和普(pu)通的(de)不可充電的(de)電池相比,可充電(dian)(dian)(dian)的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)叫二次電(dian)(dian)(dian)池(chi)。二次電(dian)(dian)(dian)池(chi)能夠反復運(yun)用(yong)(yong)，符合經濟實用(yong)(yong)原則，這是(shi)其(qi)最(zui)(zui)大的(de)優(you)點，自然人們(men)最(zui)(zui)青睞二次電(dian)(dian)(dian)池(chi)。二次電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)種(zhong)類也不少(shao)，就目前(qian)市場上主流(liu)產(chan)品而言，有(you) 4類電池(chi)：鉛(qian)酸(LA）電(dian)池、鎳鎘（NiCd）電池、鎳氫（NiMH）電池和鋰(li)離(li)子(Liion ）電池(chi)。

    1．便攜(xie)式電(dian)子設備可選擇的(de)電(dian)源系統

    對便攜式(shi)電(dian)子設備(bei)(bei)(bei)的(de)生(sheng)產商來(lai)說(shuo)，給(gei)便攜式(shi)電(dian)子設備(bei)(bei)(bei)選擇合適(shi)的(de)電(dian)池(chi)是很(hen)困難的(de)。因為電(dian)池(chi)的(de)選擇會對設備(bei)(bei)(bei)的(de)功能、型號、成本造成很(hen)大的(de)影(ying)響。設計者面對著(zhu)很(hen)多(duo)選擇，從(cong)簡(jian)單的(de)鉛酸(suan)電(dian)池(chi)到復雜的(de)集(ji)成了電(dian)子安全、監視(shi)和充電(dian)控制電(dian)路的(de)鋰(li)離子電(dian)池(chi)。

    1）鎳鎘電池。

    鎳鋼(gang)電(dian)池工(gong)作(zuo)電(dian)壓為1．2V左右，具有優良的(de)大電流(liu)放電性能，可(ke)在一20～60⁰C溫度范圍內工作(zuo)。與鉛(qian)酸電(dian)池(chi)相反，這種電(dian)池(chi)過充(chong)電(dian)性能好，可靠性高。與鎳鎘(ge)(ge)電(dian)池(chi)類似的(de)堿溶液二次電(dian)池(chi)還有(you)鐵鎳、鋅(xin)鎳、鋅(xin)銀、鎘(ge)(ge)銀等(deng)，這類電(dian)池(chi)有(you)充(chong)放電(dian)周(zhou)期數多、工作(zuo)壽命長(chang)、長(chang)期不(bu)用也不(bu)影響壽命、可靠耐(nai)用、容易使用等(deng)特點，因(yin)而有(you)很(hen)大(da)的(de)產量和(he)應(ying)用空間(jian)。總之這類電(dian)池(chi)最大(da)的(de)優(you)點是穩定(ding)耐(nai)用，缺點是鎘(ge)(ge)較貴和(he)污(wu)染(ran)環境。

    鎳鎘電(dian)池種類繁多，有放置(zhi)用(yong)的大型電(dian)池（多數20Ah以(yi)上）和小(xiao)型密封型電池，6Ah以下的(de)圓柱(zhu)形(xing)和扁平(ping)形(xing)電池，0．5Ah以(yi)下的紐扣(kou)式(shi)電(dian)池(chi)。日本(ben)三洋公司生產(chan)40～2000mAh的 95種型號的鎳鎘(ge)電池(chi)，按用途有 8類電池：一般(ban)用（標準型）、 高(gao)容量（E型）、 快速(su)充電(dian)用（R型(xing)）、 高溫用(yong)（H型）、耐熱(re)用(yong)（K型）、 長壽命（C型）、保護記憶(yi)用(yong)（S型）、 扁平(ping)形（KF型）、標準(zhun)型典型電(dian)池(chi)為  AA型，容(rong)量(liang)為600mAh，尺寸(cun)為14．2mmX  50．5mm，

質量(liang)為 23克，內阻為12mΩ。AAA型的容量為 250mAh，尺寸(cun)為10．5mm X 44．5mm，質量為(wei)11克，內阻24Ω。

