充電電池:充電次數有限的可充電的電池-中文百科頻道

工作原理

先說說電池的放電過程，電池就是把化學能轉化為電能的裝置。

以鋅銅原電池電池為例：

鋅片：Zn – 2e- = Zn2+ 氧化反應（負極）

銅片：2H+ + 2e- = H2↑ 還原反應（正極）

總式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑

這就是電池的放電過程（活性不同的兩種物質之間電子的轉移）

而對于蓄電池來說，工作過程比較複雜，其主要化學反應為Pb02+Pb十2H2S04=2PbS04+2H20 (1—1)。

發生條件

①活潑性不同的兩個電極（金屬與金屬或石墨或不溶性的金屬氧化物）；

②兩電極浸入電解質溶液且導線連接或直接接觸；

粒子的放電順序：

陽離子：

K + 、Ca2+ 、Na + 、Mg2+ 、Al3+ 、 Zn2+ 、 Fe2+

Sn2+ 、Pb2+ (H+) Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag+

（得e能力依次增強）

陰離子：

除Au 、Pt外的金屬做電極放電能力>；陰離子。即：

Zn、 Fe… Cu 、 Hg 、 Ag >S2－、I －、

Br －、 Cl －、OH －（水）、 NO3 －、SO4 2－

充電過程

充電就是讓在上邊的放電過程逆轉

以鉛蓄電池為例：

鉛蓄電池是首先制造出的實用蓄電池。其原理如下：

把A、B兩塊鉛闆插入硫酸溶液中，鉛于硫酸作用的結果，使A、B兩塊鉛闆上形成硫酸鉛，溶液中也被硫酸鉛飽和，這是還沒有電勢，給蓄電池充電時，在兩極上發生的化學反應如下：

A;PbSO4+2H2O - 2e-→PbO2+H2SO4+2H+;

B:PbSO4+2e-→Pb+SO42-;

可以看出，充電後，A闆上的PbO2成為正極， B闆上Pb成為負極。放電時，兩極發生的反應如下：

正極：PbO2+H2SO4+2H+ -2e-→PbSO4+2H2O-2e-;

負極：Pb+SO42-→PbSO4+2e-;

放電時發生反應恰為充電的逆過程。充電時，最高電動勢為2.2V。放電時，電動勢逐漸降低，低到1.8V時必須充電，否則會損壞極闆。

種類

鎳镉電池（Ni-Cd）

電壓：1.2V

使用壽命為：500次

放電溫度為：-20度～60度

充電溫度為：0度～45度

備注：耐過充能力較強。

鎳氫電池（Ni-MH）

電壓：1.2V

使用壽命為：1000次

放電溫度為：-10度～45度

充電溫度為：10度～45度

備注：目前最高容量是2100mAh左右。

锂離子電池（Li-lon）

電壓：3.6V

使用壽命為：500次

放電溫度為：-20度～60度

充電溫度為：0度～45度

備注：重量比鎳氫電池輕30%～40%，容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過充，如果過充會造成溫度過高而破壞結構=>爆炸。

锂聚合物電池（Li-polymer）

電壓：3.7V

使用壽命為：500次

放電溫度為：-20度～60度

充電溫度為：0度～45度

備注：锂電的改良型，沒有電池液，而改用聚合物電解質，可以做成各種形狀，比锂電池穩定。

鉛酸電池（Sealed）

電壓：2V

使用壽命為：20～300次

放電溫度為：0度～45度

充電溫度為：0度～45度

備注：就是一般車用電瓶（它是以6個2V串聯成12V的），免加水的電池使用壽命長達10年，但體積和最量是最大的。

特征

鎳镉：有記憶效應、容量小

鎳氫：記憶效應小、容量大

锂離子：無記憶效應、身薄、容量大，因電極材料不同，電動勢為3V或3.6V不等。锂電池是目前相同體積中容量最大的電池，廣泛用于數碼相機、筆記本電腦、移動電話等電子産品中。

鉛蓄：電動勢約為2V，鉛蓄電池可以反複充電使用，電解液是硫酸溶液，内阻很小，廣泛用于汽車、摩托車中。

鐵锂：電力更足，更安全，也更輕，未來電動車的主要發展方向。

一般,同樣種類的充電電池,容量越大,質量越大。

名詞解釋

充電率(C-rate)

