1．電池及其電池術(shù)語的名詞解釋
    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。在使用名類電池時和電源設(shè)計中我們經(jīng)常用到如下名詞。

1.1一次電池與二次電池

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。
  ①一次電池（Primary Battery）：電池能放電，當(dāng)電池電力用盡時無法再充電的電池。又可分為普通鋅錳（中性鋅錳）、堿性鋅錳、鋅汞、鋅空、鎂錳和鋅銀六個系列。
  ②二次電池（Rechargeable Battery）：電池電力用完后，可以經(jīng)充電重復(fù)使用的電池：主要有鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、堿錳充電電池和密封鉛酸蓄電池等類型。
1.2額定容量（Nominal Capacity） ：

一般電池的蓄電量，會以mAh“毫安"時，或Ah”安時“來表示，二次電池通常都用該單位加以標(biāo)示。當(dāng)電池充足電后，放電至截止電壓時，所能取出之電量，就是一次電池之容量，因與使用的負載有很大的關(guān)系，所以通常不加以標(biāo)示。
1.3額定電壓（Nominal Voltage）：

電池正負極材料因化學(xué)反應(yīng)所造成的電位高低之差，利用些關(guān)系，所產(chǎn)生的電壓，稱為額定電壓，不同的正負極材料，產(chǎn)生的電壓不同。
1.4內(nèi)阻：

電池為許多化學(xué)材料組成，其都有一定的阻抗，電池的高低內(nèi)阻往往影響充放電的特性.
1.5電解質(zhì) (Electrolyte)：

當(dāng)正負極間引起化學(xué)反應(yīng)時，可使離子移動之離子導(dǎo)電體，而不是電子導(dǎo)電體。
1.6C-rate：

用來表示電池充放電時電流大小的比率單位。 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(shù)值。例如：充電電池的額定容量為1000mAh時，即表示以1000mAh（1C）放電時間可持續(xù)1小時，如以200mA（0.2C）放電時間可持續(xù)5小時，充電也可按此對照計算。
1.7放電終止電壓（Cut-off discharge voltage）
    指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。
根據(jù)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(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同。一般Ni-Mh 電池設(shè)定為1.0V，Li-ion電池設(shè)定在3.0V或2.7V。
1.8開路電壓 (Open Circuit Voltage，OCV)：

指電池在無負載的情況下，電池正負極之間的電壓.
1.9過放電 (Over Discharge)：

超過電池放電截止電壓值，若繼續(xù)放電剛可能造成電池漏液或劣化。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(xù)放電時就可能會造成電池內(nèi)壓升高，正、負極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。
1.10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(guān)系，當(dāng)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(yīng)盡量避免深度放電。
1.11過充電(Over Charge)：

電池到達飽充狀態(tài)后現(xiàn)繼續(xù)充電的程度大小。電池在充電時，在達到充滿狀態(tài)后，若還繼續(xù)充電，可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高、電池變形、漏夜等情況發(fā)生，電池的性能也會顯著降低，可能會使電池劣化或損壞。
1.14自放電：（Self Discharge）：

電池在儲存過程中，電池蓄電容量會有減少的現(xiàn)象。原因是有多種。如一般儲存電池時都有一儲存溫度范圍，過高的溫度會加速電池的自我放電。若是以一個月為單位來計算的話，鋰離子電池自我放電約是1%-2%左右、鎳氫電池自我放電約3%-5%左右。
1.15循環(huán)壽命：（Cycle Life）：

二次電池在反復(fù)充放電的使用下，電池的容量會逐漸下降，通常以該電池的額定容量作為標(biāo)準(zhǔn)，電池容量降到初期容量的80%或60%的充放電次數(shù)，稱為循環(huán)壽命。
1.16記憶效應(yīng)：（Memory Effect）：