    鎳鎘電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學反應，其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鋁粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鋁粉有較高的擴散性，防止結塊，并增加極板的容量。活性物質分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其他電池相比，鎳錫電池的自放電率（電池不使用時失去電荷的速率）適中。鎳鎘電池在使用過程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時，就不能放出全部的電量。比如，放出80％電量后再充足電，該電池只能放出80％的電量，這就是所謂的記憶效應。當然，幾次完整的放電／充電循環將使鎳鎘電池恢復正常工作。

由于鎳鎘電池的記憶效應，若未完全放電，應在充電前將每節電池放電至 1V以下。

2）鎳氫電池。鎳氫電池是生產了幾年的新電池，又稱為貯氫電池。20世紀70年代，荷蘭飛利浦實驗室在研究第一代稀土永磁合金時，試驗了LaNi5的磁性能，競意外地發現了 LaNi5有很好的貯氫性能，但深入研究發現對貯氫合金不適用，因為平衡壓太高，循環壽命太短，進一步研究和改進發現，這些缺點都可克服，從而為發展貯氫電池奠定了技術基礎。

兩者有相同的工作電壓1．2V，因此這兩種電池有良好的互換性。

鎳氫電池的能量高，為鎳鎘電池的1．8～2倍，鉛酸電池的3倍，有良好的充放電性能，可隨充隨放，快充深放，無記憶效應，特別不含鎘、鉛、汞等有害物質，對環境無污染，被稱為綠色電池。

鎳氫電池與鎳鎘電池類似，多種多樣。有圓柱形和扁平形的小電池，有紐扣式電池，也有方形蓄電池組作為動力電池用，容量為10～20Ah。日本三洋公司生產的 AA型的容量為1100mAh，尺寸為  14．2mm X 50．0mm，質量為27克，AAA型的容量為  650mAh，尺寸為10．5 mm  X  4 4．5 mm，質量為  13 g。

鎳氫電池具有較好的低溫放電特性，即使在一 20⁰C環境溫度下，采用大電流（以1C放電速率）放電，放出的電量也能達到標稱容量的 85％以上。但是，鎳氫電池在高溫十 40⁰C以上時，蓄電容量將下降5％～10％。這種由于自放電（溫度越高，自放電率越大）而引起的容量損失是可逆的，幾次充放電循環就能恢復到最大容量。

 鎳鎘電池與鎳氫電池的充電過程非常相似，都要求恒流充電。兩者的差別主要在快速充電的終止檢測方法上，以防止電池過充電。充電器對電池進行恒流充電，同時檢測電池的電壓和其他參數。當電池電壓緩慢上升達到一個峰值時，對鎳氫電池快速充電終止，而鎳鎘電池則當電池電壓第一次下降了一個ΔV時終止快速充電。為避免損壞電池，電池溫度過低時不能開始快速充電，電池溫度 Tmin低于 10⁰C時，應轉入涓流充電方式。而電池溫度一旦達到規定數值后，必須立即停止充電。

  3）鋰離子電池。鋰離子電池是繼鎳氫電池后發展的新一代的二次電池。鋰位于元素周期表第一族主族第一位上，是金屬中最輕的元素，有最負的標準電位，組成電池能量密度大和電壓高。鋰離子電池負極電位相對鋰電極為正，正極電位為4．OV，該電池的工作電壓高，約3．6V。高電壓是個優點，一個鋰離子電池相當于三個鎳氫電池或鎳鎘電池，但這也是個缺點，因為移動電話芯片電壓趨向下降，這將挑戰3．6V 鋰離子電池的應用。鋰離子電池有高的比能量，為鎳氫電池的1．5倍和鉛酸電池的3倍，放電曲線平穩，自放電率低，循環壽命長，與鎳氫電池一樣，無記憶效應和不污染環境，也為綠色電池。

    鋰離子電池采用卷繞式結構，蓋體設計強化了安全保護功能。對于這種高比能量電池，必須經過規范的安全檢測評估。鎳氫和鎳鎘電池的電解液是水溶液，而鋰離子電池必需用非水性電解液，其電導率低得多，因此電極要大大減薄，有著不同的電極制備工藝，制備又薄又長的正負電極。鋰離子電池同樣有圓柱式、扁平式、紐扣式和動力用電池組。Sony公司的 14500電池容量為 500mAh，尺寸為 14．3mmX 50．4mm，質量為19g；18650電池的容量為 1350mAh，尺寸為 18．4mmX 64．9mm，質量為 40g。