C是Capacity的第一個字母，用來表示電池充放電時電流的大小數值。

例如：充電電池的額定容量為1100mAh時，即表示以1100mAh（1C）放電時間可持續1小時，如以200mA（0.2C）放電時間可持續5小時，充電也可按此對照計算。

終止電壓（Cut-off discharge voltage）

指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續放電的最低工作電壓值。

根據不同的電池類型及不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，因此規定的電池放電的終止電壓也不相同。

開路電壓（Open circuit voltage OCV）

電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。

電池的開路電壓，會依電池正、負極與電解液的材料而異，如果電池正、負極的材料完全一樣，那麼不管電池的體積有多大，幾何結構如何變化，起開路電壓都一樣的。

放電深度（Depth of discharge DOD）

在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比，稱為放電深度。

放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關系，當二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，因此在使用時應盡量避免深度放電。

過放電（Over discharge）

電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值，還繼續放電時就可能會造成電池内壓升高，正、負極活性物質的可逆性遭到損壞，使電池的容量産生明顯減少。

過充電（Over charge）

電池在充電時，在達到充滿狀态後，若還繼續充電，可能導緻電池内壓升高、電池變形、漏夜等情況發生，電池的性能也會顯著降低和損壞。

能量密度（Energy density）

電池的平均單位體積或質量所釋放出的電能。

一般在相同體積下，锂離子電池的能量密度是鎳镉電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.8倍，因此在電池容量相等的情況下，锂離子電池就會比鎳镉、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。

自我放電（Self discharge）

電池不管在有無被使用的狀态下，由于各種原因，都會引起其電量損失的現象。

若是以一個月為單位來計算的話，锂離子電池自我放電約是1%-2%、鎳氫電池自我放電約3%-5%。

充電循環壽命（Cycle life）

充電電池在反複充放電使用下，電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。

記憶效應（Memory effect）

在電池充放電過程中，會在電池極闆上産生許多小氣泡，時間一久，這些氣泡會減少電池極闆的面積，也間接影響電池的容量。

注意事項

1.仔細閱讀電池說明書,使用所推薦的電池，按操作規程操作。

2.檢查電器及電池的接觸件是否清潔,必要時用濕布擦幹淨,幹燥後按正确極性方向裝入。

3.無成人監護時,不要讓兒童更換電池,小型電池如AAA應放在兒童不能拿到的地方。

4.不要将新，舊電池或不同型号電池混用，特别是不能将幹電池與充電電池混用。

5.不要試圖用加熱，充電或其它方法使一次電池再生，以免發生危險。

6.不要将充電電池短路,否則會損壞電池，并會發熱使電池燃燒。

7.不要加熱電池或将電池丢入水中或火中,将電池放入水中會使電池失效，将電池放入火中會使電池破裂,或發生激烈的化學反應爆裂傷人,或産生一些有害的氣體和煙塵等。

8.不要拆卸電池,或試圖用尖銳利器穿透電池,因電池内部電解液會傷害皮膚和衣物。

9. 用電器使用後應斷開電源開關,以免因發熱等而起火。

10. 應當從長期不使用的用電器具中取出電池，将電池放空後保存。并每3個月左右取出充放電一次。

11. 電池應保存在陰涼，幹燥處，避免陽光直射。

12.鎳充電器與锂充電器不能混用。

13. 不能将電池焊接使用，焊接時産生的高溫會損壞電池的内部結構，可能會使電池不能使用，甚至出現危險。

14.不能反向充電，反向充電等同于過放電，過放電會使電池内部發生不良反應并導緻電池的嚴重損壞，生成大量氣體，很可能會使充電電池發生化學洩漏。

15.不能将充電電池放在雨水下。雨水能導電,電池放在雨水下時，很可能會發生短路，使電池因瞬間大電流放電而發燙，會損壞電池或發生危險。

16.不能将電池貯存在高溫或高濕的環境下，電池本身的反應會加劇，故無法向用電器提供足夠的容量。另外，高溫高濕下，電池的老化速度也會大大加快,也會腐蝕電子元器件(高溫電池除外)。

