9-电池基础知识培训(第3部分)鹏辉

第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR2006年3月24日第1页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR1、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。2、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。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。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。基础知识第2页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR常识知识3、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，放电时有容量高电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受损害而漏液或低（零）电压。4、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。对镍镉电池来说，负极的工艺为拉浆式，镉晶粒不会聚集，不存在记忆效应的问题。基础知识第3页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR5、电池出现零电压或低电压的可能原因是什么？1)电池遭受外部短路或过充,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。6、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,与插头连接不好3)引线与电池脱焊,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,损坏基础知识第4页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR7、电池产品有哪些类型分别适合哪些应用领域？1)镍镉电池应用范围:无绳电话,电动玩具,电动工具,应急灯,家用电器,仪表器械,电动自行车.2)镍氢电池应用范围:无绳电话,电动玩具,电动工具,应急灯,家用电器,仪表器械,电动自行车.3)锂离子电池应用范围:移动电话,笔记本电脑,多种移动设备,小光碟播放机,小型摄像机,数码相机.8、温度对电池的性能有何影响？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，电极的反应率也会下降。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，导致副反应的。基础知识第5页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR9、电池充满电时温度为什么会急升?电压为什么会突降？当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。10、电池产品有哪些类型分别适合哪些应用领域？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，电极的反应率也会下降。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，导致副反应的。基础知识第6页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR11、充电态内阻与放电态内阻有何不同?充电态内阻指电池100%充满电时的内阻；放电态内阻指电池充分放电后的内阻。一般说来,放电态内阻不太稳定,且偏大,充电态内阻较小,阻值也较为稳定.在电池的使用过程中,只有充电态内阻具有实际意义,在电池使用的后期,由于电解液的枯竭以及内部化学物质活性的降低,电池内阻会有不同程度的升高。12、电池的内阻是怎样测量?电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值.交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000HZ,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值.基础知识第7页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR11、什么是自放电？影响因素有那些？是指电池在搁置过程中电压和容量自行减少的现象。也是电池电性能考核内容之一。主要由电极、电解液、隔膜、搁置条件等因素决定。自放电率用在单位时间里，电池容量降低的百分率表示：x%=（C1-C2）/（C1×T）×100%式中：C1、C2分别为电池搁置前、后的容量；T为搁置的时间，常用天来计算。12、电池漏液和爬碱：电解液是强碱溶液，有很高的腐蚀性和一定的表面张力，所以电池需要密封才能使用，即电解液不能外漏。但是如果电池的生产工艺设计不合理，生产过程操作不当，便会引起电池碱液从封口处析出和内压升高，造成盖帽的防爆孔或封口处无法承受电池内部的压力，大量电解液从盖帽防爆孔外露的现象叫漏液。封口不好，造成少量电解液从壳口边爬出的现象叫爬碱。（电解液有个特性，在空气中会自动的沿器体向外扩散，人们习惯叫爬碱）。不论是漏液还是爬碱，有很高腐蚀性的碱液对用户有一定危害；它可能对用户的设施造成损坏。爬碱与漏液有很大区别。基础知识第8页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR常见问题：恒流过充电：正极在析氧，负极在吸氧。当电流较小时，电池内部的内压还不是太高；当电流达到一定程度时，正极的释氧速度迅速提高，负极的吸氧速度小于正极的析氧速度，这样很容易造成电池的内压升高而造成电池漏夜。如果排气阀来不及排气时,电池会发生鼓底现象。恒流过放电：过放电实际是在电解水。这是一个不可逆反应，气体存在于电池内部，当电流大到一定程度时，严重过放电,如果排气阀来不及排气时,电池也一样容易造成漏夜或鼓底甚至爆炸。瞬间短路：瞬间短路会产生很大的电流，使电池的电能完全转化为热能；电流过大电解水，产生H2和O2。容易烧坏密封圈、电池鼓底甚至爆炸。常见问题第9页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR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：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；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；T控制：电池充满电时，温度与环境温度之差会达到最大；—△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；计时控制：通过设置一定的充电施加今年来控制充电终点，一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制；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。常见问题第10页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR电池使用时有哪些注意事项？•仔细阅读电池说明书，使用所推荐的电池；•检查电器及电池的接触件是否清洁，必要时用湿布擦干净，干燥后正确极性方向装入；•无成人监护时，不要让儿童更换电池，小型电池（如AAA）应放在儿童不能拿到的地方；•不要将新、旧电池或不同型号电池混用•不要试图用加热、充电或其它方法使用一次性电池；•不要将电池短路；•不要加热电池或电池丢入水中；•不要拆卸电池•用电器使用后应断开开关；•应当从长期不使用的用电器具中取出电池；•电池应保存在阴凉、干燥、无阳光直射处；常见问题第11页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR电池反应原理：镍镉电池的电化学原理：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。反应原理第12页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIRCd/Ni电池成流反应：•1.电池反应：充电+)2Ni（OH)2+2OH——2e2NiOOH+2H2O；•放电•充电-)Cd（OH）2+2eCd+2OH—；•放电•充电总反应：2Ni（OH）2+Cd（OH）22NiOOH+Cd+2H2O•放电2.电极电位：φθNiOOH/Ni（OH）2=+0.490V;•φθCd/Cd（OH）2=-0.809V反应原理第13页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR3.过充电时：+)4OH——4e2H2O+O2↑；-)2Cd+2H2O+O2+4e2Cd（OH）2；总反应：2Cd+4OH—2Cd（OH）24.过放电时：+)4H2O+4e4OH—+2H2↑；-)4OH——4e2H2O+O2↑；总反应：2H2O2H2↑+O2↑反应原理第14页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR镍氢电池的电化学原理：与镍镉电池相同的Ni氧化物为正极，储氢金属为负极，碱液（主要为KOH）为电解液。1.MH/Ni电池成流反应：•充电+)Ni（OH）2+OH－—e2NiOOH+2H2O；•放电•充电-)M+H2O+eMH+OH－；•放电•充电总反应：Ni（OH）2+MNiOOH+MH•放电鹏辉电池反应原理第15页第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR2.过充电时：+)4OH－－4e→2H2O+O2↑；-)2H2O+O2+4e→4OH－；另外4MH+O2→4M+2H2O3.过放电时：+)2H2O+2e→2OH－+H2↑；-)2OH－+H2→2H2O+2e；反应原理第16页鹏辉电池第二部分常识问答小型充电电池知识讲座MCNAIR氧化镍电极的晶型转变：Ni(OH)2有α-Ni(OH)2和β-Ni(OH)2之分，NiOOH分β-NiOOH和γ-NiOOH。它们存在下述关系：充电α-Ni(OH)2γ-NiOOHρ=2.32g/cm3ρ=3.79g/cm3陈化过充电充电β-Ni(OH)2β-NiOOHρ=3.97g/cm3ρ=4.68g/cm3鹏辉电池反应原理第17页第二部分常识问答小型