    鋰離子電池能夠很好地配合電子產品小型化、袖珍化的發展方向，移動電話和筆記本電腦要求又薄又輕的二次電池，三洋超薄鋰離子電池僅 4mm厚，質量比能量160Wh/kg(比能量指的是單位重量或單位體(ti)積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表(biao)示。Wh是能量的單位，W是(shi)瓦、h是小時；kg是千克(重量單位)，L是升(sheng)(體積單位(wei)) )，體積比能量360Wh／L。

    鋰離(li)子(zi)電池(chi)易受到過充(chong)電、深放電以及(ji)短路的(de)損害(hai)。單體鋰離(li)子(zi)電池(chi)的(de)充(chong)電電壓(ya)必(bi)須(xu)嚴格限制。充(chong)電速(su)率(lv)通常不超過1C，最低放電(dian)電(dian)壓(ya)為2．7～3．OV，如再繼續放(fang)電，則會損壞電池(chi)。鋰(li)離(li)子電池(chi)以恒(heng)流轉恒(heng)壓方(fang)式(shi)進行充電。采用1C電流充電至4．1V時，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器應立即轉入恒壓(ya)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流逐(zhu)漸(jian)減小，當電(dian)(dian)(dian)(dian)池充(chong)足電(dian)(dian)(dian)(dian)后(hou)，進人(ren)涓流充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)過(guo)(guo)程。為避免過(guo)(guo)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)或過(guo)(guo)放電(dian)(dian)(dian)(dian)，鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池不僅在內部設有安全機構(gou)，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器也必須采取安全保護措施，以監測鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池的充(chong)放電(dian)(dian)(dian)(dian)狀態。

    2．二次電池性(xing)能比較

表1。l為(wei)鉛酸、鎳(nie)銅(tong)、鎳(nie)氫、鋰離子電池(chi)特(te)性的比(bi)較。

 

    20世紀80年代的便(bian)攜式電子設備，如數字無繩電話、隨身聽和電動剃須(xu)刀等，主要由鎳鎘(ge)電池供電。到了20世紀90年代后期，鎳氫電(dian)池(chi)(chi)和(he)鋰離子電(dian)池(chi)(chi)逐漸進入市場并得以廣泛(fan)應用。因為(wei)鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)的價格比鎳氫和(he)鋰離子電(dian)池(chi)(chi)便宜(yi)，所以鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)在(zai)低端應用中十分普遍。鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)可提供最高的放電(dian)電(dian)流(liu)，適合短時間內需要(yao)大功率輸出(chu)的應用。

    鎳(nie)鎘電池的缺點是被所謂的記憶效(xiao)應困(kun)擾(rao)（現在的鎳(nie)鎘電池很少考慮這個因素）， 使電(dian)池容(rong)量降(jiang)低。鎳鎘電(dian)池在未完全放電(dian)的情況下再充(chong)電(dian)，一些活性物質會累積并且開始結(jie)晶（在陽極有100μm的銅累積層）， 但(dan)通過(guo)化(hua)學反(fan)應這層物質(zhi)會自行消失(shi)（一(yi)塊全(quan)新(xin)電(dian)池的陽極大約有l00μm厚(hou)度(du)的鎘結晶）， 出(chu)現記憶(yi)效應(ying)會導致電池(chi)容量越來越小，端(duan)電壓越來越低(di)，使得(de)電池(chi)到達(da)最(zui)低(di)可(ke)用端(duan)電壓（關斷點(dian)）的時間比預(yu)期的早很(hen)多，如圖1-1所示(shi)。鎳(nie)鎘電池的(de)另(ling)一個(ge)缺點(dian)是它的(de)活性物質中含有有毒的(de)鎘。

    鎳氫電池比鎳鎘電池環保，但是價格高。鎳氫電池的放電電流相比鎳鎘電池略小，但也受惰性效應的影響。惰性效應是比鎳鎘電池記憶效應稍輕的一種現象。惰性效應是由于鎳的結晶導致的。惰性效應和記憶效應一樣，導致無法完全使用可充電電池的全部容量，但都可以通過使用帶有放電功能的充電器來避免。

