y/ w例如: 一颗1.5V的乾电池接上0.5的灯泡时,消耗电流为3A,消耗功率为4.5W,10秒钟内共流过了30库仑的电荷,消耗了45焦耳的能量. ; J7 t: D$ y7 W) {4 ~
镍镉电池 的材料电池的分类有很多种,在化学电池中不可充电用完就扔掉的电池称为一次电池,可以多次充电再使用的电池称为二次电池,而镍镉电池是属於二次电池中碱性蓄电池的一种.镍镉电池在材料方面阳极是使用过氧氢氧化镍,阴极使用镉化合物之活性物质,电解液则是使用氢氧化钾等碱性水溶液.当对 镍镉电池 充电时,会在阳极上面产生氢氧化镍,在阴极上面产生金属镉,因而在两极间形成了电位差.将 镍镉电池 的阳极和阴极两端外接负载放电时,阴极端产生带负电的电子经由外接负载流向阳极,因此提供能量供外部负载消耗. 1 ]( X0 `6 F6 ?' E) J

! t0 u/ B# A8 a' `1 P过度充电
8 K6 d- u2 C/ L. O& }5 h4 M在充电过程中电池的电压会随著储存电量的增加而逐渐上升,当电池储存的电量达到饱和电极材料无法继续充电时,若继续充电则电解液会起电解,并且在阳极产生氧气,在阴极产生氢气,如此会在密封的电池内部造成内部压力上升,会对电池内部结构造成破坏.像这种现象称之为过度充电. % @. t7 [  k$ f3 s, Z5 l
为了避免过度充电电池遭毁损,通常将阴极之容量制作得比阳极容量大,如此当过度充电时阳极会先达到饱和并产生氧气,而阴极却未饱和而不会产生氢气,阳极产生的氧气扩散到阴极之后会与充电产生的金属镉起化学反应吸收掉氧气,且此反应的速度与金属镉产生的速度平衡,因此可以有效地避免电池的压力上升.但是若充电电流过大(使用快充时)就会失去平衡,电池的内压过大会将电池的安全阀推开,氢气和氧气会泄漏到电池外部,直到压力降低安全阀关闭电池才又再密封起来.但是气体的泄漏已使得内部化学材料减少,造成电池寿命的缩短.
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充电电压的变化 - d6 y/ P/ c4 {, i! v0 D- H2 e* o
电池过度充电时,因为阳极产生的氧气与阴极起化学反应会产生热,使得电池温度会上升外壳发烫.由於温度越高电池的充电电压会变得比较低,因此充电时电池电压会持续上升直到过度充电时,电池温度会突然地快速上升,电压不再上升转而由峰值开始下降.
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; b6 [% _! M* I3 L标称电压 ( a4 x, J) d$ k$ c$ C6 l7 M
镍镉电池在标准放电条件下放电时,电压会缓缓地下降直到当电量几乎释放完时,电压会大幅度地下降,此电压值称之为标称电压.一般 镍镉电池 的标称电压为1.2V,与一般乾电池标注的1.5V是相同意思,都是标注於电池外壳上面. 镍镉电池只要有电量电压值一定至少在标称电压1.2V以上,储存的电量越多电压也越高. : [/ [0 E( S/ G  ?0 Y( A) ^
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放电终止电压
5 X5 c' p2 D2 n$ N( r/ ?电池在放电时其电压会随著电池电量的减少而逐渐降低,当电压降到所要求的准位时就不再让它继续放电,称为放电终止,而此电压准位称之为放电终止电压.通常厂商建议的放电终止电压约在0.9V ~ 1.1V左右,电压放电到此准位时电量几乎已经放光了,此状况称为完全放电.镍镉电池已经完全放电了还不移掉负载而让它继续放电下去,那麼就成了过度放电,电压会急速下降直到0V为止.若电压尚未降到0V左右就终止放电,则电池电压会自动快速回升到标称电压1.2V左右.
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% ^$ b! E8 w% ?# A过度放电
+ I- y# d! i6 N9 H* E) ~镍镉电池的一大致命伤就是被过度放电,将放电终止电压设定在此状况下,不但没有电力可以推动负载,对电池寿命也会造成损害.而且一旦不慎让电压继续下降到几乎等於0V时,就算想终止放电把负载移走恐怕也来不及了,电池的电压无法再自动回升,一般的充电器也无法再把电充进去,它的电压会一直固定住停留在0V不动.此刻的它就像是中风似的瘫痪在那边,就别说折寿了,更是往往一命呜呼哀哉不能再使用了.
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" K* z4 M  b/ c) C/ B" ?) I电池容量的定义 , b  j5 x. H2 i! Y- i/ g
电池的容量系指对电池放电,直到电压降到终止电压为止,在这期间所能取得的放电电荷量.若是在规定的电流和温度等标准放电条件下,对充饱电的电池进行放电直到放电终止,所得到的容量称之为额定容量(或标称容量).容量的大小与其所消耗的电极材料之活性物质的量有关,而标准放电条件则是依照电池种类的不同有所规定.容量是根据电池的放电反应来定义,而非充电反应来定义,因此我们常说的电池容量有多大,是指放电时可得到的累积放电电荷量有多少,而非充电时流进去的电荷量有多少.2 s& N% H: x6 B6 c

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电池容量的表示法 6 C8 ], H- W; C* F# L  \' t6 W
电池的容量的大小,可以用[(放电电流)x(电压降到放电终止电压所经之放电时间)],计算后所得到的值来表示.之前所介绍的基本电学公式中,电量为电流x时间,单位是库仑(Q),电池若以多少库仑来表示电池容量的话,可能是比较不好理解,因此电池的容量都是把电流x时间的值,直接以C=IT(单位以mAh或Ah)来表示,其中C是容量(与库仑是同意义),I是电流,A是安培,mA表示电流大小为豪安(千分之一安培,A),h代表小时(hour),也就是说以千分之一安培的电流放电一小时所累积的放电量为1mAh.因此C=I x T = 多少mAh, mAh就是库仑的等效表示方式.
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通常电池的外壳包装上面都会标明电池的额定容量,用来表示该电池的最大容量.新的镍镉电池在第一次充放电时容量都可以达额定容量,但容量会随著充放电次数的增加而减少.
% E; G# I. p! X/ C( r: X例子: 以1安培电流放电需要二小时才能将电池电量放光,那麼电池容量约为2000 mAh.若将电池容量以库仑来表示的话,那麼C = I x T=1A x 7200 sec =7200 库伦.您是不是也发现用2000 mah来表示比用7200库伦来表示比较不空洞而明了多了呢
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C表示式 % f( ~( O5 N& i- x9 F
电池除了以安培(或毫安)做单位来表示电池的充放电流大小之外,也使用英文字母C(capacity)来当作额定容量(电流x时间)之电流部分,以它做为电流大小衡量的单位.比如说额定容量600mAh的电池,C就是600mA的意思,所以电流1C就是600mA,电流2C就是1.2mA,电流0.1C就是60mA.以后购买电池时若在规格上找不到充放电流的安培数时,请先别著急,别忘了找找看有没有写著多少C喔.
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充放电率
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所谓充(放)电率是将全部容量的电荷放(充)完所需要的时间,做为充(放)电时的标准速度.一般用来说明放(充)电的速度是多少,比如说二小时率的放电,是指用0.5C的电流,在二个小时的时间将电池全部容量放完.20分钟率表示用3C的电流在20分钟内将电池额定电量全部放完.在厂商的电池规格书上面,也常使用小时率来表示标准放电时间,只要根据额定容量来换算就知道标准放电电流是多少了.通常厂商提供的规格上额定容量是以温度20℃,而放电是以5小时率0.2C的条件来量测. 2 D$ e8 k& s( \7 e* f2 x
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充电效率 * {) N. C  J+ o- b# q6 O! e
电池不可能充多少电量进去就能储存有多少电量,一定会有所耗损,除了阳极和阴极漏电间的绝缘体漏电之外,材料也不可能无瑕地储存所有电量.电池放电时取出的电量与充电时流进去电池的电量之比,称之为充电效率. 通常电池厂商都是建议充电量必须为额定容量的1.5倍,才能将电池充饱.也就是说若以0.1C的电流充电需要充15小时,以3C的电流充电需要充半小时,虽理论填充量是额定容量的1.5倍,但实际填充量差不多刚好为额定容量.
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利用率 # e% _2 s* O1 H4 O
虽然理论上电池的额定容量很大,但实际上充饱电后再放电时可得到的电量却往往小於理论容量,表示电池可储存的实际储存容量并没有那麼大,此实际容量相对於理论容量的比率称之为利用率.通常电池的放电电流越大,或者周遭温度降低时,利用率会减小.
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4 x/ o. ]4 U% a4 m5 @9 }放电深度
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& v. G! e" |2 g/ N6 X! {电池放电时所放电量与所储存电量的比率称之为放电深度,比百分比表示.例如放电深度20%表示电量放电到剩下80%电量的程度.
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* _) s9 ?9 O1 t  e, L' M4 g1 ]周期寿命
8 ~# K: R( q/ }3 O8 S9 }0 q通常镍镉电池在应用上都是拿来做反覆充电与放电的周期性工作,电池的寿命是有限的,容量不可能一直保持而不下降,在一定的工作条件之下反覆充放电之后,电池的容量会下降到额定容量的80%(或定义在60%).此反覆充放电的次数称之为周期寿命,周期寿命越高表示该电池的使用寿命越长.有些电池的参考规格上面会标明充放电周期,写著放电深度多少时约多少次,意旨周期寿命.随著充放电流,放电深度与其他充放条件的不同,周期寿命也随著变化,尤其是使用大电流充放电时,一定会有寿命缩短的现象.现在的镍镉电池只要依照购买时厂商所附的说明正常地使用,通常都可以反覆使用500次以上.
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. ~: R( ~" W' U' A0 Y1 W  @电池内阻与电压
8 Y1 n" \; }& z" t" R6 G电池是有内阻的电压源,可以视为是一个理想电压源(没有内阻)串联一电阻输出.未接负载时电池两端量到的端电压就是理想电压源的电压,称之为开路电压,当电池外接负载时,负载与内阻串联接到理想电压源上,因此负载上所得到的分压也就是电池的端电压,会小於理想电压源的电压,称之为闭路电压.电池的内阻越高则负载可分得的电压就越小,因此理想的电池是没有内阻. . F; |5 T# B& b% s2 }
镍镉电池的内部电阻非常的低,一般只有几毫欧姆到数十毫欧姆左右,因此外接大小不同之负载时放电电压还是很稳定,放电电流曲线很平坦,可以做大电流放电使用.一般乾电池内阻动辄数欧姆,放电电压不稳定放电电流曲线不平坦,相较之下镍镉电池属於特性较理想的电池.
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自放电 ' \' {/ J, E+ x; ]: a
电池由於内部会起化学反应的关系,内部会自我放电,虽未外接负载但是电池所储存的电量会随著时间而逐渐消失.自我放电的速度称为自我放电率,周遭温度越高时自我放电电流也越大.根据专家实验的结果,镍镉电池在0℃时约三个月会放电20%使残余容量剩下80%,在20℃时一个月约放电25%,三个月放电40%,若温度越高45℃时,一个月就已经放掉70%的容量了.因此,在夏天电池充饱电后只要短短几天的时间,容量就剩下80%甚至50%了,难怪专家建议,最好的保存方法就是将电池密闭包装妥当后置於冰箱中冷藏(不能受潮),不是没有道理的. - G/ ?1 W% x4 t- Q9 y

