如太陽能電池。電池的性能參數(shù)主要有電動(dòng)勢(shì)、容量、比能量和電阻。利用電池作為能量來源,可以得到具有穩(wěn)定電壓,穩(wěn)定電流,長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供電,受外界影響很小的電流,并且電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,攜帶方便,充放電操作簡(jiǎn)便易行,不受外界氣候和溫度的影響,性能穩(wěn)定可靠,在現(xiàn)代社會(huì)生活中的各個(gè)方面發(fā)揮有很大作用?!?/p>
概述
在化學(xué)電池中,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,這種反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成,如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏?。正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成,如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物,氧或空氣,鹵素及其鹽類,含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料,如酸、堿、鹽的水溶液,有機(jī)或無機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電路斷開時(shí),兩極之間雖然有電位差(開路電壓),但沒有電流,存儲(chǔ)在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時(shí),在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時(shí)在電池內(nèi)部,由于電解質(zhì)中不存在自由電子,電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng),以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此,電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時(shí),電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過程的方向恰與放電相反;電極反應(yīng)必須是可逆的,才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過程的正常進(jìn)行。因此,電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。G為吉布斯反應(yīng)自由能增量(焦);F為法拉第常數(shù)=96500庫=26.8安·小時(shí);n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式,也是計(jì)算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。實(shí)際上,當(dāng)電流流過電極時(shí),電極電勢(shì)都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢(shì),這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大,極化越嚴(yán)重。極化現(xiàn)象是造成電池能量損失的重要原因之一。
極化的原因有三:
①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化;
②由電極-電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化;
③由電極-電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。
發(fā)展歷程
1746年,荷蘭萊頓大學(xué)的馬森布羅克在發(fā)明了收集電荷的“萊頓瓶”。因?yàn)樗吹胶貌蝗菀资占碾妳s很容易地在空氣中逐漸消失,他想尋找一種保存電的方法。有一天,他用一支槍管懸在空中,用起電機(jī)與槍管連著,另用一根銅線從槍管中引出,浸入一個(gè)盛有水的玻璃瓶中,他讓一個(gè)助手一只手握著玻璃瓶,馬森布羅克在一旁使勁搖動(dòng)起電機(jī)。這時(shí)他的助手不小心將中另一只手與槍管碰上,他猛然感到一次強(qiáng)烈的電擊,喊了起來。馬森布羅克于是與助手互換了一下,讓助手搖起電機(jī),他自己一手拿水瓶子,另一只手去碰槍管。