    鋰(li)離子可充(chong)電(dian)電(dian)池價格最高，但具有(you)高的能量密度，因而(er)可以在給定尺寸(cun)下提供更優性能，更適(shi)合小尺寸(cun)、高集成度的便攜(xie)式(shi)電(dian)子設(she)備(bei)。

    隨(sui)著新(xin)材料(liao)、新(xin)工(gong)藝(yi)的出現(xian)，更(geng)為(wei)先進(jin)耐用的可再充電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)也(ye)在不(bu)斷出現(xian)。國外最新(xin)開發的固態(tai)聚合(he)物（電(dian)(dian)解質）鋰離子電(dian)(dian)池(chi)、鋰金屬電(dian)(dian)池(chi)不(bu)僅解決了漏液問題，而且電(dian)(dian)池(chi)的容量更(geng)大，體積更(geng)小，更(geng)為(wei)安全可靠(kao)，它們(men)必將成為(wei)極有潛(qian)力的新(xin)一代電(dian)(dian)池(chi)產品。

    3．鎳氫／鎳鎘(ge)電(dian)池與(yu)鋰離子(zi)電(dian)池的差異

    1）質(zhi)量方面。以(yi)每一個單元電(dian)池的電(dian)壓來(lai)看，鎳氫與鎳鎘都(dou)是1．2V，而鋰離子電池(chi)卻(que)為3．6V，鋰離子電池的(de)電壓是前兩者的(de)3倍。并且(qie)同型電池的質量鋰(li)離子電池與(yu)鎳鎘電池幾乎相(xiang)等，而(er)鎳氫電池卻比較(jiao)重。每一種電池本(ben)身(shen)質量不同，但鋰(li)離子電池因3．6V高電(dian)壓，在輸(shu)出(chu)同等電(dian)壓的情(qing)況下使單個電(dian)池組合時數目可減(jian)少 1/3而使成型后的電(dian)池質量(liang)和體積減小(xiao)。

    2）記憶效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)。鎳氫電(dian)(dian)池有(you)(you)惰性(xing)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)；鎳鎘電(dian)(dian)池有(you)(you)記憶效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)，因(yin)此，定期的放(fang)電(dian)(dian)管理(li)也是必(bi)需的。這種定期放(fang)電(dian)(dian)管理(li)屬于模糊狀(zhuang)態下(xia)(xia)被動處理(li)，甚(shen)至也有(you)(you)些在(zai)不正確的情況下(xia)(xia)進行放(fang)電(dian)(dian)（每次放(fang)電(dian)(dian)或(huo)者(zhe)使用(yong)幾次后進行放(fang)電(dian)(dian)都(dou)因(yin)電(dian)(dian)池生(sheng)產廠的不同而(er)有(you)(you)所(suo)差異(yi)）， 這種繁瑣的(de)放電(dian)管理在使用鎳鎘/鎳氫電池時是無法避免的。相對的鋰離子電池因為完全沒有記憶效應，在使用上非常方便簡單，它完全不必考慮二次電池殘余電壓的多少，直接可進行充電，充電時間自然可以縮短。

