鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1406次 | 2019年02月24日
電池常識(shí)及干電池選購介紹
前言:電池是指能將化學(xué)能、內(nèi)能、光能、原子能等形式的能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。最早的電池我們可以追溯到兩百年以前意大利物理學(xué)家伏打發(fā)明的伏打電池,它使人們第一次獲得了比較穩(wěn)定而持續(xù)的電流,具有劃時(shí)代的意義。在伏打電池原理和研發(fā)精神的指引下,人們通過不斷努力,開發(fā)了一代又一代的新型電池,從人們普遍使用的干電池到新型的太陽能電池、鋰聚合物電池(Li-polymer)和燃料電池等等,不僅在電池容量、體積、使用方便程度等方面有很大突破,更重要的是在這些新型電池的研發(fā)過程中,滲透著人們強(qiáng)烈的綠色環(huán)保意識(shí),電池的開發(fā)、發(fā)展正以綠色環(huán)保作為重要的指導(dǎo)精神。
電池種類及特性
依材質(zhì)區(qū)分
■碳鋅電池HeavyDutyBattery
亦稱為鋅錳電池,是目前最普遍之干電池,它有價(jià)格低廉和使用安全可靠的特點(diǎn),基于環(huán)保因素的考量,由于仍含有鎘之成份,因此必須回收,以免對(duì)地球環(huán)境造成破壞。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
■堿性電池AlkalineBattery
亦稱為堿性干電池,適用于需放電量大及長(zhǎng)時(shí)間使用。電池內(nèi)阻較低,因此產(chǎn)生之電流較一般錳電池為大,而環(huán)保型含汞量只有0.025%,無須回收。
■水銀電池SilverOxideButtonCell
水銀電池,因?yàn)槲廴竞碗娙萘恐示€已逐漸被鋰-錳配方取代
■鋰電池
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
■鎳鎘充電電池Ni-Cd(NickelCadmiumBattery)
已為大眾早期廣泛使用,可重覆約500次之充放電,但約10次充放電后即會(huì)產(chǎn)生記憶效應(yīng);另一個(gè)缺點(diǎn)是,在充放電時(shí),陰極會(huì)長(zhǎng)出鎘的針狀結(jié)晶,有時(shí)會(huì)穿透分隔物而引起內(nèi)部枝狀晶體式的短路。由于含有鎘之成份,因此必須回收。
■鎳氫充電電池Ni-MH(NickelMetalHyorideBattery)
為目前市場(chǎng)主流之充電電池,它是使用氧化鎳作為陽極,以及吸收了氫的金屬合金作為陰極,一般可進(jìn)行500次以上的充放電循環(huán)。由于不含汞及鎘之原料,不必回收。
■鋰充電電池RechargeableLithiumionBattery
■鉛酸電池SealedLead-AcidBattery
■太陽能電池
在化學(xué)電池中,根據(jù)能否用充電方式恢復(fù)電池存儲(chǔ)電能的特性,可以分為一次電池(也稱原電池)和二次電池(又名蓄電池,俗稱可充電電池,可以多次重復(fù)使用)兩大類。一次電池又可分為普通鋅錳(中性鋅錳)、堿性鋅錳、鋅汞、鋅空、鎂錳和鋅銀六個(gè)系列;二次電池主要有鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、堿錳充電電池和鉛蓄電池等類型。在數(shù)碼設(shè)備中,常用的電池類型是干電池(包括堿性電池)、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。
干電池:這是使用最普遍的電池類型之一,很多人用過干電池,但了解其構(gòu)造的人卻不多。一般我們常用的干電池又稱為鋅錳電池(圖1)。可分為碳鋅電池(Carbon-Zinc)和氯化鋅電池(Zinc-Chloride),其優(yōu)點(diǎn)是能量密度較高,電流密度適當(dāng),易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)等。在大賣場(chǎng)中這兩類電池被成盒成盒的以低廉的售價(jià)拍賣著。但很可惜的由于能量密度不足,一般這種電池只用于耗電量較小的電子產(chǎn)品,如:鬧鐘,計(jì)算器等。如果你打算用他來驅(qū)動(dòng)你的數(shù)碼相機(jī)恐怕你會(huì)大失所望。
