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电池知识

充电器混用是不是会损伤电池呢?

来源:宝鄂实业    2019-07-16 22:16    点击量:
近发现手机,MP3 等的充电器都是用USB 小口充电,电压都是5V ,电流有550mA ,1000mA 的不等,自己常常混用它们,忽然想起是不是会损伤电池呢?非电子专业出身,google 了一下。总结摘录了此篇文章。
 
一,电池和充电介绍
 
我发现提出电池与充电的朋友许多,所以特写此文章与咱们交流。不论是数码相机,仍是收音机,随身听,电池是一切设备的动力,电池功能的好坏决定了设备的运用功能。
 
电池的结构不同,规格不同,容量的不同很大,便是相同规格的电池,由于类型不同,生产厂家不同,容量也不相同。拿咱们最常用的AA 尺度电池(5 号电池)来说,前期的镍镉电池容量是500mAh ,新式的镍镉电池容量是850mAh ,而同样尺度的镍氢电池,容量更大,在 1100mAh~2100mAh 之间。
 
电池的容量是以mAh 来核算的,你能够了解为在多少mA (毫安)电流下放电1 小时。例如,1000mAh 便是指电池能够在1000mA 电流下放 电1 小时这么大容量。这样,假设负载(用电器)的耗电为100mA ,该电池就能够放电10 小时,假设负载电流为200mA ,该电池能够运用5 小时,依此类推。
 
电池的原理是化学反应发生电能,两种金属材料在电解液的作用下发生电流,这咱们在中学的物理课中都学到过。不同种类电池的端电压也不相同,干电池为1.5V ,氧化银电池为1.55V ,银汞电池为1.3V ,镍镉电池和镍氢电池为1.2V ,铅酸电池为2V ,一次性锂电池为3V ,二次锂电池为 3.6V 。用电器的供电电压不同,运用的电池种类与节数也不同。例如,前期的爱娃随身听运用口香糖型铅酸电池,作业电压规划在2V ,新式的索尼随身听运用镍镉口香糖电池,端电压为1.2V ,现代的数码相机多运用锂电池,作业电压高达7.6V ,需求两节二次锂电池串联供电(尽管是单体,但在外壳内封装了两节二次锂电池),而多数现代收音机都规划能够运用干电池或镍镉、氢镍电池,由2~4 节电池串联供电,供电电压能够在必定的范围内改动。
 
一次性的电池不能再充电,像干电池,碱性干电池,氧化银电池,银汞电池,一次锂电池等。它们的电量竭尽今后就只能报废了。有许多人试图给这类电池充电,规划了各种充电器,写了许多的文章,我也相同,从前为此做出了很大的努力,对各种电池做过上百次实验,成果收效甚微,充电今后,电池的容量连新的一半也达不到,再放电很快就又干涸了!可是今日依然有不少文章,提出这种带有欺骗性的理论与充电产品。 跟着科技的开展,电池的技能也不断进步,尽管这种进步比起其他电器来显得过于缓慢。镍镉二次电池现已有很长的历史了,其品种规格比较齐全,但多数为圆筒形,大小不一,容量不同。这种电池的放电功能比干电池好,内阻比较低,答应大电流放电,但回忆性较强,正常寿数在400 次到1000 次之间。近几年许多开发的镍氢电池具有更大的容量,更低的内阻,更适合大电流放电,回忆特性比镍镉小多了,寿数多在1000 次充放电,价格也不贵多少。所以,镍氢取代镍镉现已 是必然趋势,现在现已很少能够看到镍镉电池有售了。二次锂电池是最新一代高档电池,它具有端电压高,容量最高,内阻特低,功能安稳,寿数长的特色(充放电1000 次以上)。可是它的价格比较高,首要用在高档电器上,如笔记本电脑,手机,掌上电脑,数码相机等等。 电池的回忆特性是这样的,假设你常常让电池放电到还剩一半容量就给它充电,那么日久它的实践容量就会减小。没有回忆特性的电池能够随时为它弥补电,它的容量也不会有任何改变。现在只有锂电池号称是没有回忆特性的电池,可是,实践上任何化学电池都具有必定的回忆特性,假如你常常在它还没有完全放电的情况下为 它弥补电,那么它的容量就会越来越小,寿数会大大缩短。通过屡次实验,我发现锂电池也相同有回忆特性,只是相比镍镉电池轻了一些。咱们在运用电池时,仅有正确的办法是把电池完全耗空今后再给它充电,并且选用合理的充电办法为它充电,见下文。
 