    記(ji)(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)是充電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的一(yi)(yi)大(da)天敵，一(yi)(yi)般認為(wei)是長(chang)期不正確的充電(dian)(dian)(dian)(dian)導致的，它可(ke)以(yi)使電(dian)(dian)(dian)(dian)池早衰。記(ji)(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)可(ke)使電(dian)(dian)(dian)(dian)池無法有效(xiao)地充電(dian)(dian)(dian)(dian)，出現(xian)一(yi)(yi)充就滿、一(yi)(yi)用就完(wan)的現(xian)象。防止電(dian)(dian)(dian)(dian)池出現(xian)記(ji)(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)的方法是確保電(dian)(dian)(dian)(dian)池“充足(zu)放(fang)(fang)(fang)光(guang)(guang)”的原(yuan)則，也就是說(shuo)在充電(dian)(dian)(dian)(dian)前最好將電(dian)(dian)(dian)(dian)池內殘(can)余電(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)放(fang)(fang)(fang)光(guang)(guang)，充電(dian)(dian)(dian)(dian)時要一(yi)(yi)次(ci)充足(zu)。通常(chang)鎳鎘電(dian)(dian)(dian)(dian)池容(rong)易出現(xian)記(ji)(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)，所以(yi)充電(dian)(dian)(dian)(dian)時要特(te)別注(zhu)意(yi)，鎳氫電(dian)(dian)(dian)(dian)池理(li)論上沒有記(ji)(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)，但最好也遵循“充足(zu)放(fang)(fang)(fang)光(guang)(guang)”的原(yuan)則，這(zhe)也就是很多充電(dian)(dian)(dian)(dian)器提供放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)附加功(gong)能的原(yuan)因。對(dui)于由于記(ji)(ji)憶(yi)(yi)(yi)效(xiao)應(ying)引起(qi)容(rong)量(liang)下降的電(dian)(dian)(dian)(dian)池，可(ke)以(yi)通過(guo)一(yi)(yi)次(ci)性(xing)(xing)充足(zu)再(zai)一(yi)(yi)次(ci)性(xing)(xing)放(fang)(fang)(fang)光(guang)(guang)的方法反復數次(ci)，大(da)部分電(dian)(dian)(dian)(dian)池都可(ke)以(yi)得到修復。

    3）自放電(dian)(dian)率。鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)的自放電(dian)(dian)率為15％～30％（月(yue)）， 鎳(nie)氫電(dian)池的自放電(dian)率為(wei)25％～35％（月），鋰離子(zi)電池的(de)自(zi)放(fang)電率為2％～5％（月），鎳氫電(dian)池的(de)自(zi)(zi)放電(dian)率(lv)最大，而鋰離子電(dian)池的(de)自(zi)(zi)放電(dian)率(lv)最低。

    4）充(chong)電(dian)(dian)方(fang)式。充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)方(fang)式一直(zhi)是人們關心的(de)(de)焦(jiao)點(dian)，正確(que)、良好(hao)的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)方(fang)法可以(yi)確(que)保電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)壽命(ming)。充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)推薦的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)方(fang)法多種(zhong)多樣，不(bu)同(tong)的(de)(de)充(chong)電(dian)(dian)方(fang)法對充(chong)電(dian)(dian)器的(de)(de)電(dian)(dian)路結(jie)構有不(bu)同(tong)的(de)(de)要求，自然影響(xiang)到(dao)成本。

    電(dian)池充(chong)(chong)電(dian)時間和充(chong)(chong)電(dian)電(dian)流的(de)關(guan)系(xi)為電(dian)池容量除以充(chong)(chong)電(dian)電(dian)流得到充(chong)(chong)電(dian)時間，考慮(lv)充(chong)(chong)電(dian)過程中的(de)損耗(hao)，所(suo)以將計算(suan)得到的(de)充(chong)(chong)電(dian)時間應再乘以1．2這個(ge)常數(shu)。

    對(dui)于鎳(nie)鎘和(he)鎳(nie)氫電池最(zui)常用的簡單充電方法是(shi)利(li)用10％C恒流充(chong)電，又被(bei)稱為(wei)“慢充(chong)”，即按照電流容量數值的10％確(que)定充電電流，如一節標(biao)稱容量為500mAh的(de)電池，它的(de)建議(yi)充電電流為(wei)50mA；又如一節(jie)標稱容量為1300mAh的電池(chi)，它的建議充電電流(liu)為13 0 mA。在此電(dian)流下連續(xu)充電(dian)12～15  h就可以視(shi)為電(dian)池充滿。雖然建議(yi)使用恒流充電(dian)但要求并不(bu)嚴格，電(dian)流允(yun)許(xu)有(you)較大的(de)波動，所(suo)以按照此方法(fa)制作的(de)充電(dian)器(qi)結構非常簡(jian)單(dan)，一般只需(xu)要一個將220V市電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)適當低壓的(de)變壓器、整流的(de)二極管(guan)、限流電(dian)(dian)阻以及一(yi)些發光二極管(guan)等(deng)指示裝置構成(cheng)低成(cheng)本的(de)充(chong)(chong)電(dian)(dian)器，市面上(shang)絕大部分獨立常(chang)規充(chong)(chong)電(dian)(dian)器都采(cai)用(yong)這種方式，只不過外形(xing)不同罷了。“慢充(chong)(chong)”雖然(ran)比較(jiao)簡單，但是給電(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)一(yi)次(ci)電(dian)(dian)需要十(shi)多個小(xiao)時(shi)，為此，電(dian)(dian)池(chi)廠商(shang)也允許在急需使用(yong)時(shi)用(yong) 3 0％C的電(dian)流給電(dian)池充電(dian) 4～5 h，稱之為“快充”，不過不建議常用(yong)(yong)，理論(lun)上對電(dian)池有輕微的損害。所以大部(bu)分常規充電(dian)器都有“快充”和“慢充”兩擋，并建議用(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)“慢充”。