. f* w: q) b' Q连续放电与间歇放电
  O; Y- ^) O& w0 M1 M连续放电是指电池在放电过程中不中断,持续放电直到电池的电压降至放电终止电压才停止,间歇放电则是指放电过程中电池与负载之间的电流通路断断续续,时而导通时而断路,直到电池的电压降至放电终止电压为止.电池在放电过程中电压会慢慢地持续下降,若过程中暂时停止放电则电压会马上上升回复到某一准位才停止,若再继续放电则电压又从该准位开始下降. 连续放电方式的实际放电时间与放电期间是相同的,而间歇放电的实际放电时间则是放电期间电流通路导通的时间片段累积和.比较相同容量的电池以两种方式进行放电时,在同样的终止电压下,由於电池电压会回复的关系,间歇放电方式的实际放电时间会比连续放电的实际放电时间还长,且间歇放电方式所释放的容量也比连续放电方式的放电容量还多. 3 m6 Z1 }* h7 y! j
一般的电池都有上述现象,使用大电流来放电时放电容量会无形中减少了许多,而使用间接放电方式会比连续放电方式多出更多容量,尤其当电池外接重负载(负载电阻越小)时差异现象越是明显.镍镉电池的内阻小短路电流大放电曲线平坦特性佳,一般情况使用连续放电与间歇放电时容量差异不大,但是电动枪的马达在由静止开始运转启动之际,阻抗非常的低是属於重负载,电池的放电电流相当的大,间歇放电方式产生的效果就非常明显了.
5 U9 L7 `4 `% r6 R2 E, v根据经验电动枪使用全自动射击时,往往打没几百发电池就令人错愕的没电了,这与广告上所号称的可连续射击1000发的吹嘘差异甚远,不知是电池品质不好还是怎样,年纪轻轻的还没被你摧残就欲振乏力,或者开始怀疑电枪的mecabox内部有问题.但是若您愿意尝试克制一点不要那麼兴奋,尽量使用单发射击而少用全自动胡乱扫射挥霍BB弹的话,您会发现您的电池还可以打个好几百发没问题,电池品质好不好也可以从发射弹量来做比较客观地的分析. & K8 u) @# s0 V% [/ y7 z2 m

; {; Y7 d# o5 Y4 ~/ J& ?温度对电池的影响 : [( N' K& o3 K4 y$ e
镍镉电池是靠化学物质的反应来动作,化学材料往往会自我消耗,在温度高的环境下自我消耗的情形会较严重,容量会降低,也可能会有漏液与生锈的情形,在高温下进行充放电更是会对电池造成破坏降低寿命.镍镉电池可稳定工作的温度范围还算很广,充电约0 ~ 45℃,放电约-20 ~ 60℃,保存约-30 ~ 45℃,平常最好保存於较冷但不潮湿的地方. # p2 E0 p! X# B$ V* M3 D9 v  z5 E
温度对於电池的寿命以及充放电特性影响很大,充放电时若环境温度越高,则电池的材质受到破坏,极版之活性物质的功能降低使容量减小,阳极阴极隔离版间的隔离版绝缘降低造成短路,且温度升高电池之电压也变得较低,充放电效率降低了许多,电池的容量大大地减少.因此除非使用的 镍镉电池 是耐热型的,否则充放电时应留意电池的温度,不要使用过大之电流充放电以免温度过高. 9 H" P' I( v* z. w8 Y- w
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充电方式 " n# @/ x8 q$ D, D! {
镍镉电池若不以当备用电源为用途,而是以反覆性的充电和放电来使用时,根据电流的大小可以把电池的充电方式分为标准充电与急速充电(快充)两种,标准充电是指参考电池额定容量以0.1C的电流,对电池作14~16小时的充电,也就是说充电容量大约是电池额定容量的1.5倍时可以将电池几乎完全充饱.急速充电是使用较大的电流充电,并且在充电末期对电压与电流加以控制防止过充电.急速充电的电流大小一般约在0.3C左右,使能够在4~6小时完成充电,现在有些超急速型的电池,能以1.5C或更大电流做超急速充电,在不到一小时的极短时间内完成  [- ?0 B. _0 M6 X

8 L( H' i/ _; g# C- o充电动作.
5 @* w4 a! M6 }6 V' X一般型的镍镉电池若以快充方式来充时,产生的气体无法快速吸收会严重的影响电池寿命,虽然标准充电方式耗时数小时,为了电池能用久一点好是遵照此方式来充比较好.快充型的电池是比较能能够承受大电流,不过使用大电流充电对电池而言绝对是没有好处,不同厂牌之电池的品质良劣参差不齐,对使用者而言厂商标榜的规格是否有夸大事实并无从得知,除非该电池之性能口碑值得信赖,否则时间不催促的话最好是以标准方式来充. 2 }5 y$ y8 Z* |6 y. M
使用在急速充电里预防过充电的侦测方法,比较常见的有定电压控制,温度上升控制以及控制,或者三种方式混合使用.
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定电压控制
, ?1 i- |  c" N" \当侦测到电池电压上升到设定的电压准位时就停止充电.这种方式是最简单的方式,只要根据电池特性知道电池的电压上升曲线,就可以将侦测电压设为最接近充饱时的准位,不同款式的电池充饱时之电压准位不大一样,新旧电池特性也不一样,用此方法比较无法设定理想电压.这种方式虽然简单但也相当危险,前面说过温度较高时电池电压会降低,以大电流充电更是会提高电池温度,如此电池有可能已经充饱但是电压却尚未达到设定的准位,且电池充饱后电压不再上升而开始下降,如此的过充电后果相当严重,若加上电池发生内部短路充电器未具备保护电路时,一旦电流过大造成危险后果不堪设想,因此在此方式进行充电期间,使用者必须加以留意.5 h$ [# \' e& _- }: I' d3 y

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温度上升控制 ' f1 m( ^$ M! v1 K% \7 Y
电池容量充到饱和时产生的氧气会在阴极和镉反应产生氧化热,电池的温度会开始快速上升,利用此现象侦测到温度到达某程度时既结束充电.在同样的充电量下充电电流越大此上升的温度也越高,因此若充电电流过大时,达到预定之温度时电池可能尚未饱和,但是电流若太小,则氧化吸收快温度就不会明显上升,充电动作就会一直持续下去而不知终止.此外这种方式会受周遭温度影响,无法判别电池的温度是内部自行产生的化学热,还是由周遭环境引起的高温而误判,因此此方式在高温的环境下会充电不足而低温的环境会充电过度. " N+ v. l7 W2 r. R