1780年,意大利解剖學(xué)家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖時(shí),兩手分別拿著不同的金屬器械,無意中同時(shí)碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到電流的刺激,而如果只用一種金屬器械去觸動(dòng)青蛙,就無此種反應(yīng)。伽伐尼認(rèn)為,出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)閯?dòng)物軀體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電,他稱之為“生物電”。
伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了物理學(xué)家們極大興趣的,他們競(jìng)相重復(fù)伽伐尼的實(shí)驗(yàn),企圖找到一種產(chǎn)生電流的方法,意大利物理學(xué)家伏特在多次實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為:伽伐尼的“生物電”之說并不正確,青蛙的肌肉之所以能產(chǎn)生電流,大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點(diǎn),伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這兩種金屬片中,只要有一種與溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),金屬片之間就能夠產(chǎn)生電流。
1799年,意大利物理學(xué)家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里,發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時(shí),會(huì)感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地制成了世界上第一個(gè)電池——“伏特電堆”。這個(gè)“伏特電堆”實(shí)際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學(xué)實(shí)驗(yàn),電報(bào)機(jī)的電力來源。
1836年,英國(guó)的丹尼爾對(duì)“伏特電堆”進(jìn)行了改良。他使用稀硫酸作電解液,解決了電池極化問題,制造出第一個(gè)不極化,能保持平衡電流的鋅—銅電池此后,這些電池都存在電壓隨著使用時(shí)間延長(zhǎng)而下降的問題。
當(dāng)電池使用一段時(shí)間后電壓下降時(shí),可以給他通以反向電流,使電池電壓回升。因?yàn)檫@種電池能充電,可以反復(fù)使用,所以稱它為“蓄電池”。
也是在1860年,法國(guó)的雷克蘭士(George Leclanche)還發(fā)明了世界廣受使用的電池(碳鋅電池)的前身。它的負(fù)極是鋅和汞的合金棒(鋅-伏特原型電池的負(fù)極,經(jīng)證明是作為負(fù)極制作材料的最佳金屬之一),而它的正極是以一個(gè)多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負(fù)極棒和正極杯都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。此系統(tǒng)被稱為“濕電池”。雷克蘭士制造的電池雖然簡(jiǎn)陋但卻便宜,所以一直到1880年才被改進(jìn)的“干電池”取代。負(fù)極被改進(jìn)成鋅罐(即電池的外殼),電解液變?yōu)楹隣疃且后w,基本上這就是我們所熟知的碳鋅電池。
1887年,英國(guó)人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀,不會(huì)溢漏,便于攜帶,因此獲得了廣泛應(yīng)用。
1890年愛迪生(Thomas Edison)發(fā)明可充電鐵鎳電池。
常見電池
干電池
干電池也叫錳鋅電池,所謂干電池是相對(duì)于伏打電池而言,所謂錳鋅是指其原材料。針對(duì)其它材料的干電池如氧化銀電池,鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是1.5V。干電池是消耗化學(xué)原料產(chǎn)生電能的。它的電壓不高,所能產(chǎn)生的持續(xù)電流不能超過1安培。
鉛蓄電池
