充电电池知识

镍镉电池与锂电池

一、镍镉电池（Nickel-Cadmiun Batteries）的特性 1．镍镉电池可重复500次以上的充放电，非常的经济；

2．内阻小，可供大电流的放电，当它放电时电压的变化很小，作为直流电源是一种质量极佳的电池；

3．因为采用完全密封式，因此不会有电解液漏出的现象，也完全不需要补充电解液； 4．与其他种类电池相比之下，镍镉电池可耐过充电或放过电，操作简单方便； 5．长时间的放置下也不会使性能劣化，当十分充完电后即可恢复原来的特性； 6．可使用在很广的温度范围内；

7．因为它采用金属容器而作成，有机械性的坚固；

8．镍镉电池在非常严格的品质管理下被制造完成，有非常优良的品质性赖性。 二、镍镉电池放电特性

1．放电电压依据其放电电流多少有些差异，大体上是1.2V左右； 2．电池的容量以Ah,mAh的单位来表示；

3．当放电达到放电终了的极限时称之为\放电终止电压\，镍镉电池的放电终止电压为1.0V/cell；

4．使用温度范围在-20℃~60℃，在此范围内可进行放电。 三、保存上的注意事项

1．可在-30℃~50℃的温度范围之间内保存，但如果是长时间放置的情形下，请在35℃以下保存；

2．充电状态或者是放电状态的保存都是可能的，但是比较之下放电状态可使容量较早回复并且较易被激活；

3．当电池在长时间的放置后，使用前必须十分地充电后再使用。 四、镍镉电池的记忆效应（memory effect）

当镍镉电池重复经过几次维持在低容量的放充后，必须做一个较大量的放电,否则电池会无法作用，这种情形我们称为\记忆效应\。记忆效应可能是镍镉电池中最容易被误解的问题。放电终止电压被设定较高的，随着使用的电压变低，表面上看起来似乎随着降低，但是放电电压的低下是可以由1～2次的完全放电而解决这一现象。建议十次充电后进行一次放电，以防止记忆效应。

简单的说，就是在脉冲法的基础上，当一个正弦波的上半部完成后，插入一个短暂负电压的余弦波，来抵消过大的电流产生巨大热量(极化反应)，从而将电池热量控制住

锂电池

一、锂电池（Lithium Ion Battery）的特性：

1．拥有高能量密度，与高容量镍镉电池相比其体积能量为1.5倍，重量能量密度为2倍； 2．高电压，平均使用电压为3.6V，是镍镉电池、镍氢电池的3倍（镍镉、镍氢电池电压为1.2V）；

3．使用电压平坦并且高容量； 4．负荷特性，2C放电为可能； 5．广泛的使用温度 －20℃～60℃

6．优秀的充放电寿命，经过500次放电后其容量至少还有70％以上。 镍氢电池与锂电池的差异: 一、重量方面

以每一个单元电池的电压来看，镍氢与镍镉都是1.2V，而锂电池确 为3.6V，锂电池的电压是其他两者的3倍。并且同型电池的重量锂电池与镍镉电池几乎相等，而镍镍氢电池却比较重。可知，每一个电池本身重量不同，但锂电池因3.6V高电压，在输出同等电压的情况下使的单个电池组合时数目可减少3分之1而使成型后的电池重量和体积减小。 二、记忆效应

镍氢电池与镍镉电池相同都有记忆效应。因此，定期的放电管理也是必需的。这种定期放电管理属于模糊状态下被处理，甚至也有些在不正确的知识下进行放电（每次放电或者使用几次后进行放电都因公司的不同而有所差异）这种烦琐的放电管理在使用镍氢电池时是无法避免的。相对的锂电池而言因为完全没有记忆效应，在使用上非常方便简单。它完全不必理会残余电压多少，直接可进行充电，充电时间自然可以缩短。 三、自放电率

镍镉电池为15～30％（月）。镍氢电池为25～35％（月），锂电池为2～5％（月）。以上镍氢电池的自放电率为最大，而锂电池的特长与其他两类电池相比放电率极低。 四、充电方式

镍氢电池及锂电池无法耐过充电。因此，镍氢电池以定电流充电的PICK CUT 控制方式在充电电压达到最高时，停止继续充电为最好的充电方式。而锂电池则使用定电流、定电压方式充电最好，若以镍镉电池的充电器－DV控制方式进行充电的话对镍氢电池和锂电池。 现在国际上采用的基本都是脉冲法加去极化反应结合的方式。

锂电池充电器设计原理

一．锂电池特性：

锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol)电池具有重量轻，容量大，内阻小的特点，因而广泛使用。但是它有极容易损坏，如果不按照它的充电特性，可充电次数将大大折扣。

1. 锂电池充电分为以下四个阶段： ? ? ? ?

