电池的必备知识大全

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电池的必备知识大全
什么是电池

电池是一种能量转化与储存的装置，它主要通过化学反应将化学能或物理能转化为电能。电池是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供电能。

一次电池与二次电池的有哪些异同点？
一次电池只能放电一次，二次电池(也叫可充电电池)可反复充放电循环使用，可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，因此设计时必须调节这些变化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化，一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大，因此负载能力较低，另外，一次电池的自放电远小于二次电池。

什么是IEC标准？
IEC标准即国际电工委员会（International Electrical Commission），是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为IEC60285，关于镍氢电池的标准是IEC61436，锂离子电池的标准是IEC61960，一般电池行业依据的是SANYO或Panasonic公司的标准。

电池常用标准有哪些？
电池常用IEC标准有：
镍镉电池的标准为IEC602851999;
镍氢电池的标准为IEC614361998.1;
锂电池的标准为 IEC619602000.11。
电池常用国家标准有：
镍镉电池的标准为GB/T 11013_1996，GB/T 18289_2000;
镍氢电池的标准为GB/T 15100_1994，GB/T 18288_2000;
锂电池的标准为 GB/T 10077_1998，YD/T 998_1999，
GB/T 18287_2000。
另外电池常用标准也有日本工业标准JIS C 关于电池的标准
及SANYO和PANASONIC公司制定的关于电池企业标准。

镍镉电池的电化学原理是什么?
镍镉电池采用Ni(OH)2作为正极，CdO作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，镍镉电池充电时，正极发生如下反应
Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O
负极发生的反应：
Cd(OH)2 + 2e → Cd + 2OH-
总反应为：2Ni(OH)2 + Cd(OH)2→ 2NiOOH+ Cd+ 2H2O
放电时，反应逆向进行NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OH-
Cd + 2OH- + 2e→ Cd(OH)2
充电时，随着NiOOH浓度的增大，Ni(OH)2浓度的减小，正极的电势逐渐上升，而随着Cd的增多，Cd(OH)2的减小，负极的电势逐渐降低，当电池充满电时，正极、负极电位均达到一个平衡值，二者电势之差即为电池之充电电压。

镍氢电池的电化学原理是什么？
镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，镍氢电池充电时，正极发生反应如下：
Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O
负极反应：MHn + ne → M + n/2H2
放电时，正极：NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH-
负极：M + n/2H2 → MHn + ne 。

锂离子电池的电化学原理是什么？
锂离子电池正极主要成分为LiCoO2负极主要为C,充电时
正极反应：LiCoO2 -> Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
负极反应：C + xLi+ + xe- -> CLix
电池总反应：LiCoO2 + C -> Li1-xCoO2 + CLix
放电时发生上述反应的逆反应。

电池的主要结构组成是什么?
电池的主要组成部分为：正极片、负极片、隔膜纸、盖帽、外壳、绝缘层。

手机锂电池由哪些部分组成及各部分的功能是什么?
手机锂电池主要由塑胶壳上下盖、.锂电芯、保护线路板(PCB)和可恢复保险丝（polyswitch）组成。有的厂家还配置了NTC、识别电阻、震动马达或充电电路等元件。
各部分功能如下：
(1) 锂电芯：提供可充放电源。
(2) 保护线路板(PCB)：防止电池过充过放短路。
(3) 可恢复保险丝(PTC)： 正热敏电阻起到高温保护作用同时又是保护线路板失效后的二重保护。
(4) 可恢复保险丝(NTC)： 负热敏电阻,感应电池内部温度起到低温保护作用。
(5) 识别电阻：识别原装电池非原装电池不能使用。
    电池的包装材料有哪些?
(1) 不干介子纸(如纤维纸双面胶)
(2) PVC膜商标管
(3) 连接片(不锈钢片、纯镍片、镀镍钢片 )
(4) 引出片(不锈钢片---易于焊锡、纯镍片---点焊牢)
(5) 插头类
(6) 保护元器件类(如温控开关过流保护器限流电阻)
(7) 纸箱纸盒
(8) 塑料壳类

电池包装组合及设计的目的是什么?
(1) 美观品牌印字商标的设计
(2) 电池电压的限制(要获得较高电压需串联多只电池)
(3) 保护电池,防止短路,延长电池使用寿命
(4) 尺寸的限制
(5) 便于运输(如纸箱.纸盒的设计等)
(6) 特殊功能的设计(如防水、特殊外型设计等)

电池对环境有什么影响？
现今几乎所有电池均不含汞，但重金属仍然是汞电池，可充电镍镉电池，铅酸电池的必要组成部分。如果处置不当，且数量较多的话，这些重金属将对环境产生有害的影响。目前，国际上已有专门机构回收氧化锰镍镉和铅酸电池。海太阳一直致力于生产环保电池（镍氢，锂离子）来代替镍镉电池。

环境温度对电池性能有何影响？
在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影响。但温度太高，超过45℃，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。
镍镉镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低（如低于-15℃），而在-20℃时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。在低温充电低于0℃会增大电池内压并可能使安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在5-30℃之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45℃以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。

充电的控制方法有哪些？
为了防止电池过充，需要对充电终点进行控制，当电池充满时，会有一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方法来防止电池被过充：
（1） 峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点
（2） dT/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点
（3） T控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大
（4） -V控制:当电池充满电达到一峰值电压后，电压会下降一定的值
（5） 计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点，一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制
（6） TCO控制：考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充电，因此当电池温度升高60℃时应当停止充电。

什么是过充电对电池性能有何影响？
过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为，对Ni-Cd电池，过充电产生如下反应：
正极：4OH- - 4e → 2H2O + O2↑
负极：2Cd + O2 → 2CdO
由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。