    在很多情況下(xia)用(yong)(yong)戶(hu)需要(yao)對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)快(kuai)速(su)、有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)、安全(quan)地(di)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)就(jiu)需要(yao)使(shi)用(yong)(yong)較大的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在大電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)過程中會出現(xian)極化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)，使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)發熱(re)，而且當大電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)充(chong)滿(man)后，如果(guo)(guo)不(bu)及時(shi)停止，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)會迅速(su)發熱(re)，嚴重時(shi)可(ke)導致電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)燒(shao)毀和爆炸。所(suo)以要(yao)求快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)具備充(chong)滿(man)自(zi)停功能，同時(shi)也(ye)要(yao)解決極化(hua)效(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)，使(shi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)高效(xiao)(xiao)(xiao)安全(quan)。早期的快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)采用(yong)(yong)簡單的定時(shi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，不(bu)過此類充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)針對(dui)性強，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)也(ye)不(bu)令人滿(man)意。現(xian)代的充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)采用(yong)(yong)專用(yong)(yong)的充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)控制IC，以高頻(pin)脈動電(dian)(dian)流給電(dian)(dian)池充(chong)(chong)電(dian)(dian)以解決極化效應，通過檢(jian)測電(dian)(dian)池一出準確(que)判斷電(dian)(dian)池是否充(chong)(chong)滿(man)，并(bing)提供溫度保護等保護措(cuo)施(shi)和放電(dian)(dian)等附加功能。不(bu)過這種充(chong)(chong)電(dian)(dian)器結(jie)構(gou)比較(jiao)復雜，成本也比較(jiao)高，一般多用于移動電(dian)(dian)話(hua)、對講機等高檔通信(xin)設備及電(dian)(dian)器。

    6．各種電池的優缺點

    鎳鎘電(dian)池(chi)最為(wei)堅固耐用，每塊鎳鋼(gang)電(dian)池(chi)的電(dian)壓為(wei)1．2V，多(duo)數應(ying)(ying)用(yong)需要多(duo)個電池(chi)串聯或(huo)并聯才能(neng)滿足要求。鎳鎘電池(chi)應(ying)(ying)用(yong)中(zhong)的最大問題(ti)是它(ta)具有記憶效應(ying)(ying)，這一點嚴重限制(zhi)了(le)它(ta)在(zai)高(gao)端設備中(zhong)的應(ying)(ying)用(yong)。

    考慮到(dao)回收和(he)環保問題(ti)，鎳(nie)鎘(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在其他產品中的(de)(de)應用也較少。與(yu)其他電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)相(xiang)比(bi)，鎳(nie)鎘(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)耗(hao)電(dian)(dian)(dian)(dian)率、使用壽命都(dou)(dou)令(ling)人非(fei)常(chang)滿(man)意，而(er)且在極差的(de)(de)溫度條(tiao)件下也能保持(chi)良(liang)好的(de)(de)性能。但是，盡管鎳(nie)鎘(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)比(bi)較經濟，但它(ta)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)量也較低，相(xiang)同(tong)的(de)(de)鎳(nie)鎘(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)工作(zuo)時間大約只有鎳(nie)氫電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)一半，因此多數鎳(nie)鎘(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)都(dou)(dou)沉重且體積(ji)龐大。

