所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的 化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之 间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称 为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。 锂离子电池的内部结构如下图所示： 此主题相关图片如下： 电池由正极锂化合物、中间的电解质膜及负极碳组成。 ◎当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。一般 采用嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。 ◎做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种 碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包 括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz等。 ◎电解质采用 LiPF6 的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙 基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。 ◎隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜，采用PP/PE/PP三层隔膜 优点是熔点较低，具有较高的抗穿刺强度，起到了过热保险作用。 ◎外壳采用钢或铝材料，具有防爆的功能。 锂离子电池的额定电压为3.6V。电池充满时的电压（称为终止充电电压） 一般为4.2V；锂离子电池终止放电电压为2.75V。如果锂离子电池在使用过程中 电压已降到2.75V后还继续使用，则称为过放电，对电池有损害。 锂电池充电原理： 锂离子电池充电原理图： 此主题相关图片如下： 其中：Iconst：恒流充电电流； Ipre：预充电电流； Ifull：充满判断电流； Vconst：恒压充电电压；＝ Vmin：预充结束电压及短路判断电压 锂离子电池比较骄贵。如果不满足其充电及使用要求，很容易出现爆炸，寿 命下降等现象。因为锂离子电池对温度、过压、过流及过放电很敏感，所以所有 的电池内部均集成了热敏电阻（监控充电温度）及防过压、过流、过放电保护电 路。 图一为标准锂离子电池充电原理曲线，锂离子电池的充电过程分三个阶段： 预充电阶段；恒流充电阶段；恒压充电阶段。 预充电阶段是在电池电压低于3V时，电池不能承受大电流的充电。这时有 必要以小电流对电池进行浮充；当电池电压达到3V时，电池可以承受大电流的 充电了。这时应以恒定的大电流充电。以使锂离子快速均匀转移，这个电流值越 大，对电池的充满及寿命越有利；当电池电压达到4.2V时，达到了电池承受电 压的极限。这时应以4.2V的电压恒压充电。这时充电电流逐渐降低。当充电电 流小于30mA时，电池即充满了。这时要停止充电。否则，电池因过充而降低寿 命。恒压充电阶段要求电压控制精度为1%。依国家标准，锂离子电池要能在1C 的充电电流下，可以循环充放电500次以上。依一般的电池使用三天一充。这样 电池的寿命应在4年。 但用户在使用电池的时候往往发现，原装电池在使用1年，甚到半年左右的 时间就报废了，这是因为简单的充电方式惹得祸。下面将以最简单的充电原理分 析一下为什么会对锂电池有损害： 此主题相关图片如下： 图二为恒压式充电原理图。由图看出： 当没电的电池插在这种充电器上时，充电器即以最大的电流为电池充电。如 果在锂离子电池最虚弱的低压时（低于2.5V）就以大电流冲击，将会严重损害 电池的寿命。 另外，这类的充电器均为直接市电220V接入，转换为5V的低压直流。因为 转换效率低下，会产生大量的热。热量直接叠加在了电池上，使电池温度过高， 这对电池有很大损害 第一节 锂离子电池的基本知识 一般而言,锂离子电池有三部分构成: 1.锂离子电芯 2.保护电路(PCM) 3.外壳即胶壳 电池的分类 从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内 置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背 面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就 是装入手机后 , 还另有一个外壳把其扣在手机电池内 , 如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA 的大部分机型 1.外置电池 外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种: 1.1 超声波焊接 外壳 这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为 ABS+PC 料,面壳一般喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使 用一般不会磨花,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳 喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池的外壳较便宜,而喷油 处理的成本一般为外壳的几倍(好一点的),这样处理一般有三 道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(顺序应该是 这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去 了第一和第三道工序,这样成本就很低了. 超声波焊塑机 其作用为: 行业内比较好的国产超声波焊塑机应该是深圳科威信机电公 司生产的. 焊接 有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK,还与外壳的 材料和焊塑机参数设置有很大关系,外壳方面主要与生产厂 家的水口料掺杂情况有关,而参数设置则需自己摸索, 由于涉 及到公司一些技术资料,在这里不便多讲. 1.2 卡扣式 卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一般为一 次性,如果卡好后用户强行折开的话,就无法复原,不过这对于 生产厂家来讲不是很大的难度(卡好后再折开),其代表型号有: 爱立信 788,MOTOROLA V66. 2. 内置电池 内置电池的封形式也有两种,超声波焊接和包标(使用商标将 电池全部包起) 超声波焊接的电池主要有:NOKIA 8210,8250,8310,7210 等. 包标的电池就很多了,如前两年很浒的 MOTO998 ,8088 了. 第二节 锂离子电芯的基本知识 锂离子电芯是一种新型的电池能源，它不含金属锂，在充放 电过程中，只有锂离子在正负极间往来运动，电极和电解质 不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度可以达到300Wh/L， 重量容量密度可以达到 125Wh/L。 一、 电芯原理 锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负 极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在， 因此锂离子电芯更加安全稳定。其反应示意图及基本反应式 如下所示： 二、 电芯的构造 电芯的正极是 LiCoO2 加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成 正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上， 目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。 根据上述的反应机理，正极采用 LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2， 其中 LiCoO2 本是一种层结构很稳定的晶型，但当从 LiCoO2 拿走 XLi 后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于 X 的大小。