當(dāng)鎳鎘電池重復(fù)經(jīng)過幾次維持在低容量的放充后，如果必須做一個較大量的放電時，否則電池會無法作用，這種情形我們稱為"記憶效應(yīng)".即電池在沒有放完電的情況下，若施以充電，則電池容量可能無法回到原來的水準(zhǔn)，但若施以強制深度放電后再充電，容量卻能恢復(fù)。通常此種現(xiàn)象發(fā)生在鎳鎘電池上，建議在使用時，要注意進行十次充電后最好進行一次完全放電，以防止記憶效應(yīng)。
 1.17定電流(Constant Current，CC)：

以固定的電流對電池充電或放電。

1.18定電壓(Constant Voltage，CV)：

以固定電壓對電池充電，充電電流會隨著電壓的接近而下降，對于Li-ion 電池充電，一般使用CC-CV充電模式，前段使用CC，當(dāng)電壓到達4.2V轉(zhuǎn)為用CV.

1.19涓流充電(Trickle charge)：

以一微小的電流對電池充電，常用于電池開始充電前或充飽電后。

    2各類電池的工作原理、充電特性及其正確使用方法

2.1鎳鎘電池（Ni-Cd，Nickel-Cadmiun Batteries）：

鎳鎘電池是最早應(yīng)用于手機、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、維護簡單。鎳鎘電池最致命的缺點是，在充放電過程中如果處理不當(dāng)，會出現(xiàn)嚴重的“記憶效應(yīng)”，使得服務(wù)壽命大大縮短。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。眾多的缺點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500次后電容量會下降至約80%．鎳鎘電池的記憶效應(yīng)比鎳氫電池來的嚴重． 所以必須在完全沒電時才可進行充電, 以確保使用壽命．

2.1.1鎳鎘電池的特性
①鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電，非常的經(jīng)濟；
②內(nèi)阻小，可供大電流的放電，當(dāng)它放電時電壓的變化很小，作為直流電源是一種質(zhì)量極佳的電池；
③因為采用完全密封式，因此不會有電解液漏出的現(xiàn)象，也完全不需要補充電解液；
④與其他種類電池相比之下，鎳鎘電池可耐過充電或過放電，操作簡單方便；
⑤長時間的放置下也不會使性能劣化.當(dāng)十分充完電后即可恢復(fù)原來的特性；
⑥使用溫度范圍在-20°C ~60°C，在此范圍內(nèi)可進行放電。
⑦因為它采用金屬容器而作成，有機械性的堅固；
⑧電池的容量以Ah，mAh的單位來表示；
⑨鎳鎘電池的放電終止電壓一般為1.0v/cell；

2.1.2鎘電池（Ni-Cd）的主要參數(shù):
①電壓：1.2V ②  使用壽命為：500次  ③放電溫度為：-20°C～60°C ④  充電溫度為：0°C～45°C
備注：耐過充能力較強。

2.1.3鎳鎘電池在保存上的注意事項
①可在-30°C ~50°C的溫度范圍之間內(nèi)保存，但如果是長時間放置的情形下，請在35°C以下保存；
②充電狀態(tài)或者是放電狀態(tài)的保存都是可能的，但是比較之下放電狀態(tài)可使容量較早回復(fù)并且較易被激活；
③當(dāng)電池在長時間的放置后，使用前必須十分地充電后再使用。
④ 鎳鎘具有記憶效應(yīng),在使用中要加以注意.

2．2鎳氫電池（Ni-Mh Batteries）：

鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，它是目前最環(huán)保的電池，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對環(huán)境帶來的污染問題。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設(shè)備的工作時間。同時鎳氫電池在電學(xué)特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，在實際應(yīng)用時完全可以替代鎳鎘電池，而不需要對設(shè)備進行任何改造。鎳氫電池另一個優(yōu)點是：大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應(yīng)”，這使鎳氫電池可以更方便地使用。
2.2.1.鎳氫電池（Ni-Mh） 主要參數(shù):
   ①電壓：1.2V                   ②使用壽命為：1000