圓筒型鋅錳電池因隔離物的區(qū)別可分為糊式鋅錳電池和紙板鋅錳電池。其中紙板鋅錳電池因配方組成的差異引起電性能的不同,又分為C型紙板電池(碳鋅電池),也稱為高容量電池;P型紙板電池(氯化鋅電池),又稱為高功率電池。,一般超市或零售市場(chǎng)上的干電池皆為此類電池,其標(biāo)示為SuperHeavyDuty。"C"型的電力容量較"P"型電池低約20%,一般隨貨贈(zèng)送的電池多為此類電池,干電池的包裝分為紙殼("C"型常用),PVC,鐵殼及鉛皮等四類包裝,同時(shí)依含汞量(基本標(biāo)準(zhǔn)為15ppm)來區(qū)分還有環(huán)保和非環(huán)保之不同。
堿性鋅-錳電池(Zinc-MnO2):是干電池中的一個(gè)重要角色。這一類的電池就是我們常稱的“堿性電池”,由于電容量大,電流強(qiáng)使用上又持久,市場(chǎng)上對(duì)此類電池的需求越來越高。然而,部分廠商的堿性電池為非環(huán)保的含汞電池,原因是此類電池如在成份中加入氧化銀可提升其電容量約30%以上,但同時(shí)零售價(jià)格也相對(duì)提高。迄今為止,堿性電池是最成功的高容量電池,也是目前最具性能價(jià)格比的電池之一,它改變了傳統(tǒng)電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電化學(xué)系統(tǒng),同過采用極純凈極活躍的正負(fù)極材料,它的放電容量達(dá)到了普通干電池的5-7倍,存儲(chǔ)壽命也超過了普通電池的兩倍。另一方面,堿性電池也因?yàn)樗昝赖姆烹娗€而倍受青睞,特別適用于需要持續(xù)大電流放電的場(chǎng)合,如相機(jī),電動(dòng)玩具,BP機(jī),WALKMAN,電動(dòng)剔須刀等市場(chǎng)上性能良好又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的堿性電池有南孚、雙鹿等品牌。
干電池的選購常識(shí)
市場(chǎng)上銷售的鋅錳電池有堿性鋅錳電池和普通高功率紙板鋅錳電池。
圓筒型鋅錳電池因隔離物的區(qū)別可分為糊式鋅錳電池和紙板鋅錳電池。其中紙板鋅錳電池因配方組成的差異引起電性能的不同,又分為C型紙板電池,也稱為高容量電池;P型紙板電池,又稱為高功率電池。
高功率紙板鋅錳電池,如:R6P,電池放電量較大,防漏液性能好,且可大電流連續(xù)放電。高功率紙板電池價(jià)格便宜(目前市場(chǎng)售價(jià)0.8~1.5元左右),使用小型鬧鐘或計(jì)算器等可考慮紙板鋅錳電池中比較平價(jià)的牌子,操作費(fèi)用更經(jīng)濟(jì),考慮耐用和方便程度則需消費(fèi)者自己選擇。
高能堿性鋅錳電池,如:LR6等,電極結(jié)構(gòu)與紙板電池等相反,外殼是鍍鎳鋼殼,不參與電化學(xué)反應(yīng),因此不易發(fā)生漏液。堿性鋅錳電池壽命一般比較長(zhǎng),高耗電電器例如閃光燈、相機(jī)及玩具之類采用堿性鋅錳電池可使用較長(zhǎng)時(shí)間,比較合算,如到外地旅游時(shí)最好攜帶堿性鋅錳電池,因?yàn)槭褂脡A性鋅錳電池可以減少攜帶量和更換次數(shù)。堿性鋅錳電池的單價(jià)較高,目前國(guó)產(chǎn)品牌每枚的價(jià)格在1.8~2.8元左右,而進(jìn)口品牌的價(jià)格多為5元左右,但考慮到它在高耗能電器中的使用時(shí)間一般是普通鋅錳電池的4倍左右,綜合性價(jià)比較高。
這里L表示的是電化學(xué)體系為堿性鋅錳干電池。為了表達(dá)干電池的性能特征,通常在序號(hào)后加S、C、P。其中S表示糊式電池,通常被省略,C表示高容量電池,P表示高功率電池,即該電池適合高功率大電流放電場(chǎng)合。R表示的電池為圓柱形。
選購鋅錳電池時(shí)要注意以下幾點(diǎn)
1根據(jù)需要選擇電池。例如:用在閃光燈、隨身聽、BP機(jī)、電動(dòng)玩具等需要大電流輸出的器具上,最好選用堿性鋅錳電池(L)。用在收音機(jī)、鐘表等一般用電需求的器具上,選用普通鋅錳電池(S、C、P)即可。
2注意電池的性能價(jià)格比,不要盲目迷信洋品牌。事實(shí)上,不少國(guó)產(chǎn)名牌電池的性能價(jià)格比都高于國(guó)外同類產(chǎn)品。
3注意電池的儲(chǔ)存期。普通鋅錳電池保質(zhì)期為2年。購買時(shí)應(yīng)選擇近期生產(chǎn)的產(chǎn)品。
堿性鋅錳電池和普通鋅錳電池的區(qū)別
電池在常人的眼里分堿性和普通鋅錳電池兩種。過去人們?cè)谌粘J褂弥谐8械诫姵氐氖褂脡勖蝗缦胂裰欣硐耄@就是堿性鋅錳電池和普通鋅錳電池的區(qū)別。在日常使用中,BP機(jī)、閃光燈、照相機(jī)和電動(dòng)玩具等這樣大流量的電器具最能顯示出堿性電池和普通鋅錳電池的特點(diǎn)。