通过研究发现当 X0.5 时 Li1-XCoO2 的结构表现 为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒 终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制 Li1-XCoO2 中的X 值，一般充电电压不大于 4.2V 那么 X 小 于 0.5 ，这时 Li1-XCoO2 的晶型仍是稳定的。负极 C6 其本 身有自己的特点，当第一次化成后，正极 LiCoO2 中的 Li 被 充到负极 C6 中，当放电时 Li 回到正极 LiCoO2 中，但化成 之后必须有一部分 Li 留在负极 C6 中，心以保证下次充放电 Li PG电子平台网站的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分 Li 留在负极 C6 中，一般通过限制放电下限电压来实现。所以 锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V ，放电下限电压≥2.5V 。 三、 电芯的安全性 电芯的安全性与电芯的设计、材料及生产工艺生产过程的控 制等因素密切相关。在电芯的充放电过程中，正负极材料的 电极电位均处于动态变化中，随着充电电压的增高，正极材 料（LixCoO2）电位不断上升，嵌锂的负极材料（LixC6）电 位首先下降，然后出现一个较长的电位平台，当充电电压过 高（ 4.2V ）或由于负极活性材料面密度相对于正极材料面 密度(C/A) 比值不足时,负极材料过度嵌锂，负极电位则迅速下 降，使金属锂析出(正常情况下则不会有金属锂的的析出)， 这样会对电芯的性能及安全性构成极大的威胁。电位变化见 下图： 在材料已定的情况下，C/A 太大，则会出现上述结果。相反， C/A 太小，容量低，平台低，循环特性差。这样，在生产加 工中如何保证设计好的 C/A 比成了生产加工中的关键。所以 在生产中应就以下几个方面进行控制： 1.负极材料的处理 1)将大粒径及超细粉与所要求的粒径进行彻底分离，避免了 局部电化学反应过度激烈而产生负反应的情况，提高了电芯 的安全性。 2 ）提高材料表面孔隙率，这样可以提高 10%以上的容量， 同时在C/A 比不变的情况下，安全性大大提高。处理的结果 使负极材料表面与电解液有了更好的相容性，促进了 SEI 膜 的形成及稳定上。 2.制浆工艺的控制 1)制浆过程采用先进的工艺方法及特殊的化学试剂，使正负 极浆料各组之间的表面张力降到了最低。提高了各组之间的 相容性，阻止了材料在搅拌过程“团聚”的现象。 2)涂布时基材料与喷头的间隙应控制在 0.2mm 以下，这样涂 出的极板表面光滑无颗粒、凹陷、划痕等缺陷。 3)浆料应储存 6 小时以上，浆料粘度保持稳定，浆料内部无 自聚成团现象。均匀的浆料保证了正负极在基材上分布的均 匀性，从而提高了电芯的一致性、安全性。 3.采用先进的极片制造设备 1)可以保证极片质量的稳定和一致性，大大提高电芯极片均 一性，降低了不安全电芯的出现机率。 2)涂布机单片极板上面密度误差值应小于±2%，极板长度及 间隙尺寸误差应小于2mm 。 3)辊压机的辊轴锥度和径向跳动应不大于 4μm，这样才能保 证极板厚度的一致性。设备应配有完善的吸尘系统，避免因 浮尘颗粒而导致的电芯内部微短路，从而保证了电芯的自放 电性能。 4)分切机应采用切刀为辊刀型的连续分切设备，这样切出的 极片不存在荷叶边，毛刺等缺陷。同样设备应配有完善的吸 尘系统，从而保证了电芯的自放电性能。 4.先进的封口技术 目前国内外方形锂离子电芯的封口均采用激光（LASER）熔 接封口技术，它是利用 YAG 棒（钇铝石榴石）激光谐振腔中 受强光源（一般为氮灯）的激励下发出一束单一频率的光 （λ=1.06mm ）经过谐振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦点 对准电芯的筒体和盖板之间，使其熔化后亲合为一体，以达 到盖板与筒体的密封熔合的目的。为了达到密封焊，必须掌 握以下几个要素： 1)必须有能量大、频率高、聚焦性能好、跟踪精度高的激光 焊机。 2)必须有配合精度高的适用于激光焊的电芯外壳及盖板。 3)必须有高统一纯度的氮气保护，特别是铝壳电芯要求氮气 纯度高，否则铝壳表面就会产生难以熔化的 Al2O3 （其熔点 为 2400℃）。 四、电芯膨胀原因及控制 锂离子电芯在制造和使用过程中往往会有肿胀现象，经过分 析与研究，发现主要有以下两方面原因： 1 锂离子嵌入带来的厚度变化 电芯充电时锂离子从正极脱出嵌入负极，引起负极层间距增 大，而出现膨胀，一般而言，电芯越厚，其膨胀量越大。 2 ． 工艺控制不力引起的膨胀 在制造过程中，如浆料分散、C/A 比离散性、温度控制都会 直接影响电芯电芯的膨胀程度。特别是水，因为充电形成的 高活性锂碳化合物对水非常 敏感，从而发生激烈的化学反 应。反应产生的气体造成电芯内压升高，增加了电芯的膨胀 行为。所以在生产中，除了应对极板严格除湿外，在注液过 程中更应采用除湿设备，保证空气的干燥度为 HR2%，露点 （大气中的湿空气由于温度下降,使所含的水蒸气达到饱和 状态而开始凝结时的温度）小于-40℃。在非常干燥的条件下， 并采取真空注液，极大地降低了极板和电解液的吸水机率。 五、铝壳电芯与钢壳电芯安全性比较 铝壳相对于钢壳具有很高的安全优势，以下是不同的压力实 验： 注：压力是电芯压力为电芯内部之压力（单位：Kg），表内 数据为电芯之厚度(单位：mm) 由此可见钢壳对内压反映十分 迟钝，而铝壳对内压反应却十分敏锐。因此从厚度上就基本 能判断出电芯的内压，而钢壳电芯往往隐含着内压带来的不 安全隐患。其中钢壳电芯型号为 063448 。 第三节 锂离子电池保护线路(PCM) 由第二节锂离子电芯的知识我们可以看出,锂离子电池至少 需要三重保护过充电保护,过放电保护,短路保护,那么就 应而产生了其保护线路,那么这个保护线路针对以上三个保 护要求而言: 过充电保护: 过充电保护 IC 的原理为：当外部充电器对锂 电池充电时，为防止因温度上升所导致的内压上升，需终止 充电状态。此时，保护 IC 需检测电池电压，当到达 4.25V 时 （假设电池过充点为 4.25V ）即启动过度充电保护，将功率 MOS 由开转为切断，进而截止充电。 过放电保护: 过放电保护 IC 原理：为了防止锂电池的过放 电，假设锂电池接上负载，当锂电池电压低于其过放电电压 检测点（假定为 2.5V ）时将启动过放电保护，使功率 MOSFET 由开转变为切断而截止放电，以避免电池过放电 现象产生，并将电池保持在低静态电流的待机模式，此时的 电流仅 0.1uA 。 当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高 于过度放电电压时，过度放电保护功能方可解除。另外，考 虑到脉冲放电的情况，过放电检测电路设有延迟时间以避免 产生误动作。 过放电保护及过充电保护 IC 主要生产厂家有 :美上美 (MITSUMI), 精 工 , 台 湾 富 晶 (DW01,FS301,302), 理 光,MOTOROLA 等封装形式主要为 SOT26,SOT6 过电流及短路电流 因为不明原因（放电时或正负极遭金属物误触）造成过电流 或短路，为确保安全，必须使其立即停止放电。 过电流保护 IC 原理为，当放电电流过大或短路情况产生时，保护 IC 将 启动过（短路）电流保护，此时过电流的检测是将功率 MOSFET 的 Rds(on) 当成感应阻抗用以监测其电压的下 降情形，如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电，运 算公式为: V- = I × Rds(on) × 2 （V- 为过电流检测电压，I 为放电电流）。 假设 V- = 0.2V ，Rds(on) = 25mΩ，则保护电流的大小为 I = 4A 。 同样地，过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流 入时产生误动作。 通常在过电流产生后，若能去除过电流因素(例如马上与负载 脱离)，将会恢复其正常状态，可以再进行正常的充放电动作 一、电池原理与标识 1.什么叫电池？ 电池 Batteries 是一种能量转化与储存的装置它通过反应将化学能或 物理能转化为电能根据 电池即一种化学电源，它由两种不同成分的 电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用 的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能 来提供能。 2.一次电池与二次电池的有哪些异同点？ 