什么是过放电对电池性能有何影响？
电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设定1.0V/支，3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支，电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。

电池电池组放电时间短的可能原因有哪些？
（1） 电池未被充满电，如充电时间不够，充电效率较低等
（2） 放电电流过大，致使放电效率降低从而使放电时间缩短
（3） 电池放电时环境温度过低，放电效率下降
    电池使用寿命短的可能原因是什么?
（1） 充电器或充电电路与电池类型不匹配
（2） 过充，过放
（3） 电池类型与用电器要求不一致

不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题?
如果将不同容量或新旧电池混在一起使用，有可能出现漏液，零电压等现象。这是由于充电过程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充满电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低（零）电压。
    电池使用完后或长期不使用是否可以保存在用电器内？
如果用电器较长时期内不再使用，最好将电池取出并放于低温，干燥的地方，如果不这样，即使用电器被关掉，系统仍会使电池有一个低电流输出，这会缩短电池的使用寿命。
    每次使用完后无绳电话都应放回机座吗？
按照惯例及无绳电话的设计，每次使用后都应放回机座上。这样可以激活电池，补充放掉的容量及有于自放电的容量损失。不过我们建议间或将电池完全放电，以便恢复电池的初始容量及放电性能。当然如果长期不使用电话，最好还是要将无绳电话取下来，避免电池长期被过充电。另外，由于无绳电话即使在关机后，系统仍有一小电流在放电，因此，长期不用时应拆下电池，使其置于开路，使用时再充电。

电池储存在什么样的条件较好？
根据IEC标准规定，电池应在温度为20±5℃，湿度为（65±20）%的条件下储存。一般而言，电池储存温度越高，容量的剩余率越低。反之，也是一样。冰箱温度在0℃-10℃时储存电池的最好地方。尤其是对一次电池，而二次电池即使储存后损失了容量，但只要重新充放电几次既可恢复。

电池能储存多久？
就理论上讲，电池储存时总有能量损失。电池本身固有的电化学结构决定了电池容量不可避免地要损失，主要是由于自放电造成的。通常自放电大小与正极材料在电解液中的溶解性和它受热后的不稳定性（易自我分解）有关。可充电电池的自放电远比一次电池高。而且电池类型不同，电池每月的自放电率也不一样。一般在10-35%变动。一次电池的自放电明显要低得多，在室温下每年不超过2%，储存过程中与自放电伴随的是电池内阻上升，这会造成电池负荷力的降低，而在放电电流较大的情况下，能量的损失变化非常明显，下表列出了正常储存条件下自放电的近似值：
类型 自放电
碱锰MnO2/Zn圆形电池 2%
锌碳MnO2/Zn圆形电池 〈4%
锂离子锂MnO2圆形电池和纽扣电池约 1%
镍镉/镍氢电池 〈35%

什么是短路？对电池性能有何影响？
电池外两端连接在任何导体上都会造成外部短路。
电池类型不同，短路有可能带来不同程度的后果。如：电解液温度升，内部气压升高，等气压值如果超过电池盖帽耐压值，电池将漏液。这种情况严重损坏电池。如果安全阀失效，甚至会引起爆炸。因此切勿将电池外部短路。

什么是记忆效应？怎样消除记忆效应？
记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点，尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将加深这一效应，使电池的容量变得更低。
要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深度放电（如用0.1C放至0V）;一是采用大电流充放电（如1C）几次。

电池出现零电压或低电压的可能原因是什么？
（1）电池遭受外部短路，过充或反充(强制过放)
（2）电池受高倍率大电流连续过充，导致电池极芯膨胀，正极直接接触短路
（3）电池内部短路或微短路，如：正负极片有毛刺穿透隔膜纸接触短路，正负极片放置不当，造成极片接触短路，或正极片接触钢壳短路，负极掉料进隔膜纸，隔膜纸本身有缺陷，正极极耳接触负极片短路。

电池组零电压或低电压的可能原因有哪些？
（1）是否单支电池零电压
（2）插头短路，断路或与插头连接不好
（3）引线与电池脱焊或虚焊
（4）电池内部连接错误，连接片与电池之间漏焊，虚焊，脱焊等
（5）电池内部电子组件连接不正确或损坏
    电池电池组充不进电的可能原因是什么?
（1）电池零电压或电池组中有零电压电池
（2）电池组连接错误，内部电子组件，保护电路出现异常
（3）充电设备故障，无输出电流
（4）外部因素导致充电效率太低(如极低或极高温度)
    电池电池组无法放电的可能原因是什么?
（1）电池经储存，使用后，寿命衰减
（2）充电不足或未充电
（3）环境温度过低
（4）放电效率较低（如大电流放电时普通电池由于内部物质扩散速度跟不上反应速度，造成电压急剧下降而无法放出电）。

电池充满电时温度为什么会急升？电压为什么会突降？
当镍镉电池充满电后再继续充电属于过充，由于正极Ni(OH)2已基本全部转化为NiOOH，电池电位在此一温度达到平衡值（最大值），此时外部的恒定电流过充使OH-氧化而产生氧气。
化学反应：4OH- - e →O2 + 2H2O + 热量
生产的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合：
2Cd + O2 →2CdO + 热量
该化合反应产生的热量很多，只是电池整个体系温度升高。故此时温度存在急剧上升的现象。而由于温度越高，电池平衡电位越低，故温升必然导致电池平衡电位下降，故此时电池电压存在突降现象。

电池鼓底凸肚甚至漏液的可能原因时什么？
（1）电池被过充,特别是高倍率大电流连续过充
（2）电池被强制过放
    什么是电池的爆炸怎样预防电池爆炸?
电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm以上的距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm，网线采用直径为0.25mm的软铝线，如果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。

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