    鎳氫電(dian)池(chi)(chi)沒有鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)那么堅(jian)固耐用，在能量密(mi)度上(shang)也無(wu)法與鋰(li)離子電(dian)池(chi)(chi)競爭，但與鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)相(xiang)比它具有更佳的(de)性價比。鎳氫電(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)壓(ya)與鎳鎘電(dian)池(chi)(chi)的(de)相(xiang)同，每塊電(dian)池(chi)(chi)為(wei)1．2V。由于(yu)主要的電(dian)(dian)池(chi)應(ying)用市場(chang)如筆記本電(dian)(dian)腦及移動(dong)電(dian)(dian)話開始轉為使用鋰離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)，鎳(nie)氫(qing)電(dian)(dian)池(chi)的研發有所放緩，從理(li)論上(shang)說，現有鎳(nie)氫(qing)電(dian)(dian)池(chi)的電(dian)(dian)量也快接(jie)近其極限。因此(ci)，目前的研發主要是增強其耐用性(xing)，以便適用于(yu)電(dian)(dian)動(dong)工具和混(hun)合(he)電(dian)(dian)動(dong)汽車等其他市場(chang)。

    從鋰(li)離子(zi)電(dian)池(chi)開(kai)始進入市場至今已十幾年，由于日益(yi)成熟，鋰(li)離子(zi)電(dian)池(chi)也變(bian)得更為堅固耐用，價格也有所下降。單個鋰(li)離子(zi)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)壓力3．7V，與三節鎳鎘電池(chi)或(huo)鎳氫電池(chi)一(yi)樣。能量密度高(gao)和自放(fang)電低(di)是鋰離(li)子電池(chi)在市(shi)場(chang)上成功的(de)法寶，目前這種電池(chi)還開發(fa)增加了許多新的(de)性能。例如，鋰離(li)子電池(chi)廠商正在開發(fa)無需保護電路的(de)產(chan)品，以便(bian)進一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)其成本。

        1．2．1 鎳鎘電池的結構與特性(xing)

1899年(nian)，Waldmar Jungner在開(kai)口型鎳(nie)鎘電池(chi)中首先(xian)使用了鎳(nie)極板，幾乎(hu)與此同時(shi)，Thomas Edison發明了(le)(le)用于(yu)電(dian)動車的(de)鎳鎘(ge)電(dian)池(chi)(chi)。但(dan)因當時(shi)這些堿性(xing)蓄電(dian)池(chi)(chi)的(de)極板材料比其他蓄電(dian)池(chi)(chi)的(de)村料貴得多，因此實際應用受到了(le)(le)極大的(de)限制。Jungner的鎳鎘電池經過(guo)幾次重要(yao)改進，性能明顯改善。其中最重要(yao)的改進是在(zai)1932年，在鎳電池中(zhong)開始(shi)使用了活性物(wu)質。將(jiang)活性物(wu)質放(fang)人多孔的(de)(de)鎳極(ji)板中(zhong)，然(ran)后再將(jiang)鎳極(ji)板裝人金屬殼內(nei)。鎳鎘電池發展(zhan)史上另一個(ge)重要的(de)(de)里程碑是(shi)1947年(nian)密封型鎳鎘電(dian)(dian)池研制成(cheng)功(gong)。在(zai)這種電(dian)(dian)池中，化學反應(ying)產生的各種氣(qi)體(ti)不用排出，可(ke)以在(zai)電(dian)(dian)池內部(bu)化合。密封鎳鋼電(dian)(dian)池的研制成(cheng)功(gong)，使(shi)鎳鋼電(dian)(dian)池的應(ying)用范圍大大增加.

    1．鎳鎘電池的特性(xing)

鎳鎘(NiCd)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)要求恒流充電(dian)(dian)(dian)，充電(dian)(dian)(dian)器對電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)進行(xing)恒流充電(dian)(dian)(dian)的同(tong)時檢測電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的電(dian)(dian)(dian)壓和其他(ta)參數。當電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)壓第一次(ci)下降了一個-ΔU時(shi)(shi)終(zhong)止快速充電(dian)。為(wei)避免損壞電(dian)池(chi)，電(dian)池(chi)溫度過低時(shi)(shi)不能開始快速充電(dian)，電(dian)池(chi)溫度 Tmin低于 10⁰C時，應轉入涓流(liu)充電(dian)方式。而電(dian)池溫度一旦(dan)達到規(gui)定數值后，必須立(li)即停(ting)止充電(dian)。密(mi)封鎳鎘電(dian)池效率高、循環壽命(ming)長、能量密(mi)度大、體(ti)積小、質量輕、結構緊湊(cou)，并且不需要維護，因此在(zai)工業(ye)和消費產(chan)品中得到了廣泛的應用。