17. 不要将電池正負極插反，否則會導緻電池鼓脹或破裂。

18. 電池保存時，最好不要與金屬物體混放，包在外邊的絕緣膜也不要随意撕掉。

異常處理

１．充電器冒煙：迅速拔出充電器，并取出電池。充電器冒煙一般是因市電電壓過高而燒壞變壓器所引起的。

２．電池發燙（嚴重時外包裝會裂開）：迅速取出電池，并用硬質的盒子蓋住1小時以防止可能的危險。電池發燙一般是因短路電池或電池内部異常引起的，此時應檢查充電器電路是否正常,并檢測電池電壓有無異常（充電電池在充電時的發熱是正常現象）。

３．電池洩漏：迅速取出電池，并用硬質的盒子蓋住約1小時以防止可能的危險，然後擦幹淨充電器。

４．充電電池在發生洩漏之後不能再使用。

５．無法充電：檢查充電器和電池。此時應将産品送供應商售後服務處進行處理,而不應私自拆解充電器和電池。

區别

充電電池和普通電池的區别

一次性電池俗稱「用完即棄」電池，因為它們的電量耗盡後，無法再充電使用，隻能丢棄。常見的一次性電池包括堿錳電池、鋅錳電池、锂電池、銀鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池和鎂錳電池。

可充電電池按制作材料和工藝上的不同,常見的有鉛酸電池、鎳镉電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、锂離子電池。其優點是循環壽命長，它們可全充放電200多次，有些可充電電池的負荷力要比大部分一次性電池高。普通鎳镉、鎳氫電池使用中，特有的記憶效應，造成使用上的不便，常常引起提前失效。

普通電池是一次性使用的，而充電電池可以用充電器充電，反複使用。

普通1、2、3、5、7号單體電池标稱電壓是1.5V，而鎳氫、鎳镉充電電池标稱電壓是1.2V ，锂離子充電電池标稱電壓是3.7V，鉛酸蓄電池是2V。

選購

通用性最強的是5号(AA型)和7号(AAA型)充電電池，很多數碼相機、diskman、Walkman、MD、PDA等都需要用到。這類電池主要有鎳镉/鎳氫兩大種類，以下主要講一下鎳镉/鎳氫的問題。鎳镉/鎳氫電池有AA和AAA型号可以直接代換普通5号和7号一次性電池，雖然普通電池的标準電壓為1.5V而鎳镉/鎳氫電池隻有1.2V，但一般不影響使用。

首先先介紹一下充電電池的一個重要參數--就是電池容量，用單位AH(安時)表示。我們可以看出它是一個複合單位，由電流單位和時間單位乘積構成，代表電池在恒定電流下持續放電時間的乘積。在小型電池中通常我們使用更小單位mAH(毫安時)表示。

比如一節理想充滿電的電池用60MA電流放電可以持續10小時，将放電電流與時間相乘我們就知到這節電池的容量是600mAH，理論上如果将它用在600MA放電的場合可以使用一個小時(用電池容量除以放電電流)。電池容量參數代表電池可以存放多少電量，在同體積下總是多多益善，一般我們在零售包裝的電池上可以看到容量标識。

選購此類充電電池主要考慮容量和規格以及價格。首先确定購買電池的規格，對于電池倉比較狹小的設備，或是需要并排放置多節電池的裝置，要注意選購高容量、直徑較粗的電池是否合适。充電電池的正極也有兩種不同的形式，一種是類似普通電池那樣帶有一些突起部分，有助于與電池盒或其他電池負極接觸良好，還有一種是扁平電池帽，比較适合焊接成電池塊。建議一般使用前一種形式的充電電池較好。

包裝上充電電池分為工業包裝和零售包裝，工業包裝隻用單色塑皮，主要供應廠家做電池塊之用，單節電池上除了生産日期外沒有其他信息。而零售包裝外觀比較漂亮，有詳細的表示包括品牌、商标、容量以及産地等信息，有的還附有簡單的充電方法，适合普通用戶。其次是電池容量的選擇。對于數碼相機、閃光燈、通訊器材等耗電量大的設備，從工作時間和性能方面考慮，大容量鎳氫電池是首選，容量大的電池可以在一次充足後使用更長的時間。5号電池可以達到1200-1300mAH，7号電池可以達到550mAH，幾乎是低容量鎳镉電池的兩倍。對于低耗電量的收音機等，選擇鎳镉電池則經濟實惠些。

