电池分类.术语以及安全使用

                                                      电池分类

一次电池

小型二次电池：镍镉、镍氢、锂离子

铅酸电池

动力电池

燃料电池

太阳能电池-地面光伏发电

其他新型电池

                                            电池术语                  

1，容量

电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。

电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。

理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。

实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为 Ah，其值小于理论容量。

额定容量也叫保证容量，是按国家或有关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。                      

           2，内阻

电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低，此阻力称为电池的内阻。

电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化，因为活性物质的组成、电解液浓度和温  度都在不断地改变。

电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压，充电时端电压高于电动势和开路电压。

欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而增大，但不是线性关系，常随电流密度的对数增大而线性增大。 

      3，锂电池的负载能力

当电池的正负极两端连接在用电器上时，带动用电器工作时的输出功率，即为电池的负载能力。           

    4，锂电池内压

指电池的内部气压，是密封电池在充放电过程中产生的气体所致，主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产生的气体于电池内聚集所致 。        

      5，锂电池的倍率放电能力

C是Capacity的第一个字母，用来表示电池充放电时电流的大小数值。

例如：充电电池的额定容量为1100mAh时，即表示以1100mAh(1C)放电时间可持续1小时，如以200mA(0.2C)放电时间可持续5小时，充电也可按此对照计算。         

    6，锂电池放电截止电压

        指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。

        根据不同的电池类型及不同的放电条件，对电池的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电的终止电压也不相同。      

    7，锂电池的开路电压

电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。

电池的开路电压，会依电池正、负极与电解液的材料而异，如果电池正、负极的材料完全一样，那么不管电池的体积有多大，几何结构如何变化，其开路电压都一样的。         

     8， 锂电池的工作电压

工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，又称放电电压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。

电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位的存在，电池的工作电压低于开路电压。       

      9， 锂电池的放电深度

在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比，称为放电深度。

放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，因此在使用时应尽量避免深度放电。

            电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池内压升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少       

      10，  锂电池过充

电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生，电池的性能也会显著降低和损坏。        

      11， 锂电池的能量密度

电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。

一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，是镍氢电池的1.8倍，因此在电池容量相等的情况下，锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小，重量更轻。          

     12，锂电池的自放电

电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原因，都会引起其电量损失的现象。

电池完全充电后，放置一个月。然后用1C放电至3.0V，其容量记为C2；电池初始容量记为C0；1-C2/C0即为该电池之月自放电率

行业标准锂离子电池月自放电率小于12%

电池自放电与电池的放置性能有关，其大小和电池内阻结构和材料性能有关          

      13， 锂电池的放电平台

锂离子电池完全充电后，放电至3.6V时的容量记为C1，放电至3.0V时的容量记为C0，C1/C0称为该电池之放电平台

行业标准1C放电平台为70%以上

         14，锂电池的放电倍率

电池放电电流的大小常用"放电倍率"表示，即电池的放电倍率用放电时间表示或者说以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数来表示，由此可见，放电倍率表示的放电时间越短，即放电倍率越高，则放电电流越大。（放电倍率=额定容量/放电电流）

根据放电倍率的大小，可分为低倍率（<0.5C）、中倍率（0.5-3.5C）、高倍率（3.5-7.0C）、超高倍率（>7.0C）

如：某电池的额定容量为20Ah，若用4A电流放电，则放完20Ah的额定容量需用5h，也就是说以5倍率放电，用符号C/5或0.2C表示，为低倍率。        

      15，锂电池的循环寿命

          电池在完全充电后完全放电，循环进行，直到容量衰减为初始容量的80%，此时循环次数即为该电池之循环寿命

循环寿命与电池充放电条件有关

锂离子电池室温下1C充放电循环寿命可达300-500次（行业标准），最高可达800-1000次。磷酸铁锂电池可以达到2000-10000次循环。动力三元锂电池循环寿命可以达到2000次循环。       