/ U" T& [2 ^. u' e  Q2 B% x控制
- F: g8 q$ `, I5 d; @6 D* z充电时电池的电压会随著充电容量的增加而升高,当充电容量达到饱和时,电压上升到峰值,并转而开始缓慢下降.利用此电压下降的特性可以用来控制充电终止,待电压下降幅度达到时即停止充电,通常1.2V的镍镉电池其下降幅度差不多会有20mV以上(实际之数据得参考电池规格),在充电过程可以以电表明显的观察出来.电池电压的充电曲线受到充电电流与温度的影响,在同样的充电容量下,电流越大或温度越低时,电压上升的幅度较大,下降的幅度也比较明显.电流越小或温度越高时,电压上升的幅度较小,下降的幅度也较为平坦不易分辨.因此控制方式比较适用在急速充电的方式里,且为了避免温度的影响使侦测失灵,通常配合温度上升控制使用,以防止过充电. 5 N& S" }" `/ t0 `, ~* k7 d% `
镍镉电池若经保存过久未使用,或者已经日薄西山,那麼初次再行充电的前几分钟,会发生电压不但充上去且还往下降的情形然后再上升的情形,因而造成的误判而终止充电.控制方式是较佳的控制方式,特性不同的电池仍能可利用的特性来对电池作完全充电,比较不用再担心电压控制设或温度设定出问题而伤害电池.
  ?0 S& x' V2 X目前许多高级的微电脑控制型充电器都是使用此种控制方式,且价格比一般充电器昂贵,有些虽然打著的名号,实际上其控制程式以及充电电路设计得并不怎好,对也往往有误判的情形发生,不是将电池充到可以煎鸡蛋,就是连充都还没充到就罢工判断电池已充饱,因此比较好的充电器除了增加温度控制之外,再根据充电时间,电压与电流的大小变化,计算出充电容量,并且判断出是否电池真已达到饱和.
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上述三种方式都是急速充电的方法,在充电终了后,基於电池会自我放电的特性,一般都是对电池继续施以小电流的补充充电,以弥补电池的漏电电流,并且急速充电并不能保证一定能百分之百达到完全充电,以小电流继续补充充电刚好能填补不足之容量.通常补充电流的大小约在C/20 ~ C/40之间,一般充电器在使用急速充电模式对电池充电终止后,都是迳行进入所谓的慢充模式,其实也就是以此小电流对电池继续补充充电.在此模式下,微小的电流几乎不会让电池产生多少热,也不会让电压有明显的变化,因此充电器几乎都是设计成一直施行补充充电而不会自动停止,虽然不还不至於对电池造成过充电,但是为了避免增加镍结晶现象,使用者还是得斟酌补充
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充电的持续时间.
/ {% n. }: c! Z, f4 }! T: X# H容量的估算 $ d5 z  h- l  g2 [6 b; v
电池的容量估算方式很多种,每每总都脱离不了C=IxT的计算方式.电池放电时流过电池的电流大小为,电池的端电压,是负载电阻,电池的放电容量就是为,是时间.电池的电压是随著放电时间的长短而逐渐降低的,要估算出比较准确的放电容量的方法,就是采用积分方式,从开始放电起到电压降至终止电压为止这段期间内,每一个时间点上的电压值换算成电流之后对时间积分起来,即可得到很准确的放电容量. " y8 a& r9 i5 `( _
因为电池的放电曲线并非线性,且欲取得在每一时间点的电流变化来计算有困难,因此一般都是使用积分的近似估算方式,将时间细分成很多小时段,撷取每一个时段内某一参考点的电压值(或者该时段之平均电压值)来当作该时段的电压值,每一时段各自计算其放电容量,再将每一时段的容量加起来就成了放电容量的近似值.时段切割得越细越准确,但是要人工计算非常困难,因此只有具备微电脑处理能力的充电器才能做精密计算,而若要用手工计算可能以大时段计算出大略数值. 4 S( S- `) R' q7 D/ H9 o1 G8 z0 c
另一种比较简单但是误差较大的估算方式,是在放电期间内任意选取几个适当的时间点(包括放电启始与终止),以梯形面积的计算公式来计算,求取每一个时间点之间的放电容量之后,将整个放电期间各放电容量加起来即可得到粗略的放电容量了. 电动枪受制於枪身空间狭小的关系,只能挤得下体积较小电流额度也小的电池,要推动电动枪马达这样的重负载负荷相当沈重,大电流缩短了镍镉电池的寿命降低了可容量,尤其枪友们喜欢把枪改得特别强,更换了更强的弹簧更是让电池与马达吃不消,在如此的摧残下电池的耗损相当地严重,往往充放电不到几十次电池容量就下降到剩下不到50%了,短短期间下降范围相当的大.因此采用梯形面积的计算方式,来对使用在电动枪的镍镉电池估算算是可以接受的了.
3 t/ U/ |. j7 l/ Z$ Z& d* y$ r要测量电压,电流以及电阻,最方便最简单的工具就是三用电表,很多枪友为了了解自己的电池状况都备有三用电表,平常除了做一般电气量测之外,在电池充放电时也用来辅助充电器观察电压电流之变化,以随时掌握过程求取最佳状况.通常估算得到的值都只是个概略值,也会比理论上的容量还稍微少一些,但作为测量电池寿命的参考指标已经是绰绰有余了.
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. o8 R6 w6 ^5 `记忆效应 9 g+ s) z# i) p* v
镍镉电池放电时若不予以完全的放电,而是以特定的放电深度来重复地放电充电的话,那麼在反覆充放电几次之后,因为每次电池都有残余容量,使得电池会有记忆现象而将此放电终止电压的值记忆住,当电池不再只以此放电深度来放电时,电压逐渐下降超过被记忆住的电压值时,电池电压会突然间崩溃性地急速下降很大的准位,然后才又继续慢慢地下降,这种现象称为记忆效应. 4 V3 v: J) N' k( n2 I' @1 H. W
记忆效应是反覆充放电产生的,在实际应用方面这种反覆以特定放电深度充放电的情形很多,像是摄影机,手机,刮胡刀等等.记忆效应并不影响电池容量,但是定电压崩溃的特性却对对负载影响很大,往往不为负载所接受而形同电力不足,无法继续推动负载.因此形成记忆效应之后虽仍有相当大的容量,但是可使用的容量却是减少了许多.
. L0 [4 Q& o0 y- [  B8 L7 C& Z记忆现象在周遭温度高时会比较明显,使用较低充电电流(C/15以下)时也会有记忆现象,因此在使用时要特别留意工作温度,以及不要使用太小的电流来充电.记忆效应形成之后,若要消除记忆效应所造成的影响,必须对电池做一两次完全充放电,以 C/10 ~ C/2的充电电流,C/2 ~ 1C的放电电流来进行时,可以比较有效地消除记忆效应.做完全放电时,额定电压1.2V的电池只要降到厂商建议的放电终止电压,也就是不会有残余容量的0.95V左右即可,不要过放电以免毁损电池.
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4 H3 j2 W% }6 Y9 o: @6 H镉结晶
) ^; G: Y5 a$ z( A0 S$ K) z镍镉电池充电时,会於阴极生长出树枝状的镉结晶物,尤其长期过充电或以小电流长期充电时更容易生成,此结晶物会使得电极表面之活化面积减少而降低容量.镍格电池作完全放电时镉晶体会溶解消失,不过在一般放电应用上很少完全放电,电池仍有残余容量,反覆的充放电会使得结晶物日益垒增延伸,终可贯穿两极间的隔离板而触及阳极,造成两极间的短路引起大量漏电.因此要消除镉结晶现象有如消除记忆体效应般,每充放电数次之后,作一次完全放电以释放残余容量. ' c5 e/ H+ l: D7 s% i- i
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电动枪之电池 8 C  E: ]( [" u0 b' @, c
镍镉电池的标称电压是1.2V,将若颗电池串联起来后,整体电压是.串联后工作电压虽增加了倍,不过额定电流可是不变没有增加喔,在对电池串进行充放电时,可不要误以为容许的工作电流也增加了而改以倍的大电流去充,那麼电池是否会爆炸是不晓得,不过引起电线过热溶毁电线短路引起火灾是非常有可能的.
: Z( q/ X2 k4 M- ~8 a* u" D$ U目前Marui的电动枪系列大部分都是使用内部构造相似,弹簧强弱也相近之mecabox,为了配合马达的驱使Marui订制了专用之镍镉电池,以7颗1.2V 600mAh的单体包装成8.4V的电池串,全新电池完全充电后,大约可射击1000发左右.不过由於电动枪的威力不强,大部分的枪友们都会另行购买改装套件,包括将弹簧改强一点,使得原厂电池的推动能力降低,充饱电之后能射击数十发至数百发,甚至完全推不动齿轮导致电流过大烧掉保险丝,大大地降低电池的寿命. : R$ M# M3 l( V7 w
有鉴於此,枪友们的解决之道,不外乎采购较大容量的电池(例如2000mAh),或者串联更多颗电池,藉以弥补推动能力不足之遗憾.兹将此两种方法的优缺点说明如下.
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1. 提高容量
; O& O& ~: G+ q电动枪改强之后消耗电流增大,希望电池能堪承受大电流,又希望电量充足BB可以多打几发,使用大容量的电池是最佳的办法. 额定容量越大的电池其可承受的充放电电流也越大,只要弹簧没改太强,就不用担驱动马达的大电流会太过伤害电池,超大的容量,让枪手不须再携带数条备用电池,不再有打没发就得拆枪更换电池的困扰.
0 [! p7 Y2 F  v$ d2 |5 ~; j2 D容量较大的电池相对的体积比较大,在狭小的枪身内部是没有多少空间可以容纳电池的,不同款式的枪枝摆置电池的部位也不一样,通常不外乎固定枪托内部以及前护木内,部分则填塞於其他小缝隙.目前为止能塞得进大电池的地方,大概只有某些枪型的固定枪托了,2000mAh左右的大电池勉强塞进去不成问题.至於塞不进去的枪型,
  k' S$ U5 y3 t6 L0 R; [+ j只好把大电池以电池袋绑在枪身外面,直接将电线接头从缝隙拉进枪身内接好.当然,丑不垃圾的外观破坏枪枝美感是无法避免的了,重重的电池也让手臂增加不少负担.不过使用电池袋外挂也有个好处,电池能获得较佳的散热,寿命比填装在密闭的枪身内部发烫还长.
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! B0 Q& Q# Q# z$ h/ H1 k电池的造型很多多,有些AA型(尺寸与3号乾电相近) 镍镉电池容量约有1000mAh左右,某些款式的枪空间许可塞得下,若枪没改太强对於此容量又可以接受的话,就不用外挂重重的大电池了.
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2. 提高电压 6 f2 c3 v# G7 L6 U2 M8 `
外挂电池丑丑的外貌另很多人无法接受,好端端漂亮的一把枪表面却增加了一陀大大的电池包,叫人怎不心疼呢.因此很多同好在空间许可的情况下,自行购买电池来焊接,以8~10颗电池串成提供9.6V以上的较高电压,希望藉此增加射击弹量.   r+ a. W  \& [0 s; i
虽然电池推动马达时随著容量的消耗电压逐渐降低内阻逐渐增大,电流也逐渐减小,当电流小至马达无法推动齿轮而停下时,电池的残余容量相当的多,弹簧越强残余容量也越大.此种提高电压的方法会让流过马达的电流大一些,马达比较不容易因为电流不够强而被齿轮拖住,残余容量也能小一些,活塞每多转一行程子弹就多射出一发.不过有一点得注意的是,电池串联时容量并没有增加,在相同的电池容量下,耗电流增大会使马达转速增加," K0 o+ x+ F- D0 `
子弹射击的速度增快(发/分),相对的会使得可供射击的时间缩短. 9 e" g: u, j& d! }* n3 z
因此此种方式使用在单发射击时,可以增加射击的次数和时间,而使用在全自动射击时,打得很过瘾,不过很快就又得填装子弹(都是钱啊),以及更换备用电池了.在游戏中可具有优越的连发火力压制对方,若恋战下去很快地会弹尽援绝,只好好壮烈成仁了. 2 }' \( I3 G  K; \8 R  O* M
小容量的电池提升电压后,固然有重量轻与高连发速度的好处,但也承受较高的电流,用来推动M100的弹簧(初速100m/s)寿命还没问题,若欲驱动更强的弹簧时,以大容量之电池来驱动才是正确的方法.
, J) d, K- C! U8 \% c2 K充电器之选择
7 H; y, k; ^! g  D) u& S& f6 z# |& U在台湾电动枪贩售出去的数量非常的多,不过却很难见到为电动枪设计的专用充电器,原因是日本方面生产的专用充电器,引进台湾后价格昂贵因而乏人问津,要台湾的BB枪爱好者,自动自发当起凯子,以天价去购买价格昂贵的日本塑胶BB枪,是一件非常轻易的事,但是要叫台湾的凯子,掏出腰包以高价去购买台湾到处买得到的『充电器』,是不大可能的事.在贩售专用充电器利润不如电动枪的前提下,店家也卖得兴趣缺缺.枪店通常有贩售用在如遥控模型上面所使用的充电器等等,很多枪友们也是将就点购买来使用,不过比较讲究的枪友还是会另行去找寻让自己满意的充电器.
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电动枪的电池是由7～9颗1.2V的电池串成,每颗电池充饱电时电压上升到约1.4V左右,因此充电器的输出电压至少必须有10~13V以上得驱动能力,才能将电池串做完全充电.电枪使用的电池容量从600mAh ~ 2000mAh以上都有,充电器要能够大小通吃就必须能提供足够大的电流才行,否则只能以小电流慢充的话,打仗前夕您可就得彻夜未眠,守著一堆排队等著充电的电池了.充电器的种类琳琅满目,规格不见得一定适用,有些是有电池座针对UM-3/4/5等的小电池设计,有些是使用大空中接头与您的电池接头不合,有些提供的电池个数或电压根本不足满足您的电池的需求,不同各种功能和不同的价位,想找到完全符合要求的充电器是得靠点运气.若对枪店寻所陈列的机型不满意,只好辛勤点到遥控模型店,电池行以及电子材料行打探看看.若您怎找就是找不到满意的充电器,: F3 @0 R& g0 M5 G
那麼只好将就点买个比较电器特性相容的,去电子材料行购买电线和相容之连接头自己焊上去,暂时能用就好,等待来日有机会时再更换. & D3 u" C4 S; i( J; {! X) Q$ A. m
一般电动遥控模型上的镍镉电池,也是用来推动耗大电流之马达,电器特性和电枪很接近,不过遥控模型使用充电器虽有很多种并但不是设计给电动枪使用,其输出电压范围不一样,比较常见的输出电压都太低,尤其是附有电池座用来充UM-3/UM-4电池的那一类,购买此类充电器时必须留意充电器上标明的规格,了解一下它提供的电压范围有多高,充电电流有多大,是否足以充饱您的电池毫无问题.一般情况可充6颗单体电压7.2V的充电器,用来充7~8颗单体串成的电池时是还可以接受,只是要注意的是,尚未充饱时充电器会因误判电压准位而自动终止充电,使用时得观察电池的温度和压降变化,多充几几次之后电池之充电容量才能比较接近饱和. 遥控模型中有比较高级的充电器,内部是以具A/D转换介面之微处理器控制,以方式侦测电池饱和容量,外表具备有LCD液晶显示器,可以显示电池的电压,电流以及已充放电量之值,甚至检查电池的好坏.这类充电器通常提供了快充,慢充,快充快放,慢放,快放,快放快充等功能,充电电流大小可由使用者自行调整,范围小至几mA到至数安培都可以,而电池的单体数量范围大约在4~8颗甚至更多,使用者可以根据您的电池状况决定要使用哪种操作模式,不用担心过充电或是过放电.这类充电器完全满足电动枪之需求,小笨鸟的充电器就是属於这类型,可接4~9颗单体串接之电压模组,270mAH~4500mAh之容量,0~6.5A之充电电流,汽车直流电源或交流电源,在使用上非常方便,不但不用担心充放电池,还可以根据显示之数据随时掌握电池之各种状况. $ v' _( I+ G2 G5 D5 L% s8 l' C3 s* g
很多枪友自己备有电源供应器,那麼就省下一笔钱不再另行购买充电器了.电源供应器可提供巨大的电压和电流,要对电池充电时必须非常小心,充电电流不可调整过大,首先必须先调整限流大小到您希望的充电电流大小,将电压往上调整至快接近可使电池充饱的电压准位,然后才将电池接上去.电池街上后电源供应器上的电压表会往下掉至电池之电压,电流表则显示充电电流,在充电期间得留意电池温度以及电压电流之变化.若电流快速下降表示电池电压已充到接近您设定的电压值,若您发现电压上升到某程度又开始微微下降时,表示您电源供应器的电压调整过高,而现在电池已经充到过饱和电压并开始下降,相信此时已经有点迟,电池已经滚烫烫,必须立刻取下电池停止充电.
& R6 \7 C3 R- Q/ ?. @使用电源供应器充电是一件非常危险的事,电压电流调整不好电池会报销,在充饱电时没稍微留意充过头电池也是报销,尤其是在充电时人员不在旁边待命,跑去别处又忘记正在充电的话,万一出意外让正负两端的鳄鱼夹碰在一起,就算电源供应器有保护电路,镍镉电池的短路也是照样会引起电线走火,有引发火灾的危机,因此使用时必须非常小心,最好在电源端加上定时器以增加一层保护措施. 7 U6 J& K! d  V7 a" P" F0 j) @' O