③放電溫度為：-10°C～45°C     ④充電溫度為：10°C～45°C
備注：目前最高容量是2100mAh左右。

2．3鋰離子電池（Li-ion，Lithium Ion Battery）：

鋰離子電池具有重量輕、容量大、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，因而得到了普遍應(yīng)用，盡管其價格相對來說比較昂貴。鋰離子電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5—2倍，而且具有很低的自放電率。此外，鋰離子電池幾乎沒有“記憶效應(yīng)”以及不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點也是它廣泛應(yīng)用的重要原因。
2.3.1鋰離子電池特性：

①          擁有高能量密度，與高容量鎳鎘電池相比其體積能量為1.5倍，重量能量密度為2倍；
②高電壓，平均使用電壓為3.6v，是鎳鎘電池、鎳氫電池的3倍（鎳鎘、鎳氫電池電壓為1.2v）；
③使用電壓平坦并且高容量；
④負荷特性，2c放電為可能；
⑤廣泛的使用溫度 －20°C～60°C
⑥優(yōu)秀的充放電壽命，經(jīng)過500次放電后其容量至少還有70％以上。

2.3.2.鋰離子電池（Li-lon）主要參數(shù):
    ①電壓：3.6V                    ②使用壽命為：500次  

③放電溫度為：-20°C～60°C       ④充電溫度為：0°C～45°C
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(jié)構(gòu).

2.3.3鎳氫電池與鋰電池的差異：
①重量方面:

以每一個單元電池的電壓來看，鎳氫與鎳鎘都是1.2v，而鋰電池確為3.6v，鋰電池的電壓是其他兩者的3倍。并且同型電池的重量鋰電池與鎳鎘電池幾乎相等，而鎳氫電池卻比較重?？芍恳粋€電池本身重量不同，但鋰電池因3.6v高電壓，在輸出同等電壓的情況下使的單個電池組合時數(shù)目可減少3分之1而使成型后的電池重量和體積減小。
②記憶效應(yīng):

鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有記憶效應(yīng)。因此，定期的放電管理也是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態(tài)下被處理，甚至也有些在不正確的知識下進行放電（每次放電或者使用幾次后進行放電都因公司的不同而有所差異）這種煩瑣的放電管理在使用鎳氫電池時是無法避免的。相對的鋰電池而言因為完全沒有記憶效應(yīng)，在使用上非常方便簡單。它完全不必理會殘余電壓多少，直接可進行充電，充電時間自然可以縮短。
  ③自放電率:

鎳鎘電池為15～30％（月）。鎳氫電池為25～35％（月），鋰電池為2～5％（月）。以上鎳氫電池的自放電率為最大，而鋰電池的特長與其他兩類電池相比放電率極低。
④充電方式:

鎳氫電池及鋰電池?zé)o法耐過充電。因此，鎳氫電池以定電流充電的Pick Cut 控制方式在充電電壓達到最高時，停止繼續(xù)充電為最好的充電方式。而鋰電池則使用定電流、定電壓方式充電最好.

2.4鋰聚合物電池（Li-polymer，又稱高分子鋰電池）：

具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性和低成本等多種明顯優(yōu)勢，是一種新型電池。在形狀上，鋰聚合物電池具有超薄化特征，可以配合各種產(chǎn)品的需要，制作成任何形狀與容量的電池。該類電池可以達到的最小厚度可達0.5mm。
2.4.1合物電池主要參數(shù):

①電壓：3.7V                 ②使用壽命為：500次  

③放電溫度為：-20°C～60°C   ④充電溫度為：0°C～45°C
備注：鋰電的改良型，沒有電池液，而改用聚合物電解質(zhì)，可以做成各種形狀，比鋰電池穩(wěn)定。
2.5堿錳充電電池：

