一、何為電池

二、電池的工作原理

三、電池的分類

四、電池產(chǎn)品注意事項

一、何為電池

      把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。兩個具有電位差的金

屬片在電解質(zhì)溶液中，受電位差的影響，負(fù)離子從低電

位極片（負(fù)極）流向高電位極片（正極），正離子從正

極流向負(fù)極，從而形成持續(xù)的電流。

 1.2何為一次電池，二次電池？

一次電池是指：不能充電和重復(fù)使用的電池叫一次電池，如鋅錳干

    電池、扭扣電池等用完一次就廢棄的電池

二次電池是指：可以多次充放電使用的電池叫二次電池，如鎳鎘電

    池、鋰電池等。手機(jī)電池也屬于二次電池。

二、電池的工作原理

1.1 電池基本原理（鋰離子電池為例）

鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極是碳。
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，
電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負(fù)極而
作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到
碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

同樣道理，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極 → 負(fù)極 → 正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

電池基本性能

電壓：指電池在斷路（即電流沒有通過兩極時）電池兩極的電位之 差稱之為電池的開路電壓 。
內(nèi)阻：指電流通過又叫電池內(nèi)部所受的阻力，全內(nèi)阻。
壽命：電池經(jīng)受一次充電和放電過程叫一個循環(huán)或一個周期。一般國產(chǎn)鋰電芯循環(huán)壽命能做到400次左右，有些優(yōu)質(zhì)電芯能達(dá)到500次左右（國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定循環(huán)300次即可）。
容量：指在一定放電制度下（即在一定的放電電流、終止電壓及環(huán)境條件下）電池所釋放的電量。（1400mAH意思就是用1400mA電流放電可放一個小時）
保護(hù)功能：有過流保護(hù)、過充保護(hù)、短路保護(hù)、過放保護(hù)

電池保護(hù)電路（PCM）

鋰電池(可充型)之所以需要保護(hù)，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護(hù)板和一片電流保險器出現(xiàn)。（鎳電一般情況下只需溫度及過流保護(hù)，通常情況下無PCM板）

鋰電池的保護(hù)功能通常由保護(hù)電路板和PTC等電流器件協(xié)同完成，保護(hù)板是由電子電路組成，在-40℃至+85℃的環(huán)境下時刻準(zhǔn)確的監(jiān)視電芯的電壓和充放回路的電流，及時控制電流回路的通斷；PTC在高溫環(huán)境下防止電池發(fā)生惡劣的損壞。

過放保護(hù)

單節(jié)鋰離子電池的終止放電電壓為2.5V～2.75V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同)。低于終止放電電壓繼續(xù)放電稱為過放，由于電池本身存在自放電的特性，因此即使放置情況下不使用，依然可能因為長期放置而過分被耗電，造成電池性能劣化、壽命縮短甚至漏液。因此鋰二次電池通常設(shè)有過放保護(hù)，當(dāng)IC檢測電芯電壓降至臨界點（如2.25V），即啟動過度放電保護(hù)，將功率 MOS 由開轉(zhuǎn)為切斷，此電池?zé)o電壓輸出。

過流&短路保護(hù)
過流保護(hù)：為了防止電池的外部五金被導(dǎo)體連接短接在一起，而直接影響到電池的壽命。
短路保護(hù)：為防止電池的外部受到導(dǎo)體把電池的正負(fù)極連接后造成短路，保證安全性能。

工作原理：當(dāng)放電時或正負(fù)極遭金屬物誤觸造成過電流或短路，為確保安全，立即停止放電。

電阻
識別電阻/碼片：由于手機(jī)/數(shù)碼相機(jī)以及各種設(shè)備在開機(jī)時需要得到一個驗證碼值進(jìn)行識別。

膠殼
電池的外殼是決定電池與設(shè)備適配的一個接觸件。通常外殼是由PC、PS、ABS等塑膠注塑而成。

輔料

輔料一般是指：鎳片、線材、塊巴紙、青稞紙、PTC

PTC作用：PTC是Positive Temperature Coefficient 的縮寫,意思是正的溫度系數(shù),泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件.通常我們提到的PTC是指正溫度系數(shù)熱敏電阻,簡稱PTC熱敏電阻，是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻,超過一定的溫度(居里溫度)時,它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。

鎳片、線材：在電池中一般起連接導(dǎo)通作用。

塊巴紙、青稞紙、皺紋膠：在電池中一般起絕緣作用。

電池的常規(guī)充放電
電池充電階段分為恒流充電和恒壓充電兩個部分
恒流充電階段屬快速充電階段，在此充電條件下電池已恒定的電流快速對電池進(jìn)行充電，電池的電壓只要達(dá)到額定電壓值（以4.2V額定電壓的電池為例）4.2V時就會結(jié)束恒流充電部分。但是，在電壓達(dá)到了額定電壓的條件下電池實際上并未充滿電（鋰離子依舊在向負(fù)極移動），電池需要進(jìn)入恒壓充電階段來徹底激活活性電子li以達(dá)到滿充的目的。充電中溫度低于75 ℃。

恒壓充電，顧名思義，是在恒定電壓下對電池進(jìn)行充電的階段。恒壓充電是以電流的變化來衡量是否充滿電。通常設(shè)置的恒壓滿充截至電流為電池容量的1%-2%（0.01C-0.02C）