一次电池只能放电一次，二次电池可反复充放电循环使用，可充电电 池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，因此设计时必须调节 这些变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆 性变化，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， 但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放 电远小于二次电池。 3.什么是 IEC 标准？电池常用标准有哪些？ IEC 标准即国际电工委员会（International Electrical Commission）， 是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世 界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为 IEC285，关 于镍氢电池的标准是 IEC61436，锂离子电池目前 IEC 标准，一般电 池行业依据的是 SANYO 或 Panasonic 的标准。 电池常用IEC 标准有镍镉电池的标准为 IEC602851999; 镍氢电池的 标准为 IEC614361998.1; 锂电池的标准为 IEC619602000.11。 电池常用国家标准有镍镉电池的标准为GB/T11013_1996GB/T1828 9_2000;镍氢电池的标准为 GB/T15100_1994GB/T18288_2000; 锂 电池的标准为GB/T10077_1998YD/T998_1999,GB/T18287_2000 。 另外电池常用标准也有日本工业标准 JIS C 关于电池的标准及 SAN YOPANASONIC 公司制定的关于电池企业标准。 4. 镍镉电池的电化学原理是什么? 镍镉电池采用 Ni(OH)2 作为正极，CdO 作为负极，碱液（主要为 K OH ）作为电解液，镍镉电池充电时，正极发生如下反应 Ni(OH)2 – e + OH- → NiOOH + H2O 负极发生的反应：Cd(OH)2 + 2e → Cd + 2OH- 总反应为：2Ni(OH)2 + Cd(OH)2→ 2NiOOH+ Cd+ 2H2O 放电时，反应逆向进行 NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OH-Cd + 2OH- + 2e→ Cd(OH)2 充电时，随着 NiOOH 浓度的增大，Ni(OH)2 浓度的减小，正极的电 势逐渐上升，而随着 Cd 的增多，Cd(OH)2 的减小，负极的电势逐渐 降低，当电池充满电时，正极、负极电位均达到一个平衡值，二者电 势之差即为电池之充电电压。 5.镍氢电池的电化学原理是什么？ （主要为KOH）作为电解液，镍氢电池充电时，正极发生反应如下： Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O 电解质7moL/LKOH+15 g/LLioH 负极反应：MHn + ne → M + n/2H2 放电时，正同的 Ni 氧化物作为镍氢电池采用与镍镉电池相正极，储 氢金属作为负极，碱液正极：NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH- 负极：M + n/2H2 → MHn + ne 6.锂离子电池的电化学原理是什么(LiP LiB PLB) 锂离子电池正极主要成分为 LiCoO2 负极主要为 C 充电时 正极反应：LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 负极反应： C + xLi+ + xe- CLix 电池总反应：LiCoO2 + C Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应 的逆反应。 7. 电池的主要结构组成是什么? 电池的主要组成部分为：正极片、负极片、隔膜纸、盖帽、外壳、绝 缘层，电解质。 8.手机锂电池由哪些部分组成及各部分的功能是什么？ 手机锂电池主要由塑料壳上下盖锂电芯保护线路板(PCB)组成和可 恢复保险丝 polyswitch 有的厂家还配置了 NTC 识别电阻或震动马达 或充电电路等组件。 各部分功能如下： 锂电芯：提供可充放电源。 保护线路板：防止电池过充过放短路。 可恢复保险丝 Position(PTC): 正热敏电阻起到高温保护作用同时又 是保护线路板实效后的二重保护。（其阻值随温度升高而增大；NT C 相反） 可恢复保险丝 NegativeTemperatureCoefficient(NTC): 负热敏电阻, 感应电池内部温度起到低温保护作用。 识别电阻：识别原装电池非原装电池不能使用。 9. 电池的包装材料有哪些? 1. 不干介子纸如纤维纸双面胶 2. PVC 膜商标管 3. 连接片不锈钢片 纯镍片镀镍钢片 4. 引出片不锈钢片易于焊锡纯镍片点焊牢 5. 插头类 6. 保护元器件类如温控开关过流保护器限流电阻 7. 纸箱纸盒 8. 塑 料壳类 10.电池包装组合及设计的目的的是什么? 1. 美观品牌印字商标的设计 2. 电池电压的限制要获得较高电压需 串联多只电池 3. 保护电池防止短路延长电池使用寿命 4. 尺寸的限制 5. 便于运输如纸箱纸盒的设计等 6. 特殊功能的设计如防水特殊外 型设计等 11.IEC 规定的可充电电池的标识方法是什么？ 根据 IEC 标准镍镉镍氢电池的标识由 5 部分组成 1. 电池种类KR 标识镍镉电池 HF 表示镍氢电池 HR 表示型镍氢电池 2. 电池尺寸资料包括圆形电池的直径高度方型电池的高度宽度厚度 数值之间用斜杠隔开单位 mm 3. 放电特性符号 L 表示适宜放电电流倍率在 0.5C 以内 M 表示适宜放电电流倍率在 0.5-3.5C 以内 H 表示适宜放电电流倍率在 3.5-7.0C 以内 X 表示电池能在 7C-15C 高倍率的放电电流下工作 4. 高温电池符号用 T 表示 5. 电池连接片表示CF 代表无连接片 HH 表示电池拉状串联连接片用 的连接片 HB 表示电池带并排串联连接用连接片 例如 HF18/07/49 表示方形镍氢电池宽为 18mm,厚度为 7mm 高度为 49mm KRMT33/62HH 表示镍镉电池放电倍率在 0.5C-3.5 之间高温系列单 体电池无连接片直径 33mm 高度为 62mm 根据 IEC61960 标准二次锂电池的标识如下: 1. 电池标识组成3 个字母后跟 5 个数字圆柱形或 6 个方形数字 2. 第一个字母表示电池的负极材料 I 表示有内置电池的锂离子 L 表 示锂金属电极或锂合金电极 3. 第二个字母表示电池的正极材料 C 基于钴的电极 N 基于镍的电极 M 基于锰的电极 V 基于钒的电极 4. 第三个字母表示电池的形状 R 表示圆柱形电池 L 表示方形电池 5. 数字圆柱形电池 5 个数字分别表示电池的直径和高度直径的单位 为毫米高 度的单位为十分之一毫米直径或高度任一尺寸大于或等于 100mm 时 两个尺寸之间应加一条斜线 个数字分别表示电池的厚度宽度和高度单位毫米三个尺 寸任一个大于或等于 100mm 时尺寸之间应加斜线三个尺寸中若有任 一小于 1mm,则在此尺寸前加字母t 此尺寸单位元元为十分之一毫米。 例如： ICR18650 表示一个圆柱形二次锂离子电池正极材料为钴其直径约为 18mm 高约为 65mm 。 ICR20/1050 ICP083448 表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为 8mm,宽度约为 34mm 高约为 48mm 。 ICP08/34/150 表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约 为 8mm,宽度约为 34mm 高约为 150mm。 ICPt73448 表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为 0. 7mm,宽度约为 34mm 高约为 48mm 。 12．BYD 锂离子电池的标识和含义是什么? 标识由三部分组成: 例 L C 18650 锂离子电池圆柱型电池规格直径为 18mm 高 65.0mm L P 083448 S H 锂离子电池方型电池规格厚度为 8mm 高48mm 宽度为34 mm 钢壳 高容量 L P 083467 A R 锂离子电池方型电池规格厚度为 8mm 高67mm 宽度为34 mm 铝壳 圆角 二、电池性能与测试 1．二次电池性能主要包括哪些方面? 主要包括电压、内阻、容量、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、可焊性、耐腐 蚀性等。 手机电池块有哪些电性能指标怎么测量？ 电池块的电性能指标很多这里只介绍最主要的几项电特性： A. 电池块容量 该指标反映电池块所能储存的电能的多少是以毫安培培小时计,例如: 1600mAH 是意昧着电池以 1600mA 放电可以持续放电一小时. B.