是在堿性鋅錳電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由于應(yīng)用了無汞化的鋅粉及新型添加劑，故又稱為無汞堿錳電池。這種電池在不改變原堿性電池放電特性的同時，又能充電使用幾十次到幾百次，比較經(jīng)濟實惠。
 2.6燃料電池：

是一種將氫和氧的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的“發(fā)電機”。電池工作時需要連續(xù)地供給活物質(zhì)（起反應(yīng)的物質(zhì)）——燃料和氧化劑，這又和其它普通化學(xué)電池不大一樣。燃料電池的優(yōu)點是能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、工作時無噪聲、無塵埃、無輻射，是一種清潔的能源。
2.7閥控式密封鉛酸蓄電池VRLA(Valve Regulated Lead-acid Battery)電池。

這種電池雖然也是鉛酸蓄電池，但是它與原來的鉛酸蓄電池相比具有很多優(yōu)點，用處很廣，例如UPS、電信設(shè)備、移動通信設(shè)備、計算機、摩托車等。這是因為VRLA電池是全密封的，不會漏酸，而且在充放電時不會象老式鉛酸蓄電池那樣會有酸霧放出來而腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，所以從結(jié)構(gòu)特性上人們把VRLA電池又叫做密閉（封）鉛酸蓄電池。為了區(qū)分，把老式鉛酸蓄電池叫做開口鉛酸蓄電池。由于VRLA電池從結(jié)構(gòu)上來看，它不但是全密封的，而且還有一個可以控制電池內(nèi)部氣體壓力的閥，所以VRLA鉛酸蓄電池的全稱便成了“閥控式密閉鉛酸蓄電池”。
    鉛酸蓄電池是蓄電池的一種，是電極主要由鉛制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。一般分為開口型電池及閥控型電池兩種。前者需要定期注酸維護，后者為免維護型蓄電池。按電池型號可分為小密、中密及大密。

2.7.1鉛酸電池（Sealed）的主要參數(shù):
電壓：2V                   使用壽命為：200～300次 
放電溫度為：0°C～45°C    充電溫度為：0°C～45°

2.7.2 延長密封鉛酸蓄電池壽命的正確科學(xué)的使用方法及注意事項：

由于鉛酸電池容量大,價格相對便宜,所以廣泛的使用在各種場合,為了延長其使用壽命,應(yīng)特別注意以下幾個方面.

 ①避免沖擊震蕩。

各電極板均為很薄的多空疏松結(jié)構(gòu)，強烈的震蕩會導(dǎo)致極板彎曲、斷裂，偶然的變形可導(dǎo)致正負極板直接接觸短路。另外更常見的損害是，導(dǎo)致極板上的有效物質(zhì)脫落，直接降低了電池的容量。

 ②嚴禁大電流快充。

很多充電器說自己有快充功能，簡單的采用大電流快充，會導(dǎo)致電池的壽命明顯減少。單位時間所給的電能遠遠大于化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)儲能速度，大量的電能導(dǎo)致了出現(xiàn)明顯得電解水的反應(yīng)，釋放出氧氣和氫氣，能聽到電池內(nèi)部像水煮沸的聲音。同時不少電能還產(chǎn)生了熱量，導(dǎo)致電池溫度升高。強烈的水解反應(yīng)和溫度的上升必然導(dǎo)致有效物質(zhì)的脫落，嚴重時可導(dǎo)致極板彎曲變形。

③小電流慢充或者采用脈沖充電可以延長電池的壽命，提高充電效率。

小電流充電可以很好的配合化學(xué)反應(yīng)的速度，使得電解液和極板物質(zhì)能夠充分反應(yīng)完畢從而提高了充電容量，同時相對安靜的電池內(nèi)部環(huán)境很有利于有效物質(zhì)在極板的附著，達到無脫落或者微量脫落。鉛和二氧化鉛不存在緩慢結(jié)晶的問題，充電電流即使很小也不會有結(jié)晶短路的危險。因此小電流充電是延長鉛酸蓄電池使用壽命的至上原則。