二次电池的充溢电端电压不同,镍镉与镍氢的标称电压是1.2V ,充溢电今后在1.3~1.5V 之间,跟着放电很快回落到1.2V ,放空电今后端 电压在1V !这一点很重要,绝对不能把单节电池的电压放到1V 以下,不然有损于电池寿数。深度的过放电往往会一次性完全损坏电池,使电池内部短路!因而,大多数高档电器都具备主动关机操控电路,在电池的端电压降到1V 时主动关闭电源,并且不让你再开机,维护电池不被损坏。同理,二次锂电池的端电压为 3.6V ,充溢电在4V 左右,放完电在3V ,也不应该让电池放到3V 以下。
 
干电池,镍氢电池和锂电池的放电特性不同,干电池的内阻较大,假如负载较重,电池的端电压会下降较多,而镍氢和锂的内阻就小多了,在大电流放电状况,还能够坚持较挨近标称的端电压。前期的闪光灯都是依照干电池的这种特性而规划的,一但换上了镍氢电池,作业电流会太大,把电路给烧掉了,所以,咱们 应该注意阅览说明书,看某种电器是否答应运用充电池。别的,干电池的放电特性比较差,其端电压会跟着放电的进程逐步下落,比方,新电池电压为1.6V ,放 到1/10 寿数变为1.49V ,放到3/10 寿数下降为1.4V ,放到5/10 寿数,在下降为1.3V ,放到9/10 寿数,端电压就变为1.15V 了。整个过程的电压改变很大。而氢镍和锂的特性就好得多了,整个放电过程端电压一直平稳,直到快要放电到一次寿数的完结时,电压才迅速下降,很快降到1V ,完毕 周期。 有许多朋友问询关于电池充电的问题,我想在这儿尽量协助咱们回答。二次电池的充电是选用直流电给电池“ 灌入” 电能,其原理便是所谓的化学逆反应。可是,放电的能量与充电的能量不会一至,也便是说,充电的能量应该比放电的能量大1.4 倍!!!举个例子说,1000mAh 的电池应该用1400mAh 的电量为它 充电一小时才干充溢,这并不违反能量守恒定理,由于充电时有约40% 的能量变为热量散发了。规范的充电办法是运用0.1 倍容量数的电流给电池充14 小时。 比方,仍是1000mAh 的电池,我用100mA 电流给它充14 个小时。这种充电办法能够确保电池被充溢,并且电池温升不会太大(感觉不出来),充好的电 池容量充足,电池寿数也抵达最长。可是,这种充电的时刻太长了,在运用上很不方便利,所以,新式的充电器都规划了快速充电的电路,选用较大的电流给电池充电,比方用700mA 电流给1000mAh 的电池充2 小时,这样,运用起来快速便利,但充电时电池会很热,不仅充得不行丰满,并且电池的寿数也会受到较大 的影响!(比方原本1000 次的寿数变成了400 次乃至更短)。现在更有1 小时,几十分钟的快速充电器,对电池的寿数危害较大。所以,许多朋友以为快速充 电器是好东西,大错而特错了!选用0.2~0.3 倍容量数的电流给电池充电,作用仍是较好的,与规范充电比较挨近,时刻却缩短了一半或以上。
安全隐患

  锂离子电池的安全性问题,不仅与池材料本身性质有关,而且与电池制备技术和使用有关。手机电池频频发生爆炸事件,一方面是由于保护电路失效,但更重要的是在于材料方面并没有根本的解决问题。