(1）鎳(nie)鋼電池(chi)的(de)基(ji)本特性。

 l）鎳鎘電池(chi)可重復500次以上的充放電，非常經濟。

2）鎳鎘電(dian)(dian)池(chi)內阻小，可供(gong)大電(dian)(dian)流的(de)放電(dian)(dian)，放電(dian)(dian)時(shi)電(dian)(dian)壓的(de)變化很小，作(zuo)為直流電(dian)(dian)源(yuan)是一種質量(liang)極佳的(de)電(dian)(dian)池(chi)。

 3）因(yin)為鎳鎘電池采用(yong)完(wan)全密(mi)封式，因(yin)此(ci)不會有電解液漏出的現象，也完(wan)全不需要(yao)補(bu)充電解液。

 4）與其(qi)他種類電池(chi)(chi)相比，鎳鎘電池(chi)(chi)可(ke)耐過充電或(huo)過放(fang)電，操作簡(jian)單方(fang)便。

5）鎳鎘電池在長時間(jian)的放置下也不會使性能劣化，當充分充完電后即可恢復原來的特性。

6）鎳鎘電池可使用在(zai)很廣的溫度范(fan)圍內。

7）因為鎳(nie)鎘電池采用金屬容器，因此具(ju)有(you)機械的堅固(gu)性(xing)。

    (2）鎳鎘電池放電特(te)性。

    l）鎳鎘電(dian)池(chi)放電(dian)電(dian)壓(ya)依據其放電(dian)電(dian)流多少(shao)有(you)些差異，大體上(shang)是1．2V左(zuo)右(you)。

    2）當放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)達到(dao)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終了的(de)極限(xian)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)稱之為“放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)”，鎳鎘(ge)電(dian)(dian)(dian)池的(de)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終止電(dian)(dian)(dian)壓(ya)為1．0 V／單格。

    3）鎳鎘電池(chi)使(shi)用(yong)溫度范圍為一20～60⁰C，在此范圍內可進行放電。

    4）鎳(nie)鎘電池可為一(yi)30～50⁰C的溫(wen)度范圍之(zhi)間(jian)保(bao)存(cun)，但如(ru)果是長時間(jian)放置的情形下(xia)，應在 35⁰C以下保存。

    5）鎳鎘(ge)電(dian)池在充電(dian)狀(zhuang)(zhuang)態或者是放電(dian)狀(zhuang)(zhuang)態保存都可(ke)以(yi)，但是比較之(zhi)下放電(dian)狀(zhuang)(zhuang)態可(ke)使容量較早恢(hui)復并且較易被激活。

6）當鎳(nie)鎘電(dian)池(chi)在長時間放置(zhi)后(hou)，使用前必須充(chong)分地(di)充(chong)電(dian)后(hou)再(zai)使用。

 2．鎳鎘電池參數(shu)

鎳鎘電(dian)池的5個主要參數為：電池的容量、標稱電壓、內阻、放電終止電壓和充電終止電壓。電池的容量通常用Ah（安時(shi)）表示，1Ah就是能在1A的電流下(xia)放(fang)電1h。單元電(dian)池內活性物質(zhi)的(de)(de)(de)數量(liang)(liang)決定(ding)單元電(dian)池含(han)有的(de)(de)(de)電(dian)荷量(liang)(liang)，而活性物質(zhi)的(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)則(ze)由電(dian)池使用的(de)(de)(de)材料和體(ti)積決定(ding)，因此，通(tong)常(chang)電(dian)池體(ti)積越(yue)大，容(rong)量(liang)(liang)越(yue)高。與(yu)電(dian)池容(rong)量(liang)(liang)相關的(de)(de)(de)一個參數是(shi)電(dian)池的(de)(de)(de)充電(dian)電(dian)流(liu)。電(dian)池的(de)(de)(de)充電