再次是品牌的選擇，一般名牌産品品質有保證，性能卓越，在很多移動電話和對講機的電池塊中都采用了松下和三洋以及東芝的電池。零售的鎳氫電池中GP超霸比較有名，還有提供充電器的組合包裝。國産的天鵝牌也不錯。鎳镉電池中GP、日立、松下比較多見，性能也比較好。

名牌的充電電池受到假冒非常厲害，在電子市場有大量各種著名品牌的假冒電池，價格極其低廉，對性能自然也不要有什麼幻想。如著名的GP超霸電池，假冒産品甚至連吊闆包裝也完全仿制。所以購買時要小心辨明真僞，到規模比較大的照相器材商店購買，雖然價格略高一些，但不容易買到假貨。

發展前景

中國電池出口有大幅增長，但同時歐盟綠色壁壘、中國電池出口退稅制度取消、原材料上漲、國外企業壟斷高端市場等問題制約着中國電池行業發展。中國已成為全球最大的電池生産國和最大的電池消耗國，但産品更新換代不及時，生産自動化、機械化程度不高，為了适應世界電池業發展的趨勢，中國必須緻力于太陽能電池和燃料電池等新型電池的研發，大力發展高新技術的電池産品。

電池業是中國的重點産業之一，有着良好發展前景。二十一世紀的電池具有大容量、高功率、長壽命、無污染、安全可靠輕便的特點，是高科技、高産出、高利潤、高創彙産品。随着信息時代的到來，資訊産業蓬勃發展，在邁入電子、資訊、通訊的“3C”時代後，電子産品朝着“短、小、輕、薄”的趨勢發展，作為電子産品不可或缺的電池，其重要性也越來越顯著。

标識方法

根據IEC标準鎳镉鎳氫電池的标識由5部分組成

1. 電池種類KR标識鎳镉電池HF表示鎳氫電池HR表示型鎳氫電池。

2. 電池尺寸資料包括圓形電池的直徑高度方型電池的高度寬度厚度數值之間用斜杠隔開單位mm 。

3. 放電特性符号L表示适宜放電電流倍率在0.5C以内，M表示适宜放電電流倍率在0.5-3.5C以内，H表示适宜放電電流倍率在3.5-7.0C以内，X表示電池能在7C-15C高倍率的放電電流下工作。

4. 高溫電池符号用T表示。

5. 電池連接片表示CF代表無連接片HH表示電池拉狀串聯連接片用的連接片HB表示電池帶并排串聯連接用連接片，例如HF18/07/49表示方形鎳氫電池寬為18mm,厚度為7mm高度為49mm 。

KRMT33/62HH表示鎳镉電池放電倍率在0.5C-3.5之間高溫系列單體電池無連接片直徑33mm高度為62mm 根據IEC61960标準二次锂電池的标識如下:

1. 電池标識組成3個字母後跟5個數字圓柱形或6個方形數字。

2. 第一個字母表示電池的負極材料I表示有内置電池的锂離子L表示锂金屬電極或锂合金電極。

3. 第二個字母表示電池的正極材料C基于钴的電極N基于鎳的電極M基于錳的電極V基于釩的電極。

4. 第三個字母表示電池的形狀R表示圓柱形電池L表示方形電池。

5. 數字圓柱形電池5個數字分别表示電池的直徑和高度直徑的單位為毫米高度的單位為十分之一毫米直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm時兩個尺寸之間應加一條斜線方型電池6個數字分别表示電池的厚度寬度和高度單位毫米三個尺寸任一個大于或等于100mm時尺寸之間應加斜線三個尺寸中若有任一小于1mm,則在此尺寸前加字母t此尺寸單位為十分之一毫米。

發展趨勢

将usb接口和電芯融合再分離，usb花園将充電電池的研發推上一個新台階！這一種usb電池可以更換電芯，在電池循環使用多次後，處理時減少電子垃圾，符合環保型社會産品的設計要求，是新能源的熱點。

6大訛傳

新電池的激活

訛傳一：新電池應該用循環充放電的方式來激活電池的性能。

真相：準确地說上述說法并不是謠傳。電池從出廠到用戶手中存在一個時間差，短則一個月、長則半年。對于時間差較長的電池，其電極材料會鈍化，因此廠商建議初次使用的電池最好進行3~5次完全充放電過程，以便消除電極材料的鈍化，達到最大容量。但通常廠商都沒有注意提醒消費者，這裡所說的完全充放電不應該是深度放電，而應該控制在5%~8%既可。否則一塊新電池很有可能會報廢。