电池块寿命 该指标反映电池块反复充放电循环次数 C. 电池块内阻 上面已提到电池块的内阻越小越好但不能是零 D.电池块充电上限保护性能 锂电池充电时，其电压上限有一额定值，在任何情况下不能﹤4.2V ， 锂电池的电压不允许超过此额定值该额定值。由 PCB 板上所选用的 IC 来决定和保证。 E.电池块放电下限保护性能 锂电池块放电时,在任何情况下锂电池的电压不允许低于某一额定值 不能小于 2.75V 该额定值,由PCB 板上所选用的 IC 来决定和保证。 需要说明的是，在手机中一般锂电池块放电时，尚未到达下限保护值， 手机就因电池电量不足而关机。 F.电池块短路保护特性 锂电池块外露的正负极片在被短路时,PCB 板上的 IC 应立即加以判 断,并作出反应关断 MOSFET。当短路故障排除后，电池块又能立即 输出电能，这些均有 PCB 上的 IC 来识别判断和执行。 2 ．电池的可靠性测试项目有哪些？ 1. 循环寿命 2. 不同倍率放电特性 3. 不同温度放电特性 4. 充电特 性 5. 自放电特性 6. 不同温度自放电特性 7. 存贮特性 8. 过放电特性 9. 不同温度内 阻特性 10. 高温测试 11. 温度循环测试 12. 跌落测试 13. 振动测试 14. 容量分布测试 15. 内阻分布测试 16. 静态放电测试 ESD 17.平台分布测试 3 ．电池的安全性测试项目有哪些? 1. 内部短路测试2. 持续充电测试 3. 过充电 4. 大电流充电 5. 强迫 放电 6. 坠落测试 7. 从高处坠落测试 8. 穿透实验 9. 平面压碎实验 10. 切割实验 11. 低气压内搁置测试 12. 热虐实验 13. 浸水实验 14. 灼烧实验 15. 高压实验 16. 烘烤实 验 17. 电子炉实验 4 ． 什么是电池的额定容量? 指在一定放电条件下,电池放电至截止电压时放出的电量。IEC 标准 规定镍镉和镍氢电池在 20+_ 5c 环境下,以0.1C 充电 16 小时后以 0. 2C 放电至 1.0V 时所放出的电量为电池的额定容量,以C5 表示而对于 锂离子电池,则规定在常温,恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下,充 电3 h 再以 0.2C 放电至2.75V 时,所放出的电量为其额定容量电池容 量,电池容量的单位元元有Ah,mAh(1Ah=1000mAh). 5 ．什么是电池的放电残余容量? 当对可充电电池用大电流（如 1C 或以上）放电时，由于电流过大使 内部扩散速率存在的“瓶颈效应”，致使电池在容量未能完全放出时已 到达终点电压，再用小电流如 0.2C 还能继续放电，直至 1.0V/支时 所放出的容量称为残余容量。 7．什么是电池的标称电压开路电压中点电压终止电压? 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 。 开路电压指在外电路断开时，电池两个极端间的电位差； 终点电压指电池放电实验中，规定的结束放电的截止电压； 中点电压指放到50%容量时，电池的电压主要用来衡量大电流放电 系列电池高倍率放电能力，是电池的一个重要指标。 8 ．电池常见的充电方式有哪几种? 镍镉和镍氢电池的充电方式: 1. 恒流充电:整个充电过程个中充电电流为一定值,这种方法最常见。 2. 恒压充电：充电过程中充电电源两端保持一恒定值，电路中的电 流随电池电压升高而逐渐减小。 3. 恒流恒压充电:电池首先以恒流充电CC,当电池电压升高至一定值 时,电压保持不变CV, 电路中电流降至很小,最终趋于 0 。 锂电池的充电方式： 恒流恒压充电：电池首先以恒流充电 CC，当电池电压升高至一定值 时，电压保持不变 CV，电路中电流降至很小，最终趋于 0 。 9 ．什么是电池的标准充放电？ IEC 国际标准规定的镍镉和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。 什么是脉冲充电对电池性能有什么影响？ 由于镍镉电池在常规充电时容易极化，常规恒压或恒流充电均会使电 解液持续产生氢氧气体，其氧气在内部高压作用下，渗透至负极与镉 板作用生成 CdO ,造成极板有效容量下降。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。 10． 什么是涓流充电？ 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。根据以往测试的经验，电池 在充满电后在 40 由于自放电损失的容量大约是标称容量的5% 。从 理论上讲，以 C/500 的电流持续充电即可弥补自放电造成的容量损 失： C*5/100*24h*C/500，但是，由于电流太小，实际上充电效率非常低， 使得基本无法充进电。我们采用脉冲充电方法可以解决这个问题。用 C/10 充电 1.2 秒，搁置 58.8 秒。按照上述条件每天充电的容量约为 标称容量的 5% 。一般而言，脉冲充电的方式在以下范围内较为适合， 可根据实际情况选用。充电电流：C/20，充电时间：0.1 秒到 60 秒。 涓流充电的例子： 充电高充电低脉冲周期 S 每天充电容量电流时间电流时间 C/10 1.2 s 0C 58.8s 60s 标准容量的 5% C/20 2.4s 0C 57.6s 60s C/10 0.6s 0C 29.4s 30s 。 11．什么是充电效率？ 指电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输入的 电池容量的比值它可按照以下公式计算： 充电效率=（放电电流* 放电至截止电压的时间/充电电流* 充电时间） * 100% 输入的能量部分用来将活性物质转换为充电态，部分消耗在副反应上 来产生氧气，充电效率受到充电速率和环境温度的影响，充电时充电 电流必须在一定范围内，电流太小或太大充电效率都很低，由于电池 还存在自放电，致使电池无法充满电。 12．什么是电池的功率输出？ 电池的功率输出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，在额定电压条件下电池的输出功率随电极表面积 的增大工作温度的上升而上升，反之亦然。 什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少？ 自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在 一定环境条件下的保持能力。一般而言，自放电主要受制造工艺，材 料，储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而 言，电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过 高均有可能造成电池损坏无法使用，BYD 常规电池要求储存温度范 围为-20~45 。电池充满电开路搁置一段时间后，一定程度的自放电属 于正常现象。IEC 标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为 205 湿度为 6520%条件下，开路搁置 28 天，0.2C 放电时间分别大于 3 小时和 3 小时 15 分即为达标。 与其它充电电池系统相比，含液体电解液太阳能电池的自放电率明显 要低，在 25 下大约为 10%/月。 13．什么是24 小时自放电测试？ 镍镉和镍氢电池的自放电测试为: 由于标准荷电保持测试时间太长,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 1.0 V.1C 充电80 分钟,搁置 1 5 分钟后,以 1C 放电至 1.0V 测其放电容量 C1,再将电池以 1C 充电 8 0 分钟,搁置 24 小时后测 1C 容量 C2,C1C2/C1*100%应小于 15%. 14．锂电池的自放电测试为: 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%. 15． 什么是电池的内阻怎样测量? 电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般 分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于 电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻 可免除极化内阻的影响,得出真实的内值. 交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一 个 1000HZ,50mA 的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理 从而精确地测量其阻值. 