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' g$ l! C6 h' y' L$ M6 i3 |制作放电器 - g: s1 \# V& C2 {" w( |
一般低价位的充电器并没有提供放电功能,要避免记忆效应就必须自己制作放电器,以便适时地对电池进行完全放电.电阻是最简单的放电器,根据你所希望的最大放电电流选择适当的电阻值,将之接在电池接头两端即可放电.假设你希望放电电流不超过300mA,而你的电池是7颗串成标称电压8.4V,有残余电量时电压范围在8.4V~9.8V之间,因此你必须选择的电阻值最小必须为以上.电阻必须能承受300mA之电流,因此并且该电阻之额定功率必须大於,以免电池过热而冒烟烧毁.要能耐高温又能承受此消耗功率,水泥电阻是最佳选择,电子材料行有贩售,价格不到十块钱.在放电时水泥电阻非常的热,使用者切莫以手触摸以免灼伤. 或许读者思绪一晃已经考虑到两个问题,我要如何知道它已经放完电 有没有办法让它自动停止放电而不会过放电呢 当然是有方法罗!水泥电阻串接一汽机车用之小灯泡,当灯光暗掉时就知道电量已经差不多放光了.话虽如此但并不知道电压准位已经掉到多低,且人要在旁边守候著也是非常无聊浪费时间的事,因此你可以在电子材料行买到称为二极体(Diode)的电子零件,二极体只有两只脚一端正一端负,必须正端接上超过0.7V以上的正电源时二极体才会导通,若是正负接反了二极体就不导通.将一颗(或更多颗)二极体,水泥电阻和灯泡串在一起,当电池电压降至0.7V(或二极体个数x0.7V)时,电池就不再放电了,.
: a& j! z5 K+ `如果没加二极体万一不小心电池电压被放电至0V时怎麼办 此时电压会一直保持在0V无法上升,使用充电器不但无法将电量充进去且被充电器判定为短路,比较差点的充电器保护电路若做得不好还会烧掉.小笨鸟也遇过这种情形,解决的方法是用电源供应器,将电流限流调到电池可承受的最大电流,电压调到0V以减少火花,电池接上之后电源供应器是在短路状态,将电压旋钮慢慢调高,通常不须调到正常状况10V的位置时,您就可以听到喀一声电压表的指针瞬间跳至正常电压位置,电池已经恢复到正常标称电压以上的准位了.电池之所以能救回是靠电源供应器强而有力的电流推动力,对电池做电击强迫电池还阳的,若电池已停在0V不马上处理,电池内部会起化学反应,拖得越久救回的希望是更渺茫.
- i1 Y0 A, S! L0 P4 M( a% g电池DIY 9 B: f$ C6 P1 Q' q/ p
Marui订制的8.4V 600mAh的镍镉电池品质不错,推动为改强的电动枪是没问题,可惜在台湾贩售的价格非常昂贵,加上枪友们不喜
( G5 Y- ^: ]% _( S* r( {, k2 O1 ]欢玩太弱的枪,喜欢把枪改得强一点,那麼Marui的电池再好也无用武之地了,必须以更适合的电池来取代.枪店和代理商会自行向电池厂商订制各式电池组摆在枪店贩售,价格比Marui的电池低了近一半,不过很多像我们这样子的穷人家,有时候都是自行到电池行买电池来焊,自己 DIY未必能比较便宜多少,不过可以挑选自己喜爱的电池厂牌,容量,以及针对爱枪的需求排列成适当之形状.
! C$ i1 k7 P7 P; q- z) U2 X# l/ A同样的一颗电池在不同的电池行或电子材料行,价格差异甚大,日本比较有名的大厂如三洋与TOSHIBA等制造出来的品质还不错,至於一些包装上没有厂牌,只打著 MADE IN JAPAN等字样的电池,多是来路不明的冒牌货,买到台湾制造的的还好,买到大陆伪造的日本货品质就非常的低落.对电动枪而已,如果枪没有怎改,MADE IN JAPAN的电池还可以用很久,枪有改的话这些电池就不适合,周期寿命非常的短.
! n! `5 m1 f- T5 D* j: @Marui的电池以及一般日本正厂制作的电池,最初几次充电时容量可以达到600mAh没问题,拿去让电动枪摧残好几次之后,容量还是保有近550mAh左右,且周期寿命非常的长,充放电特性也非常的棒.至於MADE IN JAPAN等杂牌电池,第一次能充600mAh是有可能,不过充放几次之后能再充到400mAh至500mAh以上似乎已经有点勉强,充电过程中充得是滚烫烫,周期寿命相当的短,有些充放一两次后,充电电流太小即无法充进去,虽然还是新电池,但也只能死马当活马医从此改以快充硬充.日本正厂电池的价格当然是比较贵,不过在电枪马达的摧残下,寿命可是底得过几条杂牌电池.
* ~/ Z. g! N7 w7 V# Q8 w& R% }2 y电池行是有帮人焊电池,枪友不放心他们焊接的技术的话也可自己焊,焊接时有些事项必须注意的.马达是低阻抗,电线上的电阻必须非常的小才不会把功率浪费在电线上,电池之电线时越粗是越好以塞得进接头为参考,里面的线葱不要太小条,可以的话使用价格较贵的铁弗龙线或银线等导电性较佳的电线.电线端之空中接头有大小公母之分,得参考枪身方面之接头形式来选用,接头里面的金属插鞘夹在电线上后得焊接好以免造成产生接触不良.电线要焊接於电池上时必须避免烙铁直接接触电池,以免电池过热伤害电池,应先将焊锡焊於电线上后,再快速地将电线焊於电池正负极,并确保锡溶解黏著后表面光亮,无松动或阻抗过大之情形.焊接时切记不要造成电池阳极和阴极外壳的短路,眼睛和手指离焊接点远一点,免得短路时被灼伤和被喷溅的焊锡烫伤. ( s8 n9 O9 h7 b- i# E
有些枪友为了提高电池电压,直接将旧有电池直接加上一颗新电池,这是错误的作法,因为旧电池上面残有的容量不等於新电池残有的容量,且就电池特性早已恶化,与新电池串接等於是旧木接新条,不但新木没活成旧木没更好,而且会弄巧成拙让新组合的电池更糟糕.电池串联时,流过每一颗单体的电流是相等,每颗增加(或减少)的电量也是相等,若充电时其中一颗的容量先饱和,继续充的话这颗会会过充电,下降的微弱电压还不如其他颗增加的电压,因而充电器无法侦测而继续充,该颗充坏了不能再充放电,其他各颗也别想能流过电流了.同样的若放电时容量较少的先放光,再继续放此颗会先过放电,然后变成反向充电,电池反向充电会如何就不用说明了,等其他各颗放到几乎光时这颗是带负电压的,这些电池也报销了.当你将新旧电池混在一起充电后才发现电量不足使用时间便短时,这些电池差不多可以扔掉了,你不知道哪几颗电池已经遭破坏.新电池要焊接之前要确保每一颗电量是空的或电量相等,通常新电池每一颗都充著微小的电量,直接焊接即可,切莫对其中部分做充放电,基於同样的道理,不同额定容量的电池串接一起也是行不通的,徒增困扰而已. $ p* y4 |+ G; Y( ]( E. L
电池焊接后总是得包装,电池行当然是有电池专用的热缩胶包装,将电池套进热缩胶之后,以吹风机对其均匀地烘一下,它缩小就紧紧的包住电池了.如果找不到电池行,到五金行或橡胶行应该找得到热缩胶或热缩套管等替代品.如果包装过后散热不良,可在不暴露电池串接处的部位开几个小洞以帮助散热. ! W! t% C. m& V, d: r8 q8 G