蓄電池是應(yīng)用最廣泛的電池之一。用一個(gè)玻璃槽或塑料槽,注滿硫酸,再插入兩塊鉛板,一塊與充電機(jī)正極相連,一塊與充電機(jī)負(fù)極相連,經(jīng)過十幾小時(shí)的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負(fù)極之間有2伏的電壓。蓄電池的好處是可以反復(fù)多次使用。另外,由于它的內(nèi)阻極小,所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)供電,瞬時(shí)電流可達(dá)20多安培。蓄電池充電時(shí)是將電能貯存起來,放電時(shí)又把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
鋰電池
以鋰為負(fù)極的電池。它是60年代以后發(fā)展起來的新型高能量電池。按所用電解質(zhì)不同分為:
①高溫熔融鹽鋰電池;
②有機(jī)電解質(zhì)鋰電池;
③無機(jī)非水電解質(zhì)鋰電池;
④固體電解質(zhì)鋰電池;
⑤鋰水電池。
鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是單體電池電壓高,比能量大,儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)(可達(dá)10年),高低溫性能好,可在-40~150℃使用。缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴,安全性不高。另外電壓滯后和安全問題尚待改善。大力發(fā)展動(dòng)力電池和新的正極材料的出現(xiàn),特別是磷酸亞鐵鋰材料的發(fā)展,對(duì)鋰電發(fā)展有很大幫助。
2022年9月,哈佛大學(xué)的科學(xué)家為電動(dòng)汽車(EV)開發(fā)了一種新型固態(tài)鋰金屬電池,該電池在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)3分鐘內(nèi)完全充電,生命周期內(nèi)可循環(huán)超過1萬次,并且可持續(xù)使用二十年。
性能參數(shù)
電動(dòng)勢(shì)
電動(dòng)勢(shì)是兩個(gè)電極的平衡電極電位之差,以鉛酸蓄電池為例,E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。
其中:E—電動(dòng)勢(shì)
Ф+0—正極標(biāo)準(zhǔn)電極電位,其值為1.690V
Ф-0—負(fù)極標(biāo)準(zhǔn)電極電位,其值為-0.356V
R—通用氣體常數(shù),其值為8.314J/ (mol*K)
T—溫度,與電池所處溫度有關(guān)
F—法拉第常數(shù),其值為96485C/mol
αH2SO4—硫酸的活度,與硫酸濃度有關(guān)
αH2O—水的活度,與硫酸濃度有關(guān)
從上式中可看出,鉛酸蓄電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為1.690-(-0.356)=2.046V,因此蓄電池的標(biāo)稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動(dòng)勢(shì)與溫度及硫酸濃度有關(guān)。
額定容量
在設(shè)計(jì)規(guī)定的條件(如溫度、放電率、終止電壓等)下,電池應(yīng)能放出的最低容量,單位為安培/每小時(shí),以符號(hào)C表示。容量受放電率的影響較大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明放電率,如C20=50,表明在20時(shí)率下的容量為50安·小時(shí)。電池的理論容量可根據(jù)電池反應(yīng)式中電極活性物質(zhì)的用量和按法拉第定律計(jì)算的活性物質(zhì)的電化學(xué)當(dāng)量精確求出。由于電池中可能發(fā)生的副反應(yīng)以及設(shè)計(jì)時(shí)的特殊需要,電池的實(shí)際容量往往低于理論容量。
額定電壓
電池在常溫下的典型工作電壓,又稱標(biāo)稱電壓。它是選用不同種類電池時(shí)的參考。電池的實(shí)際工作電壓隨不同使用條件等于正、負(fù)電極的平衡電極電勢(shì)之差。它只與電極活性物質(zhì)的種類有關(guān),而與活性物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)。電池電壓本質(zhì)上是直流電壓,但在某些特殊條件下,電極反應(yīng)所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會(huì)造成電壓的微小波動(dòng),這種現(xiàn)象稱為噪聲。波動(dòng)的幅度很小但頻率范圍很寬,故可與電路中自激噪聲相區(qū)別。
開路電壓
電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池在斷路時(shí)(即沒有電流通過兩極時(shí))電池的正極電極電勢(shì)與負(fù)極的電極電勢(shì)之差。電池的開路電壓用V開表示,即V開=Ф+-Ф-,其中Ф+、Ф-分別為電池的正負(fù)極電極電位。電池的開路電壓,一般均小于它的電動(dòng)勢(shì)。這是因?yàn)殡姵氐膬蓸O在電解液溶液中所建立的電極電位,通常并非平衡電極電位,而是穩(wěn)定電極電位。一般可近似認(rèn)為電池的開路電壓就是電池的電動(dòng)勢(shì)。