  钴酸锂正极活性材料在小电芯方面是很成熟的体系,但是充满电后,仍旧有大量的锂离子留在正极,当过充时,残留在正极的锂离子将会涌向负极,在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果,甚至在正常充放电过程中,也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶,钴酸锂材料的理论比能量是超过每克270毫安时的,但为保证其循环性能,实际使用容量只有理论容量的一半。在使用过程中,由于某种原因(如管理系统损坏)而导致电池充电电压过高,正极中剩余的一部分锂就会脱出,经电解液到负极表面以金属锂的形式沉积形成枝晶。枝晶刺穿隔膜,形成内部短路。

  电解液的主要成分为碳酸酯,闪点很低,沸点也较低,在一定条件下会燃烧甚至爆炸。如电池出现过热,会导致电解液中的碳酸酯被氧化和还原,产生大量气体和更多的热,如缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放,电池内压便会急剧上升而引起爆炸。锂电池的安全性:

  为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电,在单体锂离子电池内设有三重保护机构。一是采用开关元件,当电池内的温度上升时,它的阻值随之上升,当温度过高时,会自动停止供电;二是选择适当的隔板材料,当温度上升到一定数值时,隔板上的微米级微孔会自动溶解掉,从而使锂离子不能通过,电池内部反应停止;三是设置安全阀(就是电池顶部的放气孔),电池内部压力上升到一定数值时,安全阀自动打开,保证电池的使用安全性。

  有时,电池本身虽然有安全控制措施,但是因为某些原因造成控制失灵,缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放,电池内压便会急剧上升而引起爆炸。一般情况下,锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的,随着电池容量的增加,电池体积也在增加,其散热性能变差,出事故的可能性将大幅增加。对于手机用锂离子电池,基本要求是发生安全事故的概率要小于百万分之一,这也是社会公众所能接受的最低标准。而对于大容量锂离子电池,特别是汽车等用大容量锂离子电池,采用强制散热尤为重要。

  选择更安全的电极材料,选择锰酸锂材料,在分子结构方面保证了在满电状态,正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中,从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构,使其氧化性能远远低于钴酸锂,分解温度超过钴酸锂100℃,即使由于外力发生内部短路(针刺),外部短路,过充电时,也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。
电池充电的电流比较有讲究,假如选用安稳的直流电流给电池充电,电极的极化作用很强,很快使电极上掩盖一层化学物质,隔绝了其与电解液的触摸,使充电功率下降,通过屡次充电今后,电极越来越失效,最终电池被充死。有关技能人员在这方面也作过屡次实验,选用半波整流的直流电给电池充电,电池的内讧 比较大,发生的热量较大,也会影响充电的质量,缩短电池的寿数。比较好的充电波形是必定频率的方波,这种波形能够抑制极化现象,坚持电池的生机,充溢标称容量,抵达标称寿数。可是,方波的占空比要有一个规划,使停充时刻尽量短,防止充电的功率下降太多,时刻延伸。最理想的充电办法是在约10 年前由美国的一 家公司开发的,它选用9/10 周期的恒流充电,1/10 周期的中止充电,并在这个中止期间插入了一个电流很大的(2.5 倍容量数),时刻极短的(3ms ) 放电刺脉冲,这个脉冲把极化作用给完全破坏了,使电极坚持新鲜,充电容量充足,乃至能使旧电池康复一些容量! 电池的充电操控有各种办法。第一种是端电压操控法,也便是说,当把电池的端电压充到必定数值时就主动堵截电源,或转为涓流充电(一般用较大的电流快充,挨近抵达容量时转为小电流慢充,以改善充电作用,叫涓流)。这种办法不太科学,由于每种规格的电池充溢电今后的端电压不尽相同,所以可能会形成过充或欠充。 第二种是守时法,也便是抵达守时值今后主动转换状况。假如你每次都将电池用到100% 容量再给它充电,这种办法就能够充得很丰满,并且不会过充,在电路上 也比较容易实现。第三种是热量检测法,假如充电电流规划得比较大,那么电池在充电的末期会开始发热,尤其是过了规范充电周期今后的发热会急剧添加,这时安装在电池边上的感温元件就会宣布信号,操控电路转换状况。该法的缺点是,有必要选用较大的充电电流才干发生显着的发热,不然操控不行活络,还会受到环境温度 的影响。尤其是,充电发热过高,很伤电池寿数。在电池发热时,实践上就现已处于过充电状况了!还有一种比较先进的办法,负增量法。当电池充电抵达满容量时,其端电压会由逐步增高忽然变为下降一个微小值,这是二次电池的特性,在大电流充电时,这各负增量就变得比较显着。选用专门规划的电路来捕捉这个负增 量,转而操控充电器是一个十分高档的规划。其长处是不会形成电池过充或欠充,也不必讲究电池有必要用完才干充电,而能够随时弥补电。可是,其一,负增量仅在大电流充电时才比较显着,如咱们所知,大电流不是理想的充电办法。其二,每种电池的负增量不同,对它的检测也不太安稳,假如检测不到,电池就会被过充,使 之损坏或爆破,因而这种充电器一般还被一起辅以热检测双重操控。其三,检测负增量有必要针对单节电池,假如针对串联电池,由于抵达负增量的时刻不同,正/ 负 增量会相互抵消,使检测失败。因而,有必要把电池从用电器中取出,分别装入特别规划的电池夹才干充电,给运用带来了不方便。其四,负增量检测电路杂乱,专门的芯片也比较少见,价格昂贵,使充电器的本钱添加。现在只有极少数的高档充电器选用这种结构。