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镍镉电池是能量密度很高的能量储存元件,而不是消耗能量的元件,内阻非常的小,外接负载时放电曲线平坦,正负两端短路时电流相当地大,产生的高温与火花可以将电线与焊接点融毁引发火灾.为了预防万一,镍镉电池平常不使用时最好先作放电,再保存於乾燥阴冷处,切莫置於潮湿处以免短路.镍镉电池遇热时化学物亦遭破坏而发生漏液生锈等减少寿命之情形,应避免弃置於高温或日晒处. 镍镉电池尤其严禁置於火中,否则内部的气体与电解液因过热而沸腾会造成外壳爆裂,皮肤或眼睛遭电解液喷溅时会造成伤害
" k8 T' ?2 ~8 M. M9 c7 b第二篇 长须高人镍氢在此
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3 {' N/ k1 P* C6 u随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，
1 G4 g) S6 t( B* T& x国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。+ k0 n2 m: I: p; a3 D$ E

9 x! l# F; K( A7 Y* Y# _镍氢电池的工作原理 4 ^) h3 F0 n' H/ _& E
镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：
1 V+ f  o' {: u& H充电
; }4 v! i$ K. P& a7 s( |' ^0 b正级Ni(OH)2+OH- -e <------->NiOOH+H2O" @! d3 N2 z: A- |
放电
- R; p9 A6 d7 b1 A/ g7 ~充电
5 w1 m0 t6 E6 ?9 v( d9 l: R9 Z/ v负极H2O+e<------>1/2H2+OH-
& H9 @* ^' Z" Y放电1 G- q) m0 t' F" \" f/ _5 i2 u
充电
0 K, e# ^5 h# t2 v总反应 Ni(OH)2 <---->NiOOH+1/2H2/ I# f4 r% x' b: V
放电) [0 b7 g8 P; M/ L2 }  S5 r' U0 B3 I, Z. |. {