電池放電特性和自放電

在電池的正負(fù)極中間加載了任何有阻值的導(dǎo)電體就會形成電池的放電動作。但是因電池的本身特性不一樣我們在對電池進(jìn)行放電時要按照其本身性質(zhì)進(jìn)行合理倍率放電（電池本身支持的最大電流值）。下圖所示為電池基礎(chǔ)放電動作和過流保護(hù)工作狀態(tài)。其中放電過程溫度低于85 ℃，電池自放電頻率為0.02%C/day。

下圖為模擬的一個電池包放電工作狀態(tài)，其中電池的額定電壓為4.2V，標(biāo)稱容量為1800mAh。支持放電倍率為2C（3.6A）。那么圖示一即為可正常工作模式。

下圖即為將進(jìn)入過流保護(hù)工作模式。

 
電池的分類
電芯的分類

 電芯分為：鋰離子電芯、鎳鎘、鎳氫。
鋰離子電芯分為：鋼殼電芯、鋁殼電芯、聚合物電芯、圓柱形電芯。

 如何區(qū)分電芯的正負(fù)極

鋰電池循環(huán)曲線


鋰離子圓柱電芯的型號規(guī)格識別

鋰電池構(gòu)造

電池產(chǎn)品的組裝工藝
電池產(chǎn)品的基本組成
電池組成由：電芯、連接片、保護(hù)板、膠殼、五金、商標(biāo)及相關(guān)絕緣材料。

 電池的串聯(lián)&并聯(lián)

在幾乎所有使用電池的設(shè)備中，你都不可能一次僅使用一個電池單元。通常

需要將電池單元串聯(lián)在一起形成更高的電壓，或?qū)⑵洳⒙?lián)在一起形成更高的電

流。使用串聯(lián)結(jié)構(gòu)可以增加電壓，使用并聯(lián)結(jié)構(gòu)可以增加電流，下圖顯示了這

兩種結(jié)構(gòu)。電池的電壓單位為伏特（V），容量為毫安時（mAh）。

參數(shù)換算

1A=1000mA     1V=1000mV

歐姆定律：I=U/R

功率：P=IU=I2R=U2/R

1000mAh=1000mA放電電流可持續(xù)一個小時

I:電流 （A）  U：電壓（V）  P：功率（W）

電芯串=單個電芯容量，電壓為各電芯電壓之和                        

電芯并=各電芯容量之和，電壓為單個電壓值
W=Pt=1W * 1s=1J ，表示一個一瓦的用電器在一秒內(nèi)消耗能量1焦耳
W=Pt=1kW*1h=1kWh，表示一個一千瓦的用電器在一小時內(nèi)消耗能量一度電
例如：
P=UI=220V*0.18A=40W，表示一個燈泡接在220V交流電上的功耗是40W
W=Pt=40W*1h=0.04kWh，表示這個燈泡在一小時內(nèi)耗電0.04度
電池產(chǎn)品組裝流程示例：

數(shù)碼電池產(chǎn)品測試項目

主要測試項目：

1.內(nèi)阻；

2.電壓范圍；

3.過流保護(hù)值；

4.電阻；

5.短路保護(hù)

電池產(chǎn)品注意事項

一般的鋰離子二次電池，從安全性的觀點出發(fā)，都會使用組裝電池盒。

組裝電池盒（以下簡稱電池），是與鋰離子二次電池的保護(hù)回路、不容易分解的樹脂

外殼進(jìn)行組合的。鋰離子二次電池在使用時，要請注意以下的使用條件。

1、對于充電：請用額定電壓額定電流的方式對鋰離子二次電池進(jìn)行充電。
（1） 充電電壓： 4.2V±0.05V/cell為充電最大電壓。多個電芯串聯(lián)為組的情況下， 4.2V±0.05V×串聯(lián)電芯數(shù)為充電最大電壓。

（2） 充電電流：請設(shè)計在0.2～1CmA的范圍內(nèi)?？紤]到充電時間和電池的劣化現(xiàn)象，推薦使用0.7CmA。請不要使用最大充電電流以上的電流進(jìn)行充電。

（3）充電溫度:請在0℃～45℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)進(jìn)行充電。45℃以上的溫度，是導(dǎo)致壽命性能低下的原因。另外，請安置在不容易使充電器受到發(fā)熱影響的地方。

（4）逆充電:因為和安全性息息相關(guān)，所以一定要注意電池的＋－極，絕對不要進(jìn)行逆充電。

（5）續(xù)足充電:根據(jù)充電電壓和溫度環(huán)境，有可能會對電池性能帶來顯著的影響。

2、關(guān)于放電
（1）放電電流：根據(jù)電池的類型，請使用與之相對應(yīng)的最大放電電流以下的電流。

（2）放電溫度：請在－20℃～＋60℃的環(huán)境溫度下進(jìn)行放電。
（3）放電終止電壓：基本來講，請將放電終止電壓設(shè)置在3.0V/cell以上。過放電（2.0V/cell以下）會成為使電池性能劣化的原因，所以，請不要進(jìn)行過放電。

3、關(guān)于電池的保存

長期保存的情況下，由于會導(dǎo)致電池的性能低下，所以，請在放電狀態(tài)（30%~50%左右的電池容量）下，避開高溫場所進(jìn)行保存。要經(jīng)過一年以上長期保存的情況，為了防止過放電，請進(jìn)行一年一次的充電。