“前三次”充電

訛傳二：當一塊新電池買回後，最好進行三次循環充放電，充電時間應該超過12小時，以便激活電池最大效能。

真相：鎳氫電池為了達到最完美的飽和狀态，需要經過“補充”和“涓流”過程，這個時間一般在5小時左右。而目前锂離子電池的“恒流”、“恒壓”充電特性更是将其深充電時間控制在4小時以内。一旦充滿，電池内部的保護電路便會自動停止充電，因此這種做法是不科學也沒有實際意義的。

有人曾用手機做過試驗。在用旅充充電器将電池充滿後，轉用座充充電器來确認電池的飽和程度。當他發現座充充電器仍然對電池進行充電時，便認為電池仍未達到飽和狀态。其實這個測試方法欠缺嚴謹。原因在于，座充充電器的指示燈并不是檢測真正飽和與否的惟一标準，座充充電器的基準電壓不一定等于手機的基準電壓，因此當手機認為電池達到飽和狀态時，座充充電器也許并不這麼認為，依然進行充電，但是否充進去，就隻有它自己知道了。

最佳狀态

訛傳三：隻要充電電池使用得當，就會在某一段循環範圍内出現最佳狀态，達到最大容量。

例如早期的鎳氫、鎳镉電池，如果使用得當，定期維護，會在10～200個循環點中達到其容量的最大值(出廠容量為1000mAh的鎳氫電池在循環100次後，容量有可能達到1100mAh)。

真相：這種說法在日系産品電池中比較常見，在其技術規格書中的循環特性圖中通常可以看到。然而對目前主流的锂離子電池而言，這種循環的峰值現象是不存在的。因為锂離子電池從出廠到報廢，其容量的表現為循環一次少一次，從未出現過容量回升的現象。也許有朋友會問，某些ThinkPad筆記本用戶通過深放電，可以恢複電池的容量。實際上那隻是測試軟件的錯誤檢測而已，電池的實際容量根本沒有提高。

锂離子電池到底有沒有最佳狀态?答案是肯定的，這跟其所受環境溫度的變化有關。一般情況下，锂離子電池在25℃~40℃的環境下會表現出極好的性能。而到了低溫或高溫狀态，其性能就要大打折扣了。例如你在室外陽光直照的情況下使用筆記本電腦，就沒有在室内使用的時間長。

容量

訛傳四：兩個标稱容量相同(例如800mAh)的電池來說，如果一個實際測得容量為860mAh，另一個為805mAh，那麼860mAH的就一定比805mAh的好。

真相：一般而言，不同型号(不同體積)的锂離子電池，容量越高使用的時間也就越長。如果抛開體積和重量等因素，當然是容量越高越好。但對于兩個标稱容量相同(例如上例)的電池卻未必。因為實際容量高的那個電池，很可能在電極材料中添加了用于增加初始容量的物質，減少了用于穩定電極的物質。其結果就表現在循環了幾十次之後，容量高的那塊迅速衰減，而容量低的卻依然堅挺。國内許多廠商為了縮減成本，擴大銷量，往往就采用了這種手段來生産高容量電池。用戶在使用半年後就會發現工作時間大為縮短。總之，提高容量的代價就是犧牲循環壽命，廠商不在電池的材料上下文章，是不可能真正提高電池容量

電池的保存

訛傳五：充電電池如果不使用，應該放光了電再保存。

真相：其實不僅僅有上面提到的謠傳，锂離子電池到底該充滿了保存還是放光了保存肯定會讓很多人感到迷惑?這一問題的解答要從其先天性的缺陷談起，那就是“老化效應”。锂離子電池在存儲一段時間後，即使不進行循環使用，其部分容量也會永久性的喪失，這是因為锂離子電池的正負極材料自出廠時便開始了它們的衰竭曆程。不同的溫度及飽和程度下老化的幅度也是不同的，具體幅度可見表所示。

由此可見，存儲溫度越高、電池充的越滿，容量的幅度就越大。因此對于锂離子電池的長期保存，用戶應當将其電量控制在40%，并存儲在15℃甚至更低的溫度下即可。至于那些鎳氫和鎳镉電池則不存在這一“老化效應”，長期儲存後隻需進行幾次完全充放電即可恢複其原始容量。