4 R- ^% N$ d; k2 \从方程式看出：充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。( r7 k( L- _$ Z- T# U
蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。
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  @: H8 u8 q4 }5 Z从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。
" v& o8 _: C0 Q! Z7 F3 ?隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。: A. x' W$ o4 F( ~5 K
镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似，充电终止时，镍镉电池电压下降比镍氢电池要大得多。当电池容量达到额定容量的80%以前，镍镉电池的温度缓慢上升，当电池容量达到90%以后，镍镉电池的温度才很快上升。当电池基本充足电时，镍镉/镍氢电池的温度上升率基本相同。
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镍氢电池保养与使用
0 x# c; c0 [; m+ J- j随着数码行业的爆破性增长，镍氢电池以其实惠、环保的优势越来越得到玩家的青睐和批量采购，用途也从传统的小家电产品：手电筒、钟表、灯具、收音机、录音机、剃须刀、洗手机、吹风机、美容器、电动牙刷等广泛应用到我们新兴的MP3、PDA、WALKMAN、数码相机、录音笔、电动玩具、数码无绳电话等产品中来。很多朋友通过将镍氢电池和CRAB品牌电池盒、标签的搭配，为以上不同的产品购置了匹配的镍氢电池。
4 G* b, p! s) o+ i国内外诸多厂商不断推出的使用镍氢电池的新产品也加速了大家的采购热，当然她独有的“气质”，比如能量密度大、充电次数多、记忆效应小、不含汞镉等有害金属一系列优点也成就了镍氢电池在市场的地位不断攀升。
3 l( [- r! \8 a# i; r  W  ?' b' Y随着大家手中的镍氢电池数量在不断的增加，科学的使用和保养也逐渐跃入大家关注的视线中来。众所周知，品牌镍氢电池的使用寿命按官方声称都可以充电500-1000次，实际上这只是一个理想值，往往达不到这样的寿命。但只要合理的使用充电器，更加深入的了解镍氢电池，我们仍可以让她做到“延年益寿”。 " g5 F; |1 d6 C6 r) W3 N
1.一般情况下，新的镍氢电池只含有少量的电量，大家购买后要先进行充电然后再使用。但如果电池出厂时间比较短，电量很足，推荐先使用然后再充电。
  h, j# Y! o; K( D2.新买的镍氢电池一般要经过3-4次的充电和使用，性能才能发挥到最佳状态，很多朋友第一次充电碰到的小问题，比方第一次充电后拍PP数量没有想象的那么多呀？在3-4次充电和使用后就都迎刃而解了。 8 K- \) V/ b) S4 d1 w* U  b2 c
3.虽然镍氢电池的记忆效应小，仍然推荐大家尽量每次使用完后再充电，并且是一次性充满，不要充一会用一会然后再充。这可是“延年益寿”的重要一点噢。 * m' H: t. H' v
4.电池充电时，要注意充电器周围的散热，太刻意用什么风扇吹没有什么必要，但要注意的是充电器周围不要放置太多杂物。普通用户在使用电池的过程中，电池往往没有专用的存放包；用户在替换电池后，会习惯性的把电池随手放好，而不管所放的地方是否干净、潮湿。这样的后果就是电池容易弄脏、触点易与金属?比如钥匙?等接触、容易受潮，而这些都是电池的大敌。建议：用户应该设置一个电池专用放置点，并保持电池的清洁。为了避免电量流失等问题发生，保持电池两端的接触点和电池盖子的内部干净，必要时使用柔软、清洁的干布轻擦。 5 t+ I1 x) l. g+ v; e0 B, j. k
5.长时间不用的时候，记得把电池从电池仓中取出，置于干燥的环境中推荐放入牌电池盒中，可以避免电池短路。 + c* S0 k: q& v. H( P
6.长期不用的镍氢电池会在存放几个月后，电池自然进入一种“休眠”状态，电池寿命大大降低。如果镍氢电池已经放置了很长的时候，建议你先用慢充进行充电为宜。 这里涉及到另一个关键问题：对于镍氢电池，电池是应该完全放电后再保存，还是带电保存？这两种截然不同的观点，应该采用哪种呢？许多人都认为应采用前者，但笔者却认为电池带电保存比较合理。因为：据测试，镍氢电池保存的最佳条件是带电80%左右保存。* U: D; [9 @7 e
这是因为镍氢电池的自放电较大（一个月10%-15%左右），如果电池完全放电后再保存，很长时间内不使用，电池的自放电现象就会造成电池的过放电，会损坏电池。不信？那你想一想新买的镍氢充电电池是不是都还有电的，其中就是这个道理。建议：多比较，纠正错误的观点，从正确的方向入手保养电池，否则会事与愿违。 * |0 S8 J: W! V* X+ T# `6 w
7.有很多朋友发帖子询问，如何对镍氢进行放电？在询问了诸多电池专家后，得出了一致的结论提醒朋友们。尽量不要对镍氢电池放电，过放会导致充电失败，这样做的危害远远大于镍氢电池本身的记忆效应！ 1 W% H9 Q& H4 }! [) H  c3 U
8.万用表自检电池充满与否。一般镍氢电池在充电前，电压在1.2V以下，充满后正常电压在1.4V左右。大家以此判断，也就很容易判断电池的状态了。 8 }* G, D) Q. r; Z. W* p7 G7 j
9.充电器主要分为快充和慢充。慢充电流小，通常在200mA左右，比如我们常见的充电电流是在160mA左右。她的充电时间长，充电1800mAh的镍氢电池要16个小时左右。时间虽然是慢了些，可是充电会充的很足，并且不伤电池。快充电流通常都在400mA以上，充电时间明显减少很多，3-4个小时就可以搞定，也赢得了大家的喜爱。快充种类很多，价格不一。所以大家也常常有疑问，同是快充，价格为什么相差甚大呢？好的充电器特别是好的快充都带有防过度充电保护功能的，比方我们常见的松下极品充电器BQ 390在这方面表现尤为出色，优秀的芯片软件设计能力在对电池充电时，也把快充对电池的伤害降到了最低。 ! Q1 Q6 B* ]  x: C) q. \% \
10.矛盾出现：慢充不伤电池但是充电时间太长；快充可以节省时间，但对电池有伤害，即使是目前世面上最好的松下极品充电器BQ390也只能很好的降低伤害程度，但不可完全避免。解决矛盾的方法就是要买一个快充和一个慢充。用快充充一段时间，比方5、10次之后，改用慢充充电一两次。这样就又把电池的性能恢复到最佳状态。 ( O) L, v/ J/ a/ S3 z
. h; Y( s3 t. w5 U. [, n
11.电池使用时一般都是电池组，就是4节或6节串联起来，这时候，保持每节电池的平衡就很重要了，否则因为其中的一节电池问题而影响整个电池组的工作。首先要保证电池容量一致，最好选择相同牌子相同型号同时购买的电池。然后，要保持电池内部的电量一致，简单的说，就是电池组的电要么都是满的，要么都是空的。如果有比较多的电池组成若干组电池组，可以试着“精选”一下。具体就是说，将容量、电压等参数相近的电池单体串联成一组电池组，由于条件不足，一般情况下测一下放完点后的电压和冲好电的电压就可以了。   G. _8 N- f: @% a1 `! e+ t( F
5 v& d& q; P) y# Q
12.最后谈谈充放电。
1 k0 K7 P. n6 H9 g, J4 A  j# _1 t! c高档的NI-MH充电器用的是-DELTA V检测电池电压来判断电池是否充满。电池充电时的电压曲线和放电时有点相似，开始时是比较快的上升，之后缓慢上升，等到充好的时候，电压又开始快速下降，只是下降的幅度不是很大。之前常用的镍镉电池也类似，只是下降的速度和幅度比NI-MH都大。 而市场上最多的充电器（比较便宜的那种）常常用的就是衡压充电，比如老GP充电宝就是1.4V衡压，就是电池冲到1.4V时由于没有电压差了，充电就结束了。这样的结果，往往就是电池无法充满，特别是一些比较旧的电池，由于内阻增大，真正加在电池上的电压更低。而且这种充电器电流往往较小，充电往往要10多个小时。而用-DELTA V自动切断的充电器，由于能够准确地控制充电时间，因此可以比较可靠的使用大电流充电。大电流充电对于镍氢电池的损害并没有大家想象的利害，相反的时，现在DC的使用状况，更需要大电流充电。首先是时间问题，不用讲了。然后，镍氢电池有个特性，就是你充的电流越大，它能放出的电流也就越大，现在DC都是电老虎，电流都不小，因此相对来说使用相对来说较大的电流充电是个明智的选择，可以让电池放得更加干净。一般5号充电电流不能超过1.5C，C为电池容量，就是1000MAH的电池，不要超过1.5A。我一般用0.5C进行充电（我的充电器可调电流）。
) H1 B2 q- D, l- b$ a2 v放电方面，一般情况下，DC黑屏后拿去充就可以了，NI-MH记忆效应很小。不过在一段时间使用后，以及要平衡电池、激活电池的时候，要控制好电池放电的终止电压。NI-MH电池的终止电压为0.9V，放电的时候注意不要过放电，放到每节电池0.9V时就可以停止放电了。NI-MH电池没有镍镉电池强悍，对过充过放以及高温都比较敏感。 充放电温度。一般来说，不要让电池的温度高于45度。电池充满的时候，电池会发热，大电流充满时温度应该为42度左右，不要超过45度，否则寿命会很快降低，电池内阻将会增大。还有，充电后电池温度较高，等冷却后才可对其充电，充电钱也要等电池冷却。长时间不用后重新使用，最好充放几遍重新激活电池。
- e1 R3 w2 G; `# O* b" R" X平时使用的时候要注意保持包装皮的完整，不能有破损，以免短路。不要摔打冲击电池，不要火烧等等 。3 ]& y2 m# m/ J5 ^6 l/ }( ^# [
镍氢电池结构和原理
& I1 n# c4 C0 r* t/ F镍氢电池由氢氧化镍正极，储氢合金负极，隔膜纸，电解液，钢壳，顶盖，密封圈等组成。在圆柱形电池中，正负极用隔膜纸分开卷绕在一起，然后密封在钢壳中的。在方形电池中，正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。
* I& K6 [5 [+ v- H& P" u( R$ x8 u5 Q/ |6 y0 ]1 N* m
第三篇 虚怀若谷 宰相肚里能撑船 锂离子宰相在此
  e& }. O5 D/ U+ W+ L锂离子电池. M( d1 y6 y& y& n4 d
锂离子电池有别于一般的化学电源，其充放电工作过程是通过锂离子电池正负极中的嵌入和脱嵌来实现的，当电池充电时，正极释放出锂离子于电解质中，这个过程是脱嵌，负极从电解质中吸入锂离子，这个过程是嵌入，当电池放电时发生与上述相反的过程，这种充放电时锂离子往返的嵌入和脱嵌过程好像摇椅一样摇来摇去，故有人称锂离子电池为"摇椅电池"。 1 ^! S( S8 M6 o. }1 L