充电态内阻与放电态内阻有何不同? 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 电时后的内阻. 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. 充电态内阻与放电态内阻有何不同? 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 电时后的内阻. 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. 16．什么是 IEC 标准循环寿命测试? IEC 规定镍镉和镍氢电池标准循环寿命测试为: 电池以0.2C 放至 1.0V/支后 1. 以0.1C 充电 16 小时,再以 0.2C 放电 2 小时 30 分(一个循环). 2. 0.25C 充电 3 小时 10 分,以0.25C 放电 2 小时20 分(2-48 个循环). 3. 0.25C 充电 3 小时 10 分,以0.25C 放至 1.0V(第 49 循环) 4. 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. BYD 内部也采用1C循环寿命测试方法即额定放电后,将电池以 1C 充 电80 分钟,采用-V=20mV/支控制充电终点.1C 放电至 1.0V 后反复循 环 500 次后容量应在初容量的 60% 以上. IEC 规定锂电池标准循环寿命测试为: 电池以0.2C 放至 3.0V/支后 1. 1C 恒流恒压充电到 4.2V 截止电流 20mA 搁置 1 小时再以 0.2C 放电至 3.0V(一个循环) 反复循环 500 次后容量应在初容量的 60% 以上 17．什么是标准耐过充测试? IEC 规定镍镉和镍氢电池的标准耐过充测试为: 将电池以 0.2C 放电至 1.0V/支,以0.1C 连续充电28 天,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. IEC 规定锂电池的标准耐过充测试为: 1).将电池 0.2C 放电至 3.0 V 2).用电流 I 任意设置 10V 电压对电池充电充电时间为T=2.5*C5/I 3). 电池最终不爆炸和起火 18．什么是标准荷电保持测试? IEC 规定镍镉和镍氢电池的标准荷电保持测试为: 电池以0.2C 放至 1.0/支,后以 0.1C 充电 16 小时,在温度为 205 湿度 为 65%20%条件下储存 28 天后,再以 0.2C 放电至 1.0V,镍镉电池放 电时间应不小于3h15m,而镍氢电池应大于 3 小时. 国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为(IEC 无相关标准). 电池以0.2C 放至 3.0/支后,以 1C 恒流恒压充电到 4.2V,截止电流 10 mA,在温度为 20+_5 下储存 28 天后,再以 0.2C 放电至 2.75V 计算放 电容量,再与电池标称容量相比,应不小于初始容量的 85%. 19．什么是电池的内压电压正常内压一般为多少? 电池的内压是由于充放电过程中产生的气体所形成的压力.主要受电 池材料制造工艺,结构等使用过程因素影响.一般电池内压均维持在正 常水平,在过充或过放情况下,电池内压有可能会升高: 例如过充电正极:4OH- - 4e 2H2O + O2 产生的氧气透过隔膜纸与负极复合:2Cd + O2 2CdO 如果反应的速度低于反应的速度,产生的氧气来不及被消耗掉,就会造 成电池内压升高. 20 ．什么是内压测试? 镍镉和镍氢电池内压测试为:将电池以 0.2C 放至 1.0V 后,以 1C 充电 3 小时,根据电池钢壳的轻微形变通过转换得到电池的内压情况,测试 中电池不应鼓底,漏液或爆炸. 锂电池内压测试为:(UL 标准) 模拟电池在海拔高度为 15240m 的高空(低气压 11.6kPa)下,检验电池 是否漏液或发鼓. 具体步骤:将电池 1C 充电恒流恒压充电到 4.2V,截止电流 10mA ,然 后将其放在气压为 11.6Kpa,温度为(20+_3)的低压箱中储存 6 小时, 电池不会爆炸,起火,裂口,漏液. 21 ．什么是短路实验? 将充满电的电池在防爆箱内用一根导线连接正负极短路,电池不应爆 炸或起火. 22 ．什么是跌落测试? 将电池组充满电后从三个不同方向于 1m 高处跌落于硬质橡胶板上, 每个方向做 2 次,电池组电性能应正常,外包装无破损. 23 ．什么是振动实验? 镍镉和镍氢电池振动实验方法为: 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: 振幅:4mm 频率:1000 次,分 XYZ 三个方向各振动 30 分钟. 电池电压变化应在+_0.02V 之间,内阻变化在+_5m 以内. 锂电池振动实验方法为: 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: 振幅 0.8mm 使电池在 10HZ-55HZ 之间震动,每分钟以 1HZ 的震动速率递增或递 减. 电池电压变化应在+_0.02V 之间,内阻变化在5m 以内. 24 ．什么是碰撞实验? 镍镉和镍氢电池碰撞实验方法为: 电池以0.2C 放电至 1.0V 后,在 20+_5c 下,以0.1C 充电 16 小时,安 装到碰撞测试台上按如下条件测试: 峰值加速度为 98m/S2(10g),相应脉冲时间 D 为 16m/s,相应速度变化 为 1.00m/s,碰撞 1000 次结束后,电池应在205 下搁置 1-4 小时以 0. 2C 放电至 1.0V 的放电时间应不小于 5 小时 锂电池碰撞实验方法为国家标准 电池以0.2C 放电至 3.0V 后在 205 下以 1C 充电恒流恒压充电到 4. 2V 截止电流 10mA 安装到碰撞测试台上按如下条件测试: 峰值加速度在 100m/S2,脉冲持续时间为 16ms,碰撞次数为 100010, 次碰撞结束后目测电池外观应无异常现象然后以 1C 恒流放电至 2.7 5V,然后在(205)的条件下,进行 1C 充电 1C 放电循环直至放电容量不 少于初始容量的 85% ,但循环次数不多于 3 次. 25 ．什么是撞击实验? 电池充满电后,将一个 15.8mm 直径的硬质棒横放于电池上,用一个 2 0 磅的重物从 610mm 的高度掉下来砸在硬质棒上,电池不应爆炸起火 或漏液. 26 ．什么是穿透实验? 电池充满电后，用一个直径为2.5mm-5mm 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。 27 ．什么是高温加速实验？ 由于标准荷电保持测试时间较长，对镍氢电池一般采用高温加速实 验。将充满电后的电池储存在 45 环境中 3 天（等效于电池在常温下 搁置 28 天）在常温下搁置 1 小时后，以 0.2C 放电至 1.0V，要求放 电时间大于3 小时。 28 ．什么是高温高湿测试？ 镍镉和镍氢电池高温高湿测试为： 电池以0.2C 放电至 1.0V 后，1C 充电 75 分钟后将其置与温度 66c， 85%湿度条件下储存 192 小时（8 天）于常温常湿下搁置 2 小时,电 池不应变形或漏液,容量恢复应在标称容量的 80% 以上. 锂电池高温高湿测试为:(国家标准) 将电池 1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流 10mA,然后放入(402),相对 湿度为 90%-95%的恒温恒湿箱中搁置48h 后,将电池取出在(205)的 条件下搁置 2h 观测电池外观应该无异常现场,再以 1C 恒流放电到 2. 75V,然后在(205)的条件下,进行 1C 充电,1C 放电循环直至放电容量 不少于初始容量的 85% ,但循环次数不多于 3 次。 29 ．什么是温升实验? 将电池充满电后放进烘箱,以每分钟5 的速度升高烘箱温度,一直到烘 箱温度达 150c,并将 150 保持 10 分钟,电池不应爆炸或起火。 30 ．什么是温度循环实验？ 温度循环实验包含 27 个循环，每个循环由以下步骤组成： 1. 电池从常温转为在66+-3c,15+_5%条件下放置 1 小时。 2. 转为在温度在 33+_3c 湿度 905 的条件下放置 1 小时. 3 .条件转为-403 放置 1 小时 4 . 电池在25 搁置 0.5 小时 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。 31 ．什么是温度震荡实验？ 该实验需要两个恒温箱，其中一个为 66c,一个为-40,每一个循环由下 面步骤组成:电池在-40 放置 1 小时后,在 5 秒内转移到 66 烘箱内烘烤 1 小时,这个循环实验应该从低温开始,然后在高温结束,整个过程应为 24 个循环,电池经过此循环实验,应该不会出现任何电性能问题. 