       16，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。

镍氢电池和锂离子电池均无记忆效应         

      17，锂电池的化成

电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成，电池只有经过化成后才能体现真实性能     

      18，分容

电池在制造过程中，因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致，通过一定的充放电制度检测，并将电池按容量分类的过程称为分容 

快速充电：充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。    

慢速充电：充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充电。

涓流充电：充电电流小于0.1C时，我们称为涓流充电。

超高速充电：充电电流大于0.8C时，我们称之为超高速充电。

恒流充电方式：恒流充电法是保持充电电流强度不变的充电。方法，恒流充电器通常使用慢速充电电流。

快速自动充电方式：通常所使用的是余弦法充电，也就是说并非用恒定的大电流充电，而是像余弦波那样电流强度随之变化，这样能缓解热量的积聚，从而将温度控制在一定范围内。

脉冲式充电法：脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环。

充电时间(小时)=充电电池容量(mAh)/充电电流(mA)*1.5的系数

假如你用1600mAh的充电电池，充电器用400mA的电流充电，则充电时间为:1600/400*1.5=6小时

      19，锂电池过充保护

过充电保护: 过充电保护 IC 的原理为：当外部充电器对锂电池充电时，为防止因温度上升所导致的内压上升，需终止充电状态。此时，保护 IC 需检测电池电压，当到达 4.25V 时（假设电池过充点为 4.25V）即启动过度充电保护，将功率 MOS 由开转为切断，进而截止充电。                     

         20，过放电保护 

过放电保护: 过放电保护 IC 原理：为了防止锂电池的过放电，假设锂电池接上负载，当锂电池电压低于其过放电电压检测点（假定为 2.5V）时将启动过放电保护，使功率 MOSFET 由开转变为切断而截止放电，以避免电池过放电现象产生，并将电池保持在低静态电流的待机模式，此时的电流仅 0.1uA。当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高于过度放电电压时，过度放电保护功能方可解除。另外，考虑到脉冲放电的情况，过放电检测电路设有延迟时间以避免产生误

                                               安全使用指南    

锂离子电池失效的表现形式：

1，高温，泄漏，冒烟，燃烧，爆炸

2，不论是外部短路或者内部短路，都会导致导线发热、电池发热，温度高了，就会导致内部气体膨胀，导致变形、泄漏、冒烟，更严重的会导致电解液气化，或者引发正负极物质与电解液的反应，急剧释放的结果就是燃烧爆炸。

3，过充电也会导致电池爆炸。                         

如何预防锂离子电池失效：

1、首要的，使用正规厂家生产的合格电池，千万不能贪便宜；

2、运输过程中，避免剧烈撞击，磕碰，以免发生泄漏，燃烧，爆炸；

3、制造过程中，采取合理的保护措施，焊接、注塑不得超出合理的温度范围，使用保护线路板；

4、仓储过程中，保持通风，合理的温度，避免堆积，远离热源；

5、使用过程中，不滥用（短路、磕碰、高温等）

如何辨别电池的优劣

1、外观

    崭新，无漏液、锈蚀、胶质，无点焊残余（拆机电）；

2、重量

    正常的电池有合理的重量，拆机电，回收电会比正常电池重；虚标的电池会偏轻；

3、性能

    正常的电池通过检测，容量、电压、内阻会在正常的范围内，超出正常的范围为B品电池或者其它不良电池。

锂离子电池失效的补救措施：

1、个别电池发热

        对于发现的发热电池要进行隔离降温，否则一旦热失控会导致着火爆炸，比较好的措施是将其丢到空的铁皮桶里或者有水的桶里；

2、数量较多电池发热

        发现数量较多的电池微微发热，必须马上采取降温措施，如：风扇，空调等。如果发热温度比较高，达到了融化外皮的程度，则必须马上分散放置，采取降温措施，并保持不间断监控。

锂离子电池失效的补救措施：

3、燃烧

         锂离子电池的燃烧一定会伴随爆炸，最有效的灭火方式是水！水可以降温，灭火，粉末灭火器只可以灭明火，但是这种化学反应造成的燃烧和集聚的热量不会散失，还会复燃。

                                 必须用水！

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