9 q# p" }3 P5 ?  G5 ]7 \/ h" J2 V! r: r% P
% T1 s& X; h0 J1 ^+ d
锂离子电池的工作原理
0 v( o0 L4 u- \% }4 c; m( q) r) h+ t$ K! D& ^6 r, }
充电：
* ]5 T  N  L7 F* K0 l" r! n7 U2 q( ^/ S- Q" s+ V' [

: y$ B$ @( C3 D4 O) xLiCoO2→Xli+ + Li1-xCoO2 + Xe -
* X  T6 X. D+ W$ D/ a+ m; w, b9 l. X; u; a- ?
Xli + + Xe - + C6 →LixC6
% L( P, {4 z6 R& v
' b4 Z# ]7 W. q6 |8 K
$ t0 u3 e  R! b( ?$ o5 I1 p. K放电：9 u( W- G- [& ^  O- z

  D+ N7 ]) v* v6 N4 r# g* [Xli + + Li1-xCoO2 + Xe - →LiCoO2 9 D2 X' K  ?2 T! \2 w

5 Q; ]- `! ]: J& O; h) T+ RLixC6 →Xli + + Xe - + C6
: p4 y3 h0 _% R! V  b: s# M! x5 u: D; ^4 _8 m" a

3 C/ h0 }- Z/ s4 V+ I! B锂离子电池的广泛用途
2 k; x. d3 S* G# S发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。
" i: Y/ J+ Z, b- `
& M( e- i% X- v# H锂离子电池的主要构成% G4 C- F; w; }! n! f, t8 Q9 @1 C+ i# K

! H% Q9 L0 W$ H" {+ w. h　（1）电池盖
* h" Y9 x2 u. }" G9 i% o, I
% |" x1 i+ j; R3 I. k4 A　（2）正 极----活性物质为氧化钴锂
% ~1 x/ ?2 J; W9 i$ k
2 V: s! c0 b% O　（3）隔 膜----一种特殊的复合膜
4 }3 ~# b8 l) u! j# z5 Z- b* V. U" {
　（4）负 极----活性物质为碳
: h. ^) r9 u7 h2 ~" O
: a& Y4 d( n2 Z& d- D) X　（5）有机电解液( e# r( g* k2 J% u) K) j9 H
5 A! F; k$ L0 N  M3 K
　（6）电池壳, o; ~0 m- T- a" S8 J$ H8 N
/ b3 F8 u% G" n$ J

: w7 X$ x  L- P+ R& g- E, J锂离子电池的优越性能
9 d- M  T% \% h* L1 P我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？
8 i$ ^2 A1 O, M+ |& I+ M7 W1 Q" r( Z
　（1）工作电压高
% P* c0 l' j; c. ?* \4 \% b% U+ `! u( t& H0 T
　（2）比能量大1 ~' b3 U- Q: V

" @9 m2 G* S$ r$ l; l　（3）循环寿命长
$ {9 g  c4 _' U: r* P7 f7 |/ x% Y% P5 @: x
　（4）自放电率低
+ L9 X( I  B3 N2 C$ h  e$ I5 X  d; Q5 M! k" O- Y7 b
　（5）无记忆效应
* l7 z' m* p- N7 y4 g! R; U( G# j; s" ]& a* v4 L/ @$ J6 m
　（6）无污染
* }, S5 S8 U) r4 F* n0 {
$ t; ]9 g6 L: i. b1 e8 a锂离子电池的工作原理
' u6 _( G: d. q; A: A. v  Y大家都已知道，锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。
% Z0 l9 U$ M3 ?% Y7 e- \) l7 t9 }: ?, J9 c' m
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。
( |' D) d) [- [8 a同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
8 D* c# S5 _: e' k不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
) P3 G& K5 l; F9 f# o2 f$ z( U- W, q, e% x1 a3 X$ [& p
锂离子电池的组装过程
$ _% c+ c! m0 Q# {锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂，这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。0 P2 \: G; @9 p. {( X0 h0 Y5 L) R

1 [, ^! b) L8 x  W& e6 g: Y: A（1）制浆
1 t' p+ J5 F) i5 a+ x用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。
! q' E: }: h+ J( f" `: }3 O（2）涂膜
, V# V- D0 e3 i$ V( T将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。
) n" {6 }6 J8 L0 B2 @（3）装配
! C  ?1 F4 [- }& L) t, [按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电/ ~8 R7 S2 t! C7 ?3 [& l' x
池的装配过程，制成成品电池。* E1 H7 c" t  j8 T
（4）化成2 N2 a' h8 f  Y8 k2 }
用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。3 q/ o: U% ], ~' G% R& y9 X

, J+ l& k0 i- z* Y; ?; N9 e8 Z8 \锂离子电池的安全特性' _1 x- d" @3 Z' p* u
锂离子电池已非常广泛的应用于人们的日常生活中，所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。对于锂离子电池安全性能的考核指标，国际上规定了非常严格的标准，一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。5 }. i& u: l) y% G- @' s

. Q4 @8 N* x8 i9 Y　（1）短路：不起火，不爆炸
, w$ X/ y1 H6 a6 D/ I7 E0 p" ~+ A
; b" I' X9 u2 g& Q　（2）过充电：不起火，不爆炸0 [3 t& G# @% y- P2 H1 K9 @
& z- ~  T8 O) m) @0 Q6 ^. R3 P
　（3）热箱试验：不起火，不爆炸（150℃恒温10min）: Y  \8 z/ H# v0 ]
8 g; L6 F7 ]' t, ?; {6 t
　（4）针剌：不爆炸（用Ф3mm钉穿透电池）: ^3 ]; d- A9 w7 C9 i% c
2 ~/ C/ B+ d0 O% ]5 `
　（5）平板冲击：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高处砸向电池）! e/ Y! I/ m/ o& ^6 [( ^

0 b) T: N6 r9 ?0 k1 z　（6）焚烧：不爆炸（煤气火焰烧烤电池）
6 ~/ K5 ~4 ?/ k9 o/ z! ~6 O. V* t
' @& d5 a  E, e/ N$ |9 {锂离子电池安全特性是如何实现的？; w$ n6 O! p3 |) ~6 e- ~
2 U7 C3 B* }' P, V
为了确保锂离子电池安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指
* K: P) w  \* Q+ I$ y* m标。  {+ L* t, f1 ?  n

* O  u) f3 H, T- z3 {! @" X( r（1）隔膜135℃自动关断保护0 h0 B8 o& |4 v' l
　　采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，复合膜两侧的PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可靠。. w  J  ~' i$ `' y

, ~. B  f( d0 `* M7 D
; k8 t9 ~* ]) k$ w+ e$ f/ K（2）向电液中加入添加剂
4 {: u9 |; c& v　　在电池过充，电池电压高于4.2v的条件下，电液添加剂与电液中其他物质聚合，电池内阻大副增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。
7 z0 H. y; E9 M  q0 Q, w2 b
$ j% c2 h; r* y+ L（3）电池盖复合结构
6 C) c7 z8 X4 R- C; ^  L! p) U　　电池盖采用刻痕防爆结构，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。# r6 e$ Y5 [4 ^2 G; e$ B! M( q