32 ．什么是灼烧实验? 在防爆箱内,将充满电的电池在蓝色火焰上烘烤,电池安全阀应在一段 时间后开启. 三、电池常见问题与分析 1．电池使用时有哪些注意事项？ 1. 仔细阅读电池说明书,使用所推荐的电池; 2. 检查电器及电池的接触件是否清洁,必要时用湿布擦干净,干燥后 按正确极性方向装入; 3. 无成人监护时,不要让儿童更换电池,小型电池如AAA应放在儿童 不能拿到的地方。 4. 不要将新，旧电池或不同型号电池混用 5. 不要试图用加热，充电或其它方法使一次电池再生 6. 不要将电池 短路 7. 不要加热电池或将电池丢入水中 8. 不要拆卸电池 9. 用电器使用 后应断开开关 10. 应当从长期不使用的用电器具中取出电池 11. 电池应保存在阴 凉，干燥无阳光直射处 2 ．电池对环境有什么影响？ 现今几乎所有电池均不含汞，但重金属仍然是汞电池，可充电镍镉电 池，铅酸电池的必要组成部分。如果处置不当，且数量较多的话，这 些重金属将对环境产生有害的影响。目前，国际上已有专门机构回收 氧化锰镍镉和铅酸电池。例如非盈利机构RBRC公司于 1997 年获得RBRC公司的认证，所有镍镉电池均得到回收利 用。BYD一直致力于环保电池（镍氢，锂离子）来代替镍镉电池。目 前，镍氢电池和锂离子电池所占的比例有大幅度提高。 3 ．环境温度对电池性能有何影响？ 在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/ 电解液接口上的电化学反应与环境温度有关，电极/ 电解液接口被视 为电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压 保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升 则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度 上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影 响。但温度太高，超过45 ，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。 镍镉镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低（如低于-15 ），而 在-20 时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。在低温 充电低于 0 会增大电池内压并可能时安全阀开启。为了有效充电，环 境温度范围应在 530 之间，一般充电效率会随温度的升高而升高， 但当温度升到 45 以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的 循环寿命也将大大缩短。 4 ． 充电的控制方法有哪些？ 为了防止电池过充，需要对充电终点进行控制，当电池充满时，会有 一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方 法来防止电池被过充： 1. 峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点; 2. dT/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点; 3. T控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大; 4. -V控制:当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值 5. 计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要 充进 130%标称容量所需的时间来控制; 6. TCO控制:考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充 电,因此当电池温度升高 60 时应当停止充电。 5 ．什么是过充电对电池性能有何影响？ 过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为，对N i-Cd电池，过充电产生如下反应： 正极：4OH- - 4e 2H2O + O2 负极：2Cd + O2 2Cd O 由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的氧气透 过隔膜纸与负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明 显升高，但如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及 被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液，等不良现象。同时， 其电性能也会显著降低。 6 ．什么是过放电对电池性能有何影响？ 电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过 放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设 定 1.0V/支,3C以上如5C或 10C放电设定为 0.8V/支,电池过放可能会 给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放，或反复过放对电池影 响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆 性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。 7． 电池电池组放电时间短的可能原因有哪些？ 1. 电池未被充满电,如充电时间不够,充电效率较低等 2. 放电电流过 大,致使放电效率降低从而使放电时间缩短 3. 电池放电时环境温度过 低,放电效率下降 8 ．电池使用寿命短的可能原因是什么? 1. 充电器或充电电路与电池类型不匹配 2. 过充,过放 3. 电池类型与 用电器要求不一致 9 ．不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题? 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。 电池使用完后或长期不使用是否可以保存在用电器内？ 如果用电器较长时期内不再使用，最好将电池取出并放于低温，干燥 的地方，如果不这样，即使用电器被关掉，系统仍会使电池有一个低 电流输出，这会缩短电池的使用寿命。 10．每次使用完后无绳电话都应放回机座吗？ 按照惯例及无绳电话的设计，每次使用后都应放回机座上。这样可以 激活电池，补充放掉的容量及有于自放电的容量损失。不过我们建议 间或将电池完全放电，以便恢复电池的初始容量及放电性能。当然如 果长期不使用电话，最好还是要将无绳电话取下来，避免电池长期被 过充电。另外，由于无绳电话即使在关机后，系统仍有一小电流在放 电，因此，长期不用时应拆下电池，使其置于开路，使用时再充电。 11．电池储存在什么样的条件较好？ 根据IEC标准规定，电池应在温度为 20+-5，湿度为（65-+20 ）%的 条件下储存。一般而言，电池储存温度越高，容量的剩余率越低。反 之，也是一样。冰箱温度在 0-10 时储存电池的最好地方。尤其时对 一次电池，而二次电池即使储存后损失了容量，但只要重新充放电几 次既可恢复。 12．电池能储存多久？ 就理论上讲，电池储存时总有能量损失。电池本身固有的电化学结构 决定了电池容量不可避免地要损失，主要是由于自放电造成的。通常 自放电大小与正极材料在电解液中的溶解性和它受热后的不稳定性 （易自我分解）有关。可充电电池的自放电远比一次电池高。而且电 池类型不同，电池每月的自放电率也不一样。一般在 10-35%变动。 一次电池的自放电明显要低得多，在室温下每年不超过 2%，储存过 程中与自放电伴随的是电池内阻上升，这会造成电池负荷力的降低， 而在放电电流较大的情况下，能量的损失变化非常明显下表列出了正 常储存条件下自放电的近似值： 类型自放电碱锰MnO2/Zn圆形电池2% 锌碳MnO2/Zn圆形电池〈4 % 锂离子锂MnO2 圆形电池和纽扣电池约 1% 镍镉/镍氢电池〈35% 13．什么是短路对电池性能有何影响？ 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，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。 14．