堿性鋅錳電池在分別使用閃光燈次數(shù)為144次,照相機(jī)膠卷8卷,玩具開動(dòng)183分鐘。這些指數(shù)均比同期使用中的普通鋅錳電池平均好6.86、4.38、3.81倍,并且在性能價(jià)格比也好4.34、2.78、2.41倍。對(duì)消費(fèi)者來說,使用堿性鋅錳電池可以合理放心使用的。
鎳錳電池(Ni-MnRechargeableBattery):這是2002年三月發(fā)表的最新電池品種-堿性鎳-錳大電流電池(NiOH-MnO2)。由于數(shù)碼相機(jī)的耗電量大,一般的堿性電池在電力完全用完前,電流就無法推動(dòng),形成浪費(fèi)。新一代的鎳錳電池在電池的正極材料中采用了往常僅加在鎳氫電池當(dāng)中的“氫氧化鎳NiOH”,成功開發(fā)出了電量不易隨使用時(shí)間而下降的新型電池。這種電池不僅具有較大的電流,同時(shí)耐力也比一般堿性電池增強(qiáng)1.5~5倍。
鎳鎘電池(Ni-CdRechargeableBattery):鎳鎘電池(圖3)是最早應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等設(shè)備的電池種類,它具有良好的大電流放電特性、耐過充放電能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單。鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是,在充放電過程中如果處理不當(dāng),會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”,使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂“記憶效應(yīng)”就是電池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會(huì)引起電池容量的降低,在電池充放電的過程中(放電較為明顯),會(huì)在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當(dāng)然,我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕“記憶效應(yīng)”。此外,鎘是有毒的,因而鎳鎘電池不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。眾多的缺點(diǎn)使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數(shù)碼設(shè)備電池的應(yīng)用范圍。
鎳鎘電池的包裝分為零售用的正極凸頭和組裝用的正極平頭包裝兩種,在容量上沒有差異。在充電回路也和下面所介紹的鎳氫電池類似,采用1.6倍電壓充電。通常鎳鎘電池的充電次數(shù)為300~800次,在充放電達(dá)500次后電容量會(huì)下降至約80%。鎳鎘電池的記憶效應(yīng)比鎳氫電池來的嚴(yán)重。所以必須在完全沒電時(shí)才可進(jìn)行充電,以確保使用壽命。
鎳氫電池(Ni-MHRechargeableBattery):鎳氫電池(圖4)是早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品,不再使用有毒的鎘,可以消除重金屬元素對(duì)環(huán)境帶來的污染問題。它是使用氧化鎳作為陽極,以及吸收了氫的金屬合金作為陰極,由于此合金可吸收高達(dá)本身體積100倍的氫,儲(chǔ)存能力極強(qiáng)。鎳氫電池的能量密度比鎳鎘電池大,其容量約為鎳鎘電池的數(shù)倍;另外,它具有同鎳鎘電池的1.2伏電壓,及自身放電特性,可在一小時(shí)內(nèi)再充電,內(nèi)阻較低,一般可進(jìn)行500次以上的充放電循環(huán)。鎳氫電池具有較大的能量密度比,這意味著可以在不為數(shù)碼設(shè)備增加額外重量的情況下,使用鎳氫電池能有效地延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間。同時(shí)鎳氫電池在電學(xué)特性方面與鎳鎘電池亦基本相似,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)完全可以替代鎳鎘電池,而不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造。