內(nèi)阻
電池的內(nèi)阻是指電流通過電池內(nèi)部時(shí)受到的阻力。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。由于內(nèi)阻的存在,電池的工作電壓總是小于電池的電動(dòng)勢(shì)或開路電壓。電池的內(nèi)阻不是常數(shù),在充放電過程中隨時(shí)間不斷變化(逐漸變大),這是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成,電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律,極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關(guān)系。常隨電流密度增大而增加。
內(nèi)阻是決定電池性能的一個(gè)重要指標(biāo),它直接影響電池的工作電壓,工作電流,輸出的能量和功率,對(duì)于電池來說,其內(nèi)阻越小越好。
阻抗
電池內(nèi)具有很大的電極-電解質(zhì)界面面積,故可將電池等效為一大電容與小電阻、電感的串聯(lián)回路。但實(shí)際情況復(fù)雜得多,尤其是電池的阻抗隨時(shí)間和直流電平而變化,所測(cè)得的阻抗只對(duì)具體的測(cè)量狀態(tài)有效。
充放速率
有時(shí)率和倍率兩種表示法。時(shí)率是以充放電時(shí)間表示的充放電速率,數(shù)值上等于電池的額定容量(安·小時(shí))除以規(guī)定的充放電電流(安)所得的小時(shí)數(shù)。倍率是充放電速率的另一種表示法,其數(shù)值為時(shí)率的倒數(shù)。原電池的放電速率是以經(jīng)某一固定電阻放電到終止電壓的時(shí)間來表示。放電速率對(duì)電池性能的影響較大。
壽命
儲(chǔ)存壽命指從電池制成到開始使用之間允許存放的最長(zhǎng)時(shí)間,以年為單位。包括儲(chǔ)存期和使用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。儲(chǔ)存電池的壽命有干儲(chǔ)存壽命和濕儲(chǔ)存壽命之分。循環(huán)壽命是蓄電池在滿足規(guī)定條件下所能達(dá)到的最大充放電循環(huán)次數(shù)。在規(guī)定循環(huán)壽命時(shí)必須同時(shí)規(guī)定充放電循環(huán)試驗(yàn)的制度,包括充放電速率、放電深度和環(huán)境溫度范圍等。
自放電率
電池在存放過程中電容量自行損失的速率。用單位儲(chǔ)存時(shí)間內(nèi)自放電損失的容量占儲(chǔ)存前容量的百分?jǐn)?shù)表示。
有關(guān)計(jì)算
其中E為電動(dòng)勢(shì),r為電源內(nèi)阻,內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir,E=U內(nèi)+U外
適用范圍:任何電路
閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化:
E=U+Ir
EI=UI+I^2R
P釋放=EI
P輸出=UI
純電阻電路中
P輸出=I^2R
=E^2R/(R+r)^2
=E^2/(R^2+2r+r^2/R)
當(dāng)r=R時(shí)P輸出最大,P輸出=E^2/4r(均值不等式)
電池常識(shí)
正常充電
不同電池各有特性,用戶必須依照廠商說明書指示的方法進(jìn)行充電。在待機(jī)備用狀態(tài)下,電話也要耗費(fèi)電池,如果要進(jìn)行快速充電,宜先將手機(jī)關(guān)閉或把電池拆下進(jìn)行充電。
快速充電
有些自動(dòng)化的智能型快速充電器當(dāng)指示燈信號(hào)轉(zhuǎn)變時(shí),只表示充滿了90%,充電器會(huì)自動(dòng)改用慢速充電將電池完全充滿。用戶最好將電池完全充滿后使用,否則會(huì)縮短使用時(shí)間。
記憶效應(yīng)
如果電池屬鎳鎘電池,長(zhǎng)期不徹底充、放電,會(huì)在電池內(nèi)留下痕跡,降低電池容量,這種現(xiàn)象被稱為電池記憶效應(yīng)。
消除記憶
方法是把電池完全放電,然后重新充滿。放電可利用放電器或具有放電功能的充電器,也可以利用手機(jī)待機(jī)備用模式,如要加速放電可把顯示屏及電話按鍵的照明燈打開。要確保電池能重新充滿,應(yīng)依照說明書的指示來控制時(shí)間,重復(fù)充、放電兩至三次。
電池儲(chǔ)存