什么是记忆效应怎样消除记忆效应？ 记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中负极为烧结式，镉 晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒 容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这一放 电平台并在下次循环中将其作为放电的终点，尽管电池本身的容量可 以使电池放电到更低的平台上。在以后的放电过程中电池将只记得这 一低容量。同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将加深这 一效应，使电池的容量变得更低。 要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深度放电（如用 0.1 C放至 0V ）一是采用大电流充放电（如 1C）几次。对BYD镍镉电池 来说，由于负极的工艺全部为拉浆式，镉晶粒不会聚集，不存在记忆 效应的问题。 15．电池出现零电压或低电压的可能原因是什么？ 1. 电池遭受外部短路或过充,反充(强制过放) 2. 电池受高倍率大电流连续过充,导致电池极芯膨胀,正极直接接触 短路。 3. 电池内部短路，或微短路，如：正负极片有毛刺穿透隔膜纸接触 短路，正负极片放置不当，造成极片接触短路，或正极片接触钢壳短 路，负极掉料进隔膜纸，隔膜纸本身有缺陷，正极极耳接触负极片短 路。 电池组零电压或低电压的可能原因有哪些？ 1. 是否单支电池零电压 2. 插头短路,断路,与插头连接不好 3. 引线. 电池内部连接错误,连接片与电池之间漏焊,虚焊,脱焊等5. 电池内 部电子组件连接不正确,损坏 16．电池电池组充不进电的可能原因是什么? 1. 电池零电压或电池组中有零电压电池2. 电池组连接错误,内部电 子组件,保护电路出现异常 3. 充电设备故障,无输出电流;4. 外部因素 导致充电效率太低(如极低或极高温度) 17． 电池电池组无法放电的可能原因是什么? 1. 电池经储存,使用后,寿命衰减;2. 充电不足或未充电;3. 环境温度 过低; 4. 放电效率较低,如大电流放电时普通电池由于内部物质扩散速度跟 不上反应速度,造成电压急剧下降而无法放出电。 18．电池充满电时温度为什么会急升电压为什么会突降？ 当电池充满电后再继续充电属于过充，由于正极Ni(OH)2 已基本全部 转化为NiOOH，电池电位在此一温度达到平衡值（最大值），此时 外部的恒定电流过充使OH-氧化而产生氧气。 化学反应：4OH- - e O2 + 2H2O + 热量 生产的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合：2Cd + O2 2CdO + 热量 该化合反应产生的热量很多，只是电池整个体系温度升高。故此时温 度存在急剧上升的现象。而由于温度越高，电池平衡电位越低，故温 升必然导致电池平衡电位下降，故此时电池电压存在突降现象。 19．电池鼓底凸肚甚至漏液的可能原因时什么？ 1. 电池被过充,特别是高倍率大电流连续过充;2. 电池被强制过放 20 ．什么是电池的爆炸怎样预防电池爆炸? 电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm 以上的 距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。将一网罩 住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为 25cm 。网的密度为 6-7 根/cm ，网线mm的软铝线，如果实验无固体部 分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。 21 ．电池保护元器件类的种类及各自的优缺点是什么？ 下表是几种常见的电池保护元器件的各项性能对比： 名称 主要材料 作用 优点 缺点 热敏 开关 PTC 电池组的大电流保护 迅速感应电路中电流及温度 变化温度过高或电流过达可使该开关内双金属片温度达到开关的额 定值，金属片跳脱，起到保护电池及用电器的作用金属片跳脱后可能 不复位，导致电池组电压无法工作。 过流保护器 PTC 电池组过大电流保护该器件随温度升高，电阻线性 变大，当电流或温度升高到某一定值时，阻值发生突变（变大），从 而使电流变到mA级，待温度下降，又会回复正常，可作为电池连接 片串入电池组中。 价格较高 保险丝 感应电路电流及温度 当电路中电流超过额定值或电池的温 度商升到一定值时，保险丝熔断使电路断开来保护电池组和用电器免 遭破坏。 保险丝熔断后无法恢复，需要及时更换，比较麻烦 四、电池类型与应用领域 1．电池如何分类？ 干电池carbon-zincdry batteries碱锰电池alkaline-一次性电池mang anese batteries(primary batteries 锂电池lithium batteries)铅酸电 池lead batteries 化学电池二次电池镍镉电池(Ni-Cd ) chemical ba tteries (secondary batteries) 镍氢电池Ni-MH 锂离子电池Li-ion其 它other 燃料电池fuel cell 物理电池physical energy 太阳电池sola r cellbatteries) 2 ．未来电池的发展趋势怎样？ 在未来几年内，可充电电池将占据更大的市场份额，而一次电池的市 场份额将越来越小，便携式摄像机，移动和无绳电话，笔记本计算机 和多媒体设备等的普及将需要越来越多的充电电池。而充电电池正向 环保，轻薄，小能量，密度更高，等方向发展。 3 ．可充电电池的优缺点是什么？ 可充电电池的优点是使用寿命长，它们可充放电 1000 多次，即使价 格比一次电池要贵，但从长期使用的观点来看，则很经济实惠，而且 可充电电池的负荷力要比绝大部分一次电池高。但普通镍镉镍氢电池 放电电压基本恒定,很难预测放电何时结束，所以在照相机使用中， 一般不用这种电池，而锂离子电池能给照相机设备提供较长的使用时 间，高负荷力，高能量密度，且放电电压的下降随放电的深入而减弱。 4 ．什么是便携式电池？ 便携式电池主要是给手提式，无绳设备提供电能。更为普通的定义是 它也包括在一大型类型（可能由主群组操作）下带动一子类型，如： 膝上型计算机。上述型号的子类型可能是计算机内的钟表或备用电 池。较大型号的电池如 4 公斤或以上不属于便携式电池。现今典型的 便携式电池约为几百克。 便携式电池的家族包括一次电池和可充电电池（二次电池）。纽扣电 池属于它们中特殊的一群。 5 ． 什么是干电池和什么是液体电池 干电池和液体电池仅限于一次电池和早期发展的伏打电池成分的那 段时期。那时，液体电池由一装满电解液的玻璃容器组成，将电化学 活性电极浸泡在里面。仅在后来推出了结构完全不同的电池，可放置 在任何位置而不会溢出，这跟现有的一次电池很相似。早期电池以糊 状电解液为基础。在那时就是干电池。从这种意义上来讲现今的一次 电池也是干电池。 原则上液体电池适用于现某些二次电池对于大型的固体铅酸或太阳 能电池更常用这种液体硫磺酸电解液。对于移动设备，建议使用不会 溢出，免保养的铅酸电池，而且已经被使用了许多年，硫磺酸由凝胶 体固定或一特别的小玻璃垫子。 6 ．镍镉电池的优势是什么？ 1.低成本 2. 良好的耐过充性能3. 良好的快充性能4. 循环寿命长 5. 广泛的温度使用范围 6. 中度的自放电率 7. 良好的安全性能 7．镍氢电池的优势是什么? 1. 低成本 2. 良好的快充性能3. 循环寿命长 4. 无记忆效应 5. 无污 染绿色电池 6. 广泛的温度使用范围 7. 安全性能好 8 ．锂离子电池的优势是什么? 1.高的能量密度 2. 高的工作电压 3. 无记忆效应 4. 循环寿命长 5. 无污染 6. 重量轻 7. 自放电小 9 ．锂聚合物电池具有哪些优点? 1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。 2. 可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至 0.5mm 。 3. 电池可设计成多种形状4. 电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯 曲90 度左右 5. 可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到 高电压，高分子电池 6. 由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。 7. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍 10．