电池充电的相关术语解释

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发布时间 2009-07-08

过度充电
  在充电过程中电池的电压会随著储存电量的增加而逐渐上升,当电池储存的电量达到饱和电极材料无法继续充电时,若继续充电则电解液会起电解,并且在阳极产生氧气,在阴极产生氢气,如此会在密封的电池内部造成内部压力上升,会对电池内部结构造成破坏.像这种现象称之为过度充电.
  为了避免过度充电电池遭毁损,通常将阴极之容量制作得比阳极容量大,如此当过度充电时阳极会先达到饱和并产生氧气,而阴极却未饱和而不会产生氢气,阳极产生的氧气扩散到阴极之后会与充电产生的金属镉起化学反应吸收掉氧气,且此反应的速度与金属镉产生的速度平衡,因此可以有效地避免电池的压力上升.但是若充电电流过大(使用快充时)就会失去平衡,电池的内压过大会将电池的安全阀推开,氢气和氧气会泄漏到电池外部,直到压力降低安全阀关闭电池才又再密封起来.但是气体的泄漏已使得内部化学材料减少,造成电池寿命的缩短.
充电电压的变化
  电池过度充电时,因为阳极产生的氧气与阴极起化学反应会产生热,使得电池温度会上升外壳发烫.由於温度越高电池的充电电压会变得比较低,因此充电时电池电压会持续上升直到过度充电时,电池温度会突然地快速上升,电压不再上升转而由峰值开始下降.
标称电压
  镍镉电池在标准放电条件下放电时,电压会缓缓地下降直到当电量几乎释放完时,电压会大幅度地下降,此电压值称之为标称电压.一般镍镉电池的标称电压为1.2V,与一般乾电池标注的1.5V是相同意思,都是标注於电池外壳上面. 镍镉电池只要有电量电压值一定至少在标称电压1.2V以上,储存的电量越多电压也越高.
放电终止电压
  电池在放电时其电压会随著电池电量的减少而逐渐降低,当电压降到所要求的准位时就不再让它继续放电,称为放电终止,而此电压准位称之为放电终止电压. 通常厂商建议的放电终止电压约在0.9V ~ 1.1V左右,电压放电到此准位时电量几乎已经放光了,此状况称为完全放电.镍镉电池已经完全放电了还不移掉负载而让它继续放电下去,那麼就成了过度放电,电压会急速下降直到0V为止.若电压尚未降到0V左右就终止放电,则电池电压会自动快速回升到标称电压1.2V左右.
过度放电
  镍镉电池的一大致命伤就是被过度放电,将放电终止电压设定在此状况下,不但没有电力可以推动负载,对电池寿命也会造成损害.而且一旦不慎让电压继续下降到几乎等於0V时,就算想终止放电把负载移走恐怕也来不及了,电池的电压无法再自动回升,一般的充电器也无法再把电充进去,它的电压会一直固定住停留在 0V不动.此刻的它就像是中风似的瘫痪在那边,就别说折寿了,更是往往一命呜呼哀哉不能再使用了.
周期寿命
  通常镍镉电池在应用上都是拿来做反覆充电与放电的周期性工作,电池的寿命是有限的,容量不可能一直保持而不下降,在一定的工作条件之下反覆充放电之后,电池的容量会下降到额定容量的80%(或定义在60%).此反覆充放电的次数称之为周期寿命,周期寿命越高表示该电池的使用寿命越长.有些电池的参考规格上面会标明充放电周期,写著放电深度多少时约多少次,意旨周期寿命.随著充放电流,放电深度与其他充放条件的不同,周期寿命也随著变化,尤其是使用大电流充放电时,一定会有寿命缩短的现象.现在的镍镉电池只要依照购买时厂商所附的说明正常地使用,通常都可以反覆使用500次以上.
电池内阻与电压
  电池是有内阻的电压源,可以视为是一个理想电压源(没有内阻)串联一电阻输出.未接负载时电池两端量到的端电压就是理想电压源的电压,称之为开路电压,当电池外接负载时,负载与内阻串联接到理想电压源上,因此负载上所得到的分压也就是电池的端电压,会小於理想电压源的电压,称之为闭路电压.电池的内阻越高则负载可分得的电压就越小,因此理想的电池是没有内阻.
  镍镉电池的内部电阻非常的低,一般只有几毫欧姆到数十毫欧姆左右,因此外接大小不同之负载时放电电压还是很稳定,放电电流曲线很平坦,可以做大电流放电使用.一般乾电池内阻动辄数欧姆,放电电压不稳定放电电流曲线不平坦,相较之下镍镉电池属於特性较理想的电池.
自放电
  电池由於内部会起化学反应的关系,内部会自我放电,虽未外接负载但是电池所储存的电量会随著时间而逐渐消失.自我放电的速度称为自我放电率,周遭温度越高时自我放电电流也越大.根据专家实验的结果,镍镉电池在0℃时约三个月会放电20%使残余容量剩下80%,在20℃时一个月约放电25%,三个月放电40%,若温度越高45℃时,一个月就已经放掉70%的容量了.因此,在夏天电池充饱电后只要短短几天的时间,容量就剩下80%甚至50%了,难怪专家建议,最好的保存方法就是将电池密闭包装妥当后置於冰箱中冷藏(不能受潮),不是没有道理的.
连续放电与间歇放电
  连续放电是指电池在放电过程中不中断,持续放电直到电池的电压降至放电终止电压才停止,间歇放电则是指放电过程中电池与负载之间的电流通路断断续续,时而导通时而断路,直到电池的电压降至放电终止电压为止.电池在放电过程中电压会慢慢地持续下降,若过程中暂时停止放电则电压会马上上升回复到某一准位才停止,若再继续放电则电压又从该准位开始下降.
  连续放电方式的实际放电时间与放电期间是相同的,而间歇放电的实际放电时间则是放电期间电流通路导通的时间片段累积和.比较相同容量的电池以两种方式进行放电时,在同样的终止电压下,由於电池电压会回复的关系,间歇放电方式的实际放电时间会比连续放电的实际放电时间还长,且间歇放电方式所释放的容量也比连续放电方式的放电容量还多.

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