鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1614次 | 2019年01月07日
鎳氫電池的充放電過程及重量分析
鎳氫電池作為當(dāng)今迅速發(fā)展起來的一種高能綠色充電電池,憑借能量密度高、可快速充放電、循環(huán)壽命長以及無污染等優(yōu)點(diǎn)在筆記本電腦、便攜式攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及電動(dòng)自行車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
鎳氫電池的重量:
以每一個(gè)單元電池的額定電壓來看,鎳氫與鎳鎘都是1.2V,而鋰電池卻為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,而鎳氫電池卻比較輕??芍恳粋€(gè)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(gè)電池組合時(shí)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。特性電壓=1.2V能量∕重量=30-80Wh/kg(瓦特小時(shí)/千克)即108-880kJ/kg(千焦耳/千克)能量∕體積=140-300Wh/L(瓦特小時(shí)/公升)即504-1188kJ/kg(千焦耳/千克)自放電率=一般為每月30%,低自放電型號(hào)為每年15-30%充放電循環(huán)次數(shù)=500-1000次記憶效應(yīng)?鎳氫電池記憶效應(yīng)較小,而鎳鎘電池記憶效應(yīng)卻很強(qiáng),定期的放電管理也是必需的。
鎳氫電池的充放電過程:
1、充電
當(dāng)快速充電時(shí),可以透過充電器內(nèi)的微電腦去避免電池過充的情況產(chǎn)生。現(xiàn)今的鎳氫電池含有一種催化劑,可以及時(shí)的解除因?yàn)檫^充所造成的危險(xiǎn)。2H2+O2--催化劑-->2H2O
但是這個(gè)反應(yīng)只有從過充開始的時(shí)間算起的C÷10小時(shí)內(nèi)有效(C=電池標(biāo)示的容量)。當(dāng)充電程序開始后,電池的溫度會(huì)上升的很明顯,有些極速充電器(低于1小時(shí))內(nèi)含風(fēng)扇來避免電池過熱。
有的廠商認(rèn)為:使用一些簡單的恒流(且電流要?。┏潆娖?,不管有沒有計(jì)時(shí)器,都可以安全地為鎳氫電池充電,允許的長時(shí)間充電電流為C/10h(電池的標(biāo)稱電量除以10小時(shí))。實(shí)際上,一些造價(jià)低廉的無線電話基地臺(tái)和最便宜的電池充電器正是這樣工作的。盡管這可能是安全的,但對電池的壽命可能會(huì)有不良影響。根據(jù)松下公司(Panasonic)的《鎳氫電池充電指南》:長期使用涓流方式(以很小的電流長時(shí)間充電)充電有可能導(dǎo)致電池?fù)p壞;為了防止損傷電池,涓流充電的電流應(yīng)限制在0.033×C每小時(shí)到0.05×C每小時(shí)之間,最長充電時(shí)間為20小時(shí)。
對于鎳氫電池的長期保養(yǎng)來說,使用低頻脈沖-大電流的的充電方式要比使用涓流充電方式更能保持好電池狀態(tài)。
新買回來的,或者是長時(shí)間未使用的鎳氫電池,需要一段“激活”時(shí)間來回復(fù)電池電量。因此,一些新的鎳氫電池需要經(jīng)過幾次充電-放電循環(huán)才能達(dá)到它們的標(biāo)稱電量。電池充電時(shí),要注意充電器周圍的散熱,太刻意用什么風(fēng)扇吹沒有什么必要,但要注意的是充電器周圍不要放置太多雜物。普通用戶在使用電池的過程中,電池往往沒有專用的存放包;用戶在替換電池后,會(huì)習(xí)慣性的把電池隨手放好,而不管所放的地方是否干凈、潮濕。這樣的后果就是電池容易弄臟、觸點(diǎn)易與金屬物如鑰匙等接觸和容易受潮,而這些都是電池的大敵。建議:用戶應(yīng)該設(shè)置一個(gè)電池專用放置點(diǎn),并保持電池的清潔。
2、放電
在電池的使用過程中,也必須小心。對于串聯(lián)在一起的幾顆電池(比如數(shù)碼相機(jī)中4顆AA電池的通常排列方式),要避免電池完全耗盡電能,進(jìn)而發(fā)生“反向充電”(Reversecharging)。這會(huì)對電池產(chǎn)生不可挽回的損害。不過,通常這些設(shè)備(比如之前提到的數(shù)碼相機(jī))能夠檢測串聯(lián)電池的放電電壓,當(dāng)它下降到一定程度時(shí),便自動(dòng)關(guān)閉,以保護(hù)電池。單顆電池并不會(huì)有以上的危險(xiǎn),只會(huì)一直放電,直到電壓為0。這不會(huì)對電池造成損害,實(shí)際上,周期性地將電放完然后再充滿有利于保持電池的容量與質(zhì)量。
鎳氫電池具有較高的自放電效應(yīng),約為每個(gè)月30%或更多。這要比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。電池充得越滿,自放電速率就越高;當(dāng)電量下降到一定程度時(shí),自放電速率又會(huì)稍微下降。電池存放處的溫度對自放電速率有十分大的影響。正因如此,長時(shí)間不用的鎳氫電池最好是充到40%的“半滿”狀態(tài)。
低自放電效應(yīng)的鎳氫電池在2005年推出市面,生產(chǎn)商宣稱在20℃室溫存放一年后仍可保存70至85%電量,而且可以以一般的鎳氫電池充電機(jī)進(jìn)行充電。某些低自放電效應(yīng)的鎳氫電池在低溫下有比堿性電池及鋰離子電池更佳的放電特性。