鋰電池可貯存在環(huán)境溫度為-5°C—35°C,相對(duì)濕度不大于75%的清潔、干燥、通風(fēng)的室內(nèi),應(yīng)避免與腐蝕性物質(zhì)接觸,遠(yuǎn)離火源及熱源。電池電量保持標(biāo)稱容量的30%到50%。推薦貯存的電池每6個(gè)月充電一次。
選購電池
1、選購有“國(guó)家免檢”、“中國(guó)名牌”標(biāo)志的電池產(chǎn)品和地方名牌電池產(chǎn)品,這些產(chǎn)品質(zhì)量有保障。
2、根據(jù)電器的要求,選擇適用的電池類型和規(guī)格尺寸,并根據(jù)電器耗電的大小和特點(diǎn),購買適合電器的電池。
3、注意查看電池的生產(chǎn)日期和保質(zhì)期,購買電池(新電池),新電池性能好。
4、注意查看電池的外觀,應(yīng)選購包裝精致、外觀整潔、干凈,無漏液跡象的電池。
5、注意電池的標(biāo)志,電池商標(biāo)上應(yīng)標(biāo)明生產(chǎn)廠名、電池極性、電池型號(hào)、標(biāo)稱電壓、商標(biāo)等;銷售包裝上(如2只熱縮或4只熱縮,或吊牌掛卡)應(yīng)有中文廠址、生產(chǎn)日期和保質(zhì)期或標(biāo)明保質(zhì)期的截止期限、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)(一般為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T××××-××××)。不要購買無中文廠名、無生產(chǎn)日期和保質(zhì)期或無標(biāo)明保質(zhì)期的截止期限、無執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。購買堿性鋅錳電池時(shí)應(yīng)看型號(hào)有無ALKALINE或LR字樣。
6、由于電池中的汞對(duì)環(huán)境有害,為了保護(hù)環(huán)境,在購買時(shí)應(yīng)選用商標(biāo)上標(biāo)有“無汞”、“0%汞”、“不添加汞”字樣的電池。
電池型號(hào)
堿性電池
一般分為:1.2.3.5.7號(hào),其中5號(hào)和7號(hào)尤為常用,所謂的AA電池就是5號(hào)電池,而AAA電池就是7號(hào)電池。
D型電池(大號(hào)電池/LR20/AM1) 直徑ф34.2; 高度61.5mm
C型電池(2號(hào)電池/LR14/AM2) 直徑ф26.2; 高度50.0mm
AA型電池(5號(hào)電池/LR6/AM3) 直徑ф14.5; 高度50.5mm
AAA型電池(7號(hào)電池/LR03/AM4) 直徑ф10.5; 高度44.5mm
AA/2型電池(8號(hào)電池LR1/AM5) 直徑ф11.0; 高度30.0mm
AAAA型電池(9號(hào)電池/LR61/AM6) 直徑ф8.0; 高度39.5mm
AAAA/2型電池(小9號(hào)電池/LR61/AM6) 直徑ф8.0; 高度28.0mm
其他型號(hào)
說說常見的“AAAA,AAA,AA,A,SC,C,D,N,F(xiàn)”這些型號(hào)
AAAA型號(hào)少見,一次性的AAAA勁量堿性電池偶爾還能見到,一般是電腦筆里面用的。標(biāo)準(zhǔn)的AAAA(平頭)電池高度41.5±0.5mm,直徑8.1±0.2mm。
AAA型號(hào)電池就比較常見,以前的MP3用的多是AAA電池,標(biāo)準(zhǔn)的AAA(平頭)電池高度43.6±0.5mm,直徑10.1±0.2mm。
AA型號(hào)電池就更是盡人皆知,數(shù)碼相機(jī),電動(dòng)玩具都少不了AA電池,標(biāo)準(zhǔn)的AA(平頭)電池高度48.0±0.5mm,直徑14.1±0.2mm。
只用一個(gè)A表示型號(hào)的電池不常見,這一系列通常作電池組里面的電池芯,老攝像機(jī)的鎳鎘,鎳氫電池,幾乎都是4/5A,或者4/5SC的電池芯。標(biāo)準(zhǔn)的A(平頭)電池高度49.0±0.5mm,直徑16.8±0.2mm。
SC型號(hào)也不常見,一般是電池組里面的電池芯,多在電動(dòng)工具和攝像機(jī)以及進(jìn)口設(shè)備上能見到,標(biāo)準(zhǔn)的SC(平頭)電池高度42.0±0.5mm,直徑22.1±0.2mm。
C型號(hào)也就是二號(hào)電池,標(biāo)準(zhǔn)的C(平頭)電池高度49.5±0.5mm,直徑25.3±0.2mm。
D型號(hào)就是一號(hào)電池,用途廣泛,民用,軍工,特異型直流電源都能找到D型電池,標(biāo)準(zhǔn)的D(平頭)電池高度59.0±0.5mm,直徑32.3±0.2mm。
N型號(hào)不常見,標(biāo)準(zhǔn)的N(平頭)電池高度28.5±0.5mm,直徑11.7±0.2mm。
F型號(hào)電池,電動(dòng)助力車,動(dòng)力電池的新一代產(chǎn)品,大有取代鉛酸免維護(hù)蓄電池的趨勢(shì),一般都是作電池芯。標(biāo)準(zhǔn)的F(平頭)電池高度89.0±0.5mm,直徑32.3±0.2mm。
