充电电池基本知识

充电电池简介 电池的主要性能指标
1.安全性能
影响最大的是爆炸和漏液，主要与电池的内压、结构和工艺设计有关（比如安全阀失效、锂离子电池没有保护电路等）。
2.容量
按照IEC标准和国标规定，镍氢和镍镉电池是指在25±5℃的条件下，以0.1C充电16小时，以0.2C放电至1.0V时放出的容量。
锂离子电池是指在常温的条件下，以恒流(1C)、恒压（4.2V）充电3小时，以0.2C放电至2.75V时放出的容量。
容量单位：安时（Ah）或毫安时（mAh）
3.内阻
是指电流流过电池内部所受到的阻力。充电电池的内阻很小，一般要用专门仪器测试。充电态内阻和放电态内阻有差异，放电态内阻稍大，而且不太稳定。内阻越大，消耗的能量越大，充电发热越大。随着电池使用次数的增多，电解液消耗及活性物质减少，内阻会增大，质量越差，内阻增大越快。
4.循环寿命
电池可重复充放电的次数。寿命与容量成反比，与充放电条件密切相关，一般充电电流越大，寿命越短。
5.荷电保持能力
指自放电率。与电池材料、生产工艺和储存条件有关，一般温度越高，自放电率越高。
6.大电流放电能力
主要与电池材料、生产工艺有关，一般用于动力电池。
充电电池的典型结构
1.正极板
2.负极板
3.隔膜
4.电解液
5.钢壳/塑胶外壳
充电电池的可靠性测试项目
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.储存特性
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
电池常用标准
镍镉电池:
IEC60285-1999,GB/T11013-1996,GB/T18289-2000
镍氢电池:
IEC61436-1998.1/GB/T15100-1994/GB/T18288-2000
锂离子电池:
GB/T10077-1998/GB/T18287-2000或者SANYO或松下标准
镍氢电池
优点 1.比能量密度高：是镍镉电池的1.5-2倍多。
2.环保
3.无记忆效应
4.循环寿命长：在正确使用条件下可循环使用500次以上。
缺点
1.自放电率高：满电常温下存储自放电率30～35％
2.高温性能差
3.在过充和过放时会排出气体
镍氢电池工作原理
镍氢电池的正极主要成分为氢氧化镍Ni(OH)2，负极主要为无污染物质贮氢合金粉（M），电解液是氢氧化钾的水溶液。
　　

镍氢电池设计时，容量实际上是由正极限制的，负极容量设计过剩，以保证过充电时候，正极产生的氧气可以到负极反应，电池的内压不会有明显升高。
镍氢电池的充电方式
充电是将充电电池恢复其原始容量的过程，为使电池达到长期使用的目的，必须通过适当的充电方法充电，目前较好的方式是-△V值控制充电，此外还可以采用其它的控制方法。
1. 应在环境温度10～30℃下充电，此时充电效率最佳。环境温度低于0℃时，电池内气体吸收反应不充分，造成电池内压升高，激活安全阀，使电池泄漏，性能恶化。而环境温度高于40℃时，充电效率会下降。这会使电池性能恶化，发生泄漏。
2. -△V值：5-10mV/只，充电过程中，如果电压从其峰值下落5到10mV则终止充电，充电转为涓流。
3. dT/dt值：0.8～1℃/min，用热敏电阻或温度传感器探测电池温度，单位时间内电池温度上升达到预设值时，终止充电并转为涓流。
4. TCO：电池充电最高温度，D型、F型、2/3M型及M型电池为48℃，其他电池为50℃，如果充电过程中电池过热会对电池寿命及其他性能造成影响，为此，当电池温度达到预设值，终止充电并转为涓流充电。-△V检测线路在开始充电后一定时间内启动，但在此时间内dT/dt 可以启动。
5. 初始延时：10分钟，防止-△V检测线路在开始充电后一定时间内启动。因为，镍氢电池在放置较长时间或过放后充电电压会有波动（假-△V），此时延时的设定是为防止此假-△V误触发使充电终止。
6. 涓流充电电流：1/30～1/20C，如果涓流充电电流过大，电池温升会增加，造成电池性能降低。
7. 充电总时间：10～20小时（视充电电流的大小），即使是涓流充电，长时间过充也会造成电池性能恶化，为防止涓流或其他充电下过充，建议设立一个保护性的总充电时间控制。
8. 要坚决避免反极充电。反极充电会造成电池内压升高，激活安全阀，使电池泄漏，性能恶化，甚至电池会破裂。
9. 不要将电池反极充电或大电流过充，否则会造成气体快速产生，使电池内压增加，电池鼓胀或破裂。
镍氢电池的放电注意事项
1.镍氢电池的放电终止电压非常关键，必须在1.0～1.1V之间，超过了这个终止电压可能有过放的危险，过放会造成排气，对电池损害很大。
2.放电时环境温度应在-10～45℃度，超过此范围，放电容量会严重下降，长期在高低温环境下工作，容量会衰减很快。
3.放电电流影响放电效率。在放电电流为0.1 C～2 C之间放电效率最佳。
4.过放电会损害电池特性，放电时要有过放保护。
储存
1.将电池储存在干燥、无腐蚀性气体、温度在-20～35℃之间的地方。
2.长期储存会加速电池自放电和活性物质钝化，电池电压和容量会下降重复几次充放电循环后，电池可恢复原有性能，所以要定期充电。
电池寿命
电池使用后期，电池内阻增加，还有可能发生内部短路。充电器和充电电路应考虑电池使用末期电池失效发热的安全问题。
焊接
不要将任何东西直接焊接在电池上。这可能会损坏电池内部的安全阀，破坏电池的安全性。
设备上安装（密闭的电池盒）
应避免设计使用密闭的电池盒，在一些情况下，电池有气体放出，如有点火源出现，可能有电池破裂的危险。
组合电池的注意事项
1. 组合数量不要超过6个，只能串联使用。
2. 要严格控制放电电压，一般终止电压在1.1V（指单体电池电压）。
3. 要严格控制充电，不能过充，要用-△V控制