 ④使用脈沖充電可以延長電池壽命

是一種近年來出現(xiàn)的創(chuàng)新充電方法，一個脈沖周期有三個部分，“高電壓脈沖充電——斷開——放電”，高電壓充電脈沖在很短的時間內(nèi)向蓄電池施加數(shù)倍的電壓，使得化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)物理深度加深，強度加大，可以使非疏松的硫化物質(zhì)（失效物質(zhì)）重新參加反應(yīng)，由于充電脈沖很短，不會出現(xiàn)水解反應(yīng)和發(fā)熱。斷開階段是保持高電壓充電的作用效果。放電階段的作用時間也很短，和充電階段構(gòu)成所謂“推拉作用”，使得失效物質(zhì)有效活化。市面的很多電池修復(fù)器、電動自行車電池恢復(fù)器都是脈沖充電原理。容量基本失去的電池經(jīng)過48小時的脈沖充電，容量可以恢復(fù)到百分之40，之后多次恢復(fù)最終可以達到不錯的效果。

⑤充滿電的電池，長期不用的，一個月至少小充一次，

因為電池內(nèi)部不可避免的會有緩慢放電效應(yīng)。

⑥ 放電后，電池應(yīng)該立即充電。

否則會形成致密的失效物質(zhì)，即使充電也難以恢復(fù)。

⑦充電電壓達到充滿的標(biāo)準(zhǔn)電壓時，轉(zhuǎn)入涓流充電可以提高充電容量。

通常電池兩端電壓達到充滿參考電壓時，由于極板表面的反應(yīng)程度要大于極板內(nèi)部，因此充滿后斷電，表面的反應(yīng)程度和內(nèi)部的反應(yīng)程度會通過電作用慢慢趨于一致，這時電池端電壓會低于充電結(jié)束之前的電壓。因此大電流充電結(jié)束后轉(zhuǎn)入涓流充電可以明顯提高充電容量。

       3.各類電 池在使用中要注意的若干問題

以上我們介紹了電池的種類以及電池的特性，我們在使用中還要注意以下問題。

3.1充電時間的計算
電池的充電時間一般按如下公式計算:

充電時間（小時）=充電電池容量（mAh）/充電電流（mA）*1.5的系數(shù)
假如你用1000mAh的充電電池，充電器用200mA的電流充電，則充電時間為:1000/200*1.5=7.5小時。

3.2鉛酸蓄電池電池充電前不用先放電.

由于它無記憶效應(yīng)，所以，無論電池處于何種荷電狀態(tài)，都可直接進行充電，無須放電。

3.3電池應(yīng)勤充電

由于放電越淺，其循環(huán)次數(shù)將大幅度增加。因此，按這一理論，勤充電對循環(huán)壽命是有益的，但就目前市場上大量流通使用的充電器來講，由于受價格因素及技術(shù)水平等影響，充電器存在故障率高，可靠性差，精度低等缺陷。因此，有時勤充電反而影響電池的使用壽命。將電池放空再充電，充電次數(shù)雖然減少，但放電時由于單體電池之間總會存在差異可能造成某些單格過放電，過放電池充電接受能力會大大降低，引起充電不足的故障，另外由于放完電再充電，充電器重負荷時間長，易損壞充電器。因此，綜合上述，我們認為蓄電池放出電量的50-70%時進行一次充電是較合理的，對電池的使用有好處。

3.4.要注意溫度對電池性能的影響

電池的充電、放電時，在電池電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，溫度越高，電池各活性物質(zhì)的活度增加，電解液粘度降低，電阻減小，因此電化學(xué)反應(yīng)容易進行，反之則不容易進行。放電時溫度越低，放出容量越低，在特別低的溫度下，放出容量將大幅度下降，溫度高則相反；充電時溫度越低，充電接受能力越差，要求充電電壓較高，才能充足電。

3.5. 新買來的電池要先充電,然后再使用