什么是智能二次电池？ 在智能电池中装有一个芯片，不但为设备提供电源，也控制其主要功 能，这种型号的电池能显示残余容量，已经循环的次数，温度等，但 目前市场上还没有智能电池出售，但将来回占据市场的主要地位 尤其是在便携式摄像机，无绳电话，移动电话，及笔记本计算机中。 11．什么是微电池或纽扣电池？ 微电池纽扣电池是指那些直径与高度相等或者更大的电池。目前的碱 性纽扣电池的尺寸范围规定：直径 4.8mm-11.4mm,高度 10.5mm-5. 4mm ，其电压依赖于不同的电化学分别为：1.2V,1.35V,1.4V,1.5V,1. 55V.它们因为外观相似而被称为纽扣电池硬币电池，同样也属于纽扣 电池一族。 12．纽扣电池都有哪些类型分别适用于哪些设备 纽扣电池类型 特性 应用设备 1.氧化银电池:高且稳定的电压自放电每年 5% 手表照相机便携计算 器 2.碱-锰电池:电池电压随放电时间会下降自放电3%每年电子设备便 携计算器低价手表 3.锂-锰电池:低自放电 1%每年只适用于低载设备便携计算器手表远 程控制 4.锌-空气电池:高容量自放电 3%每年在不被活化的情况下助听设备 照相机呼叫装置 5.锌汞电池:具有发展前途的产品自放电 2%每年如果不正确大量露 置会污染环境助听装置照相机手表 13．什么是太阳能电池太阳能电池的优点是什么? 太阳能电池就是将光能（主要为太阳光）转变为电能的装置。依据原 理为光生伏打效应即依据PN结的内建电场使光生载流子分离达到结 的两边而产生光电压,连接到外电路则使得到功率输出太阳能电池的 功率与光照强度有关光照越强，则功率输出越强。 太阳能系统易于安装,易于扩充,易于拆卸,等优点,同时使用太阳能也 很经济实惠,在操作过程重没有能量耗费。另外此系统耐机械磨损， 一个太阳能系统需要可靠的太阳能电池以便于接受和储存太阳能。一 般太阳能电池有如下优点： 1. 高荷电吸收能力 2. 循环使用寿命长 3. 良好的可充性能4. 无需 保养 14．什么是燃料电池? 燃料电池是一个将化学能直接转化为电能的电化学系统。一般分为以 下四种类型：质子交换膜燃料电池，再生氢氧燃料电池，固体氧化物 燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池 15．什么是纳米电池? 纳米即 10-9 米,纳米电池即用纳米材料(如纳米MnO2,LiMn2O4,Ni(O H)2 等)制作的电池,纳米材料具有特殊的微观结构和物理化学性能 (如量子尺寸效应,表面效应和隧道量子效应等。目前国内技术成熟的 纳米电池是纳米活性碳纤维电池。主要用于电动汽车，电动摩托，电 动助力车上。该种电池可充电循环 1000 次，连续使用达 10 年左右 一次充电只需 20 分钟左右，平路行程达 400km ，重量在 128kg，已 经超越美日等国的电池汽车水平。它们生产的镍氢电池充电约需 6-8 小时平路行程 300km 。 16．不同类型电池的电压及使用领域是怎样的？ 电池型号：SLI发动机,锂电池，锂锰纽扣电池，银氧纽扣电池，碱锰 圆形电池，碱锰纽扣电池，锌碳圆形电池，锌空气纽扣电池，MnO2 纽扣电池，镍镉电池，镍氢电池，锂离子电池。 电压：12V，6V，3V，1.55V，1.5V，1.5V，1.5V，1.4V，1.35V， 1.2V，3.6V 。 使用领域：汽车商用车摩托车，照相机，袖珍性计算器手表遥控设备， 手表小型钟，便携式视频设备照相机游戏机，袖珍计算器电动设备， 报警器闪光灯玩具，助听器，助听器照相机，电动工具便携式照相机 移动电话无绳电话电，动玩具应急灯电动自行车，移动电话、无绳电 话、便携式照相机、笔记本、应急灯、家用电器，移动电线．充电电池最好用在哪些设备上？ 充电电池特别适用于需要相对较高能源供给的用电设备或时要求大 电流放电的设备，如便携式单放机，CD播放机，小型收音机，电子 游戏机，电动玩具，多种家用电器，专业照相机，移动电话，无绳电 话，笔记本计算机，等其它需要较高能量的设备。不常用的设备最好 不要使用充电电池。因为充电电池自放电较大但如果设备需要大电流 放电，则必须用充电电池，一般用户最好按照生产商提供的使用说明 书的指导来选择适合设备的电池。 18．是否任何充电器都可以用于可充电便携式电池？ 不是，因为任何充电器都只对应于一特定充电工艺，只能对应一特定 电化学过程。如锂离子电池，铅-酸或Ni-MH，它们不仅电压特性不 同，而且充电模式也不同。只有特别开发的快速充电器才能使Ni-MH 电池得到最适宜的充电效果。慢速充电器可以在急需时使用。但需要 更多的时间。应该特别注意的是虽然有些充电器上有合格的标签，但 使用其作为不同电化学系统电池的充电器时还是应该特别小心。合格 的标签只是表明这一装置合乎欧洲电化学标准，或其它的国家标准。 这种标签并不给出任何它适于何种类型电池的信息，使用低廉的充电 器对Ni-MH电池充电不会得到满意的效果，而且还有危险。对于其它 类型的电池充电器同样应该注意这一点。 19．可充电电池有哪些类型？分别适于哪些设备？ 电池类型：镍氢圆形电池，镍氢方型电池，镍氢纽扣电池，镍镉圆形 电池高，镍镉纽扣电池，锂离子电池。 特点：高容量环保型不含汞铅镉过充保，高容量环保型过充保护，高 容量环保型过充保护，高负载能力，高负载能力，高负载能力高能量 密度。 应用设备：音频设备录像机移动电话无绳电话应急灯笔记本计算机。 音频设备录像机移动电话无绳电话，应急灯笔记本计算机。 移动电话无绳电话。音频设备电动工具。无绳电话内存。移动电话笔 记本计算机录像机。 20 ．可充电便携式电池的特征是什么？ 每一个电池都是一个能量转换器。能将储存的化学能直接转化为电 能。对可充电电池而言，这个过程可以这样描述：充电过程电能转换 为化学能，化学能在放电过程中转化为电能，充电过程中电能转换为 化学能，二次电池可以如此循环 1000 多次。 在不同电化学类型中均有可充电便携式电池，铅酸电池，铅酸类型 2 V/支镍镉类型 1.2V/支，镍氢类型 1.2V/支，锂离子电池 3.6V/支，这 几种电池的典型特征是相对恒定的。放电电压放电时有一个电压平 台，在放电开始及末尾电压均很快衰减。 21 ．使用在应急灯上的电池类型有哪些？ 1. 密封镍镉电池 2. 可调节阀铅酸电池 3. 其它类型电池如果符合IEC 60598(2000)应急灯部分标准(应急灯 部分)的相应安全和性能标准也可使用 为什么锂电池特别适用于照 相机? 锂电池可提供较高的能量(约 800mWh/cm3)另外锂电池有很强的荷 电保持能力和负载能力.锂电池较长的工作时间及较高的工作电压 3V 对相机的应用都是非常重要的。配备有多种自动功能的最新一代照相 机，意味着能量及高负载要求都在增加，因此锂电池是现代照相机的 最佳选择。 22 ．对移动电话来说何时用高容量的电池何时用中等容量而体积较小 的电池？ 高容量的蓄电池相较体积较小的蓄电池来说，可是供较长的工作时 间，但高容量的蓄电池也比较重，体积也大一些。体积小的蓄电池要 轻一点。尤其适合移动电话，但工作时间稍短。在选择时，外观也应 考虑进去。 23 ．用于无绳电话上的可充电电池的使用寿命是多久？ 正常使用情况下，使用寿命为 2-3 年或更长时间，当发生以下情况， 时电池需要更换： 1. 充电后，通线. 通话信号不够清晰，接受效果很模糊，噪音较大； 3. 无绳电话与机座的距离需越来越近，即无绳电话能够的使用范围 越来越窄。 24 ．哪一类电池可用于遥控装置? 遥控装置只能通过确保电池在其固定的位置上才能使用。不同类型的 锌碳电池可用于不同的遥控装置。他们可通过IEC标准指示来识别， 通常使用的电池有AAA,AA 以及9V的大型电池。使用碱类电池也是比 较好的选择，这种类型的电池可提供锌碳电池两倍的工作时间。它们 也可通过IEC标准来识别LR03,LR6,6LR61。不过，因为遥控装置只 需较小的电流锌碳，电池使用起来要经济实惠。 可充电的二次电池原则上也可使用，但是真正用在遥控装置上，由于 二次电池存在的较高的自放电率，需要反复充电，因此这种类型的电 池不太实用。 什么类型的电池可用于手表？ 各种各样的扣式电池都可用于手表，首选的电化学材料就是银氧化 物，所使用的电池类型可列在手表的使用说明书上。一般来说，类似 于表的手表装置及简单的数字表都可使用这种低消耗的电池。 除银氧化合物外，碱锰及里锰电池也可用于手表。碱锰扣式电池是价 格低廉的手表中最常用的电池。这种电池后来被同一型号的银氧化合 物扣式电池所取代。银氧化合物扣式电池的好处在于它有着不变的工 作电压（可保持精确的时间以及高容量长久的工作时间）另有一种锂 电扣式电池也可使用于表类将（进一步说明）它可用于多菜单类。使 用于此种用途的扣式电池有CR2025，直径为 20mm，高度为 2.5mm， 不同尺寸总共有 12 种之多不同的直径和高度。 25 ．一次电

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