大家注意到,(平頭)字樣,指的是電池正極是平的,沒有突起,使用做電池組點(diǎn)焊使用的電池芯,一般同等型號(hào)尖頭的(可以用作單體電池供電的),在高度上就多了0.5mm。以此類推。還有,電池很多的時(shí)候并不是規(guī)規(guī)矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F(xiàn)”這些主型號(hào),前面還時(shí)常有分?jǐn)?shù)“1/3,2/3,1/2,2/3,4/5,5/4,7/5”,這些分?jǐn)?shù)表示的是池體相應(yīng)的高度,例如“2/3AA”就是表示高是一般AA電池的2/3的充電電池;再如“4/5A”就是表示高是一般A電池的4/5的充電電池。
還有兩種型號(hào)表示方法,是五位數(shù)字,例如,14500,17490,26500,前兩位數(shù)字是指池體直徑,后三位數(shù)字是指池體高,例如14500就是指AA電池,即大約14mm直徑,50mm高。
例如,505060AR,305060A,其中前面兩位數(shù)字是指厚,中間兩位數(shù)是指寬,最后面兩位數(shù)是指長(zhǎng)。例如505060AR就是鋰電池的5.0MM是厚,寬是50MM,60MM是長(zhǎng)。后綴AR是表示鋁殼鋰電池。
回收利用
國(guó)際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種:固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。
1.固化深埋、存放于廢礦井
如法國(guó)一家工廠就從中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產(chǎn)電池。其余的各類廢電池一般都運(yùn)往專門的有毒、有害垃圾填埋場(chǎng),但這種做法不僅花費(fèi)太大而且還造成浪費(fèi),因?yàn)槠渲猩杏胁簧倏勺髟系挠杏梦镔|(zhì)。
2.回收利用
(1)熱處理;(2)“濕處理”;(3)真空熱處理法。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
IEC標(biāo)準(zhǔn)即國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Commission),是由各國(guó)電工委員會(huì)組成的世界性標(biāo)準(zhǔn)化組織,其目的是為了促進(jìn)世界電工電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化。其中關(guān)于鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC285,關(guān)于鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)是IEC61436,鋰離子電池IEC標(biāo)準(zhǔn),一般電池行業(yè)依據(jù)的是SANYO或Panasonic的標(biāo)準(zhǔn)。
電池常用IEC標(biāo)準(zhǔn)有鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC602851999;鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC614361998.1;鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)為IEC619602000.11。
電池常用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T11013_1996GB/T18289_2000;鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T15100_1994GB/T18288_2000;鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T10077_1998YD/T998_1999,GB/T18287_2000。
另外電池常用標(biāo)準(zhǔn)也有日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS C關(guān)于電池的標(biāo)準(zhǔn)及SANYOPANASONIC公司制定的關(guān)于電池企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
電池健康檢測(cè)
電池健康檢測(cè)是確保電池性能和安全性的重要環(huán)節(jié),主要涉及電池電量、健康狀態(tài)、充電狀態(tài)以及性能評(píng)估等多個(gè)方面。以下是對(duì)電池健康檢測(cè)的詳細(xì)解析:
一、電池健康檢測(cè)的重要性
保障安全:電池健康度下降可能導(dǎo)致設(shè)備過熱、起火或爆炸,從而帶來安全隱患。定期進(jìn)行電池健康檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換問題電池,保障用戶的安全。
延長(zhǎng)壽命:通過檢測(cè)可以了解電池的充電次數(shù)、放電時(shí)間和剩余容量等情況,從而判斷電池的壽命和性能。及時(shí)更換問題電池或老化電池可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
二、電池健康檢測(cè)的方法
1、電量檢測(cè)
庫侖計(jì)量法:通過測(cè)量電池在一段時(shí)間內(nèi)的電流積分來計(jì)算電池的電量。
電壓計(jì)量法:通過測(cè)量電池的電壓來估算電池的電量。
2、健康狀態(tài)檢測(cè)
內(nèi)阻測(cè)量:使用電子設(shè)備進(jìn)行內(nèi)阻測(cè)量,通過測(cè)量電池內(nèi)部的電阻值來判斷電池的健康狀態(tài)。
容量測(cè)量法:在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行充電或放電,測(cè)量電池的實(shí)際容量,從而判斷電池的健康狀態(tài)。
3、充電狀態(tài)檢測(cè)
充電器監(jiān)測(cè):使用充電器和電子設(shè)備進(jìn)行充電狀態(tài)監(jiān)測(cè),通過監(jiān)測(cè)電池的充電電流和電壓來判斷電池的充電狀態(tài)。
計(jì)時(shí)法:測(cè)量從開始充電到充滿電所需的時(shí)間來判斷電池的充電狀態(tài)。
4、性能評(píng)估與壽命評(píng)估
長(zhǎng)充長(zhǎng)放測(cè)試:通過在一定的充放電倍率下進(jìn)行充放電測(cè)試,評(píng)估電池的容量和內(nèi)阻等性能參數(shù)。
循環(huán)壽命測(cè)試:通過在一定的充放電倍率下進(jìn)行充放電循環(huán)測(cè)試,評(píng)估電池的循環(huán)壽命和充放電次數(shù)。
三、電池健康檢測(cè)的實(shí)施方式
1、自然檢測(cè)
在電池正常運(yùn)行過程中,當(dāng)電池充滿后放電到SOC(剩余電量百分比)約5%~10%時(shí),且滿足放電過程中沒有充電的條件下,進(jìn)行一次健康狀態(tài)自然檢測(cè)。例如,在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,當(dāng)光伏功率大于負(fù)載功率時(shí),剩余電量將電池充滿;當(dāng)光伏功率不足時(shí),電池放電至SOC為5%,此過程中進(jìn)行一次自然檢測(cè)。
2、強(qiáng)制檢測(cè)
在儲(chǔ)能正常運(yùn)行狀態(tài)下,距離上一次電池健康檢測(cè)一定時(shí)間(如1年或電池生命周期末期時(shí)的1個(gè)月)后進(jìn)行強(qiáng)制檢測(cè)。強(qiáng)制檢測(cè)過程中,電池先充電到100%SOC,然后立即轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)直到SOC為0%。為了確保計(jì)算準(zhǔn)確,放電過程需要在24小時(shí)內(nèi)完成。如果超出放電時(shí)間限制,檢測(cè)會(huì)失敗,并在失敗后48小時(shí)再次啟動(dòng)檢測(cè)。
四、其他注意事項(xiàng)
遵循安全準(zhǔn)則:在進(jìn)行電池健康檢測(cè)時(shí),務(wù)必遵循安全準(zhǔn)則,如確保設(shè)備已關(guān)閉并從電源插座中拔出,使用絕緣手套等。
定期檢查:建議根據(jù)設(shè)備的使用頻率和重要程度定期進(jìn)行電池健康度檢查,如每季度或每半年進(jìn)行一次。
注意使用環(huán)境:電池的健康度受使用環(huán)境影響,應(yīng)保持設(shè)備清潔干燥,避免長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫、低溫和潮濕環(huán)境中。
綜上所述,電池健康檢測(cè)是確保電池性能和安全性的關(guān)鍵步驟,涉及多種檢測(cè)方法和實(shí)施方式。通過定期進(jìn)行電池健康檢測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題電池,保障用戶的安全并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
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