1).PRECHARGE 当电压降低到2.3V以下 2).CONST CURRENT CHARGE 电压在2.3V到4.2V之间 3).CONST VOLTAGE CHARGE 当电压>= 4.2V 4).TRICKLE CHAGE 当充电电流小于某个值

2. 四个阶段说明：

? ? ? ? 1).precharge 一般取20mA, 预充10分钟

2).const charge 一般取0.2C, 充至4.2V,其间要求监视电池温度 3).const voltage charge 充至 < 某个电流值

4).trickle charge 当3结束后，以某一个极小的电流平衡自放电

二．充电流程：

充电从充电电流来分，有快速充电和慢速充电的区别。 从充电方式来看，有恒流充电和脉冲充电的区别。 很多人都有这样的问题，究竟是快充好还是慢充好。 那我们先来看看什么是快充而什么是慢充。

以一节电池的标称容量为1C，在0.1－0.2C的充电电流为慢充，>0.2C的为快充，>0.8C的为超快速充电，<＝0.05C的则是涓流充电。以一节1400MAH的镍氢电池为例，充电电流在140MA－280MA之间的为慢速充电，而同样280MA的充电电流，对一节700MAH的电池则就是快充。由此可见，快充还是慢充是个相对的概念，和电池本身的容量有极大的相关。

再回到前一个问题，究竟是快好还是慢好？！其实这也没有固定的答案。很多人都认为慢好，认为快充会伤害电池。快充会伤害电池么？答案是肯定的，但原因并不是很多人所想的“大电流充电伤害电池”。大电流充其量是帮凶，真正的原因是发热，由于大电流而引起的发热。过高的温度对电池寿命有很大的影响。所以说大电流并不可怕，头疼的是怎样来解决发热的问题。 说到这里，就要引入恒流充电和脉冲充电的概念。在慢充时，基本上所有的充电器都采用了恒流的充电方法，这样电路设计比较简单，容易实现。而由于充电电流在慢速范围，并不会引起电池过热的问题。到了用快速电流充电的问题上，再使用恒流方式，无疑无法避免电池过热的问题，因此恒流的方法就被摒弃。取而代之的是脉冲方式，从波形上就可以看出，充电电流的输出不是直线，而是正弦波。波峰时，电流最大，然后马上进入波谷，几乎是没有电流。这样设计的目的是为了让电池有一个恢复时间，从而减少大电流产生的热量，使电池发热控制在一个可接受的水平。现在市场上看到的百余元左右的快速充电器，基本都采用这个方法。而且这类充电器还采用了电压斜率判断法或delta判断法来判断电池是否充满，一旦充满就自动转入涓流充电，以免超过时间后大电流对电池造成伤害。比较有名的例子就是网友们互相推荐的劲牛KN5060充电器。这个充电器在各大电子市场都有，基本可以在65－70间拿下，做工不是很精致，但效果不错，属于性价比很高的产品。

采用脉冲方式来制作快速充电器是不错的解决方法，但对于有些变态的要求，比如1小时快速充电器，这时要采用大于1C的超高速充电电流来进行充电，脉冲法就力不从心了。现在国际上采用的基本都是脉冲法加去极化反应结合的方式。简单的说，就是在脉冲法的基础上，当一个正弦波的上半部完成后，插入一个短暂负电压的余弦波，来抵消过大的电流产生巨大热量(极化反应)，从而将电池热量控制住。这种方法一般只有在比较专业的充电器，例如航模玩家所用的专业充电器上使用。这类充电器往往可以做到用2C－3C的电流对电池进行充电。

说了这些方法，从电池使用寿命角度来看，慢速恒流充电无疑是对保证电池寿命最好的方法。但从时间就是金钱的角度来看，快速充电器节省下来的时间所带来的效益，远比损伤电池寿命10％左右的损失大得多。这也是为什么快速充电器十分流行的原因。

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