一般来说如果电池的充电器配套的话,应该是你电池容量的1/10的电量充电,所以它标名充电电流70ma。应该是10小时,考虑到综合情况(比如:涓流充电等等),可以略加长点时间。

 

  你说的电池的情况,可能电池已经不能为你服务了(坏了)换新的吧,不是充电时间越长,电就越多,下次充电按要求来吧。、、

 

  一是要看你的电池标称容量,容量越大,所需的充电时间越长;

 

  二是要看你同时充几节电池,两节和四节的充电时间是不一样的,充两节要比充四节快一倍;‘

 

  三是要看你的充电器所能输出的电流大小,电流大就快,电流小就慢;四是要看你的电池有没有剩余,如果完全没电,充电时间就长一些,如果还有剩余电量,充电时间就短一些。

 

  镍氢电池的充电有一个公式:电池的容量(毫安时)÷充电电流(毫安)&TImes;1.2~1.5=电池充满所需的时间(小时)。

 

  由于充电器不同,充电电流的大小也不同。充电时间在充电器的说明书上一般都有标明,充满四节2300mah的电池,标准充需10~20小时,快充需6~8小时,急速充需1~2小时。

 
 
最终说说现在的充电器产品。十分惋惜,现在的产品充电器有50% 以上都是不合格的(我的观点)!!!许多很高档的电器,象随身听,手机,它们所 佩戴的充电器没有任何主动中止充电操控,更谈不上波形改换电路了!我研究过许多这样的充电器,内部多是一个变压器,一个电阻,加一个二极管,也便是我上面所说的半波整流充电,充电多少时刻你自己掌握(对了,我忘掉说明晰,关于小电流充电,过充形成的危害远远比大电流充电过充的危害要轻),但谁能准确地记得 充电时刻呢?这样,过充欠充是粗茶淡饭,正常充电的作用也欠好。许多手机充电器看似电路杂乱,实践上那都是开关电源改换电路,底子没有主动停充操控,作用也相同。规划比较理想的充电器往往都是市上单独出售的比较贵价的产品,都带有某种操控电路。为此,我历经多年规划与实验,最终成功的作品宣布在“ 电子制 作” 

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