0 ~# F8 H; @% i! X# d" N（4）各种环境滥用试验
) X0 \/ D3 {; c' K) i- }
* h9 x; [# C: X% X* ~/ E进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境下的性能情况。
6 W* T' |: X* a7 c! Y* x; f+ O
3 Q) G7 e* i6 }锂离子电池是一种新型绿色环保电池
* ?8 z* i0 W7 s, n* y( v7 a
' o/ j9 v% \' p2 W. ]/ m% _“爱护环境，保护地球”是我们每一个人义不容辞的责任。如何把我们的环境理念在行动上反应出来呢？  n9 [* b1 L* G! [3 D' }* R4 h1 i
作为电池消费者，应该购买、使用新型绿色环保电池；作为电池制造商，应该生产新型绿色环保电池。只有经过大家的共同努力，才能创建、保护我们美丽和谐的自然环境。
( G  q3 w( S+ M$ M2 V# M新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂离子电池、金属氢化物镍电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。此外，目前已广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池（又称光伏发电），也属于这一范畴
: d3 H" @1 q9 w& Q! `) g
, |& I$ ?0 v) u9 Y
/ n7 ~% e( L/ N9 t& B现在就讲讲聚合物锂离子电池。' u2 X4 `9 o+ e8 I0 C, R# R
在讲之前，先纠正大家容易产生的一个大大的误区！！！) g6 W( T8 ]9 N5 q4 e
许多人叫得比较顺口，“锂聚合物电池”“固态锂离子电池”:donno其实真正规范的法定学名，应该叫成“聚合物锂离子电池”。2 p4 S5 e2 @* ~3 e& T5 o
更大更大的误区，是大家以为镍镉、镍氢、锂离子、聚合物锂离子电池是四种不同的种类的电池，其实非常非常的不然，锂离子电池和聚合物锂离子电池之间的关系在这里应该得到澄清一下。5 M; a( n0 N& ^/ F
所谓“聚合物锂离子电池”，其实是锂离子电池各种子系列产品中的一种，实际上它的主要部件：正极、负极和电解质以及工作原理都和使用液体电解质的锂离子电池一样，只是隔膜和包装材料不同，因此，归根到底它实质上，就是一种锂离子电池！
  W3 z! v( y* X* L2 a1 k几天后就又要跑了，大家在家里舒服上网LP端咖啡面包时，偶在办公室里啃两馒头，:cry忙得一塌糊涂，来不及整理这些资料，干脆捡几个胡子眉毛一把抓，乱就乱点吧，大家就将就点看吧，望多多包涵！:shabi& a  O% }8 F3 A8 h5 f: L
聚合物锂离子电池原理
+ m, B  ~% f: H4 V* V! ?
0 t5 i. u3 P" C! ]产品结构模型图 ( B1 ]. E, i) d

, [$ O: z1 a1 V+ D' W8 E8 p聚合物锂离子(Lithium ion polymer)电池，具有更高能量密度、小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循环寿命与低成本的新型电池。因此，在未来2～3年内，聚合物锂电池取代锂离子电池市场的份额将达50％。
$ B3 t0 O8 u2 A6 [1 Y) t: a8 j5 N' p% {2 d: M; A. `
第一 原理篇1 b% r3 {# I  Q4 M
锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类。其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，负极采用锂—碳层间化合物LixC6，典型的电池体系为：& I9 q& L9 B$ v/ W+ Y& l
(-) C | LiPF6—EC+DEC | LiCoO2 (+)
" K9 g3 ?0 s) k8 T正极反应：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe- ----------- （2．1）
* H% S4 E+ U8 E负极反应：6C+xLi++xe-=LixC6 ----------- （2．2）5 D1 c5 U* D: Q( a1 b$ J8 k
电池总反应：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6 ----------- （2．3）6 E( N* y4 R9 @  J- e5 O9 H
聚合物锂离子电池的原理与液态锂相同，主要区别是电解液与液态锂不同。电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的聚合物锂离子电池是说在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在目前所开发的聚合物锂离子电池系统中，高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物，电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质，或是有机电解液，一般锂离子技术使用液体或胶体电解液，因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分，这就增加了重量，另外也限制了尺寸的灵活性。而聚合物锂离子工艺中没有多余的电解液，因此它更稳定，也不易因电池的过量充电、碰撞或其他损害、以及过量使用而造成危险情况。
" R0 E" K* I. R6 O! [9 H新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化（ATL电池最薄可达0.5毫米,相于一张卡片的厚度）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池，为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性，以最大化地优化其产品性能。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命（超过500 次）与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
# }/ [( J2 l1 u/ e* N- s  k* o) w# x- ?9 R  B% A$ j1 H  `/ I
第二 特点与比较
. @+ T$ j0 r9 Y8 N" W, k$ W6 |! }0 t5 d# E2 n4 E
一、聚合物锂离子电池的特点概述: G8 D$ i& n9 o" X
根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。
9 @& I0 [! l; M1 k3 \) d聚合物锂离子电池可分为三类：（1）固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。（2）凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。（3）聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。
# u! V% q! A' b; R5 N% W9 W8 Y由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
3 L2 T* M; D0 @二、聚合物电池与液态锂电的比较
$ t! c9 V& m$ G2 p1 H5 c由于各个厂商生产工艺的不同，目前市场上的聚合物锂电分为卷绕式（索尼、东芝为代表）、叠片式（TCL、ATL为代表）两种不同结构，但适应于手机需求的规格大都在4mm厚度以下。与液态比较，由于聚合物外包装采用了更薄的铝膜，比钢壳、铝壳更薄，而且生产方式与液态锂电不同，聚合物越薄越好生产，理论上可以生产出0.5mm以下厚度的电池。) n* u% R: }+ V- H% T$ e
液态锂电正好相反，越厚越好生产，低于4mm厚度的电池很难生产，即使生产出来了，容量明显不如聚合物锂电，成本也没优势。因而，电池越薄，聚合物生产成本越低、液态生产成本越高。
4 [9 c( b% d1 V7 t. |+ x但较厚的规格上，液态锂电供应链成熟，工艺成熟，生产效率高，成品率高，有很强的制造成本优势。从目前市场来看，5mm、6mm厚度系列的液态锂电池虽然比3mm、4mm厚度系列电池容量高很多，但售价要低很多。聚合物从理论上来讲，在5mm、6mm厚度规格上的材料成本与液态接近，但目前5mm、6mm系列电池的工艺成本要比液态高出很多，因而，要在此规格上与液态真正形成竞争，还有不少距离。6 Z. q; V, r+ d, A! e
一般的电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。所谓的聚合物锂离子电池是说在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在目前所开发的聚合物锂离子电池系统中，高分子材料主要是被应用于正极及电解质。正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物，电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质，或是有机电解液，负极则通常采用锂金属或锂碳层间化合物。一般锂离子技术使用液体或胶体电解液，因此需要坚固的二次包装来容纳可燃的活性成分，这就增加了重量和成本，另外也限制了尺寸的灵活性。而聚合物锂离子工艺中没有多余的电解液，因此它更稳定，也不易因电池的过量充电、针刺、碰撞或其他损害、以及过量使用而造成危险情况。
6 k6 e* ?, E7 ]% E  u& a* K新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化（最薄0.8毫米）、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池，为应用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性，以最大化地优化其产品性能。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命（超过500 次）与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
9 o, p! X" x2 ^+ z9 }/ G聚合物锂离子电池$ L' @; Y$ F/ Q+ m8 O/ l
聚合物锂离子电池和平常电池的差别在电解质上。在20世纪70年代最初的设计中，采用了固态聚合物电解质。这类电解质类似于塑料薄膜，不能导通电子但是可以让离子交换（能够充电的原子或者原子团）。聚合物电解质取代了传统的浸透电解液的多孔隔膜。干态聚合物电解质的设计允许组装简化，提高电池机械强度，安全，并且能够制造成为超薄的几何外形。单个电池的厚度可以薄到1mm。设备设计师能够根据他们的想象力来自由设计电池的形状和大小。不幸的是，固态聚合物锂离子电池受制于其较差的导电性。内阻太高而无法提供当前通信设备所需要的高脉冲电流，无法驱动笔记本电脑的硬盘。加热电池到60摄氏度，电导率迅速提高，但是这样的要求不适合在便携设备上应用。- D9 k" d# Y( V6 P% d* {
作为一种折中方式，引入了一些凝胶电解质。目前市场上销售的大部分手机聚合物锂离子电池都是包含了凝胶电解质的混和型电池。用锂离子聚合物来修正这一系统，使之成为目前唯一用于便携设备的聚合物电源。加入凝胶电解质以后，锂离子聚合物电池和一般锂离子电池+ L, N  \4 Y8 z* j0 @
又有什么不同呢？虽然这两种电池在性能表现上非常相似，但是锂离子聚合物作为唯一固态电解质替代了多孔隔膜。凝胶电解质只是增加了离子电导。聚合物锂离子电池并没有像一些分析家预测的那样流行。它的优越性和低制造成本还没有被认识到。因为其容量并没有得到提高，实际上，容量比标准锂离子电池还有轻微减少。聚合物锂离子电池的市场在超薄几何形状电源的应用上，例如信用卡电源等类似的应用。
, N9 Z' ~$ d) H1 E0 g7 @' r. J优势：: G4 A$ _9 U2 I$ M3 S
超薄，电池能够组装进信用卡中
4 _2 C4 ?: t- A4 ]外形灵活：制造商不用局限于标准外形，能够经济地做成合适的大小。, ]1 W; j  h2 {7 y- i
质量轻：采用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为保护外包装。
2 Q! d% K& N: F' v( A改进了安全：过充更稳定，电解液泄漏的几率更低。
; O& w+ O4 ], |局限：7 r9 j& n8 V& L6 J6 M
和锂离子电池相比能量密度和循环次数都有下降。
2 \6 t$ T7 c: S3 s( B8 I制造昂贵。
% L$ X& t% Z/ n) \& f$ U没有标准外形，大多数电池为高容量消费市场而制造。# S( @  N" D5 K8 h% }. V; M% K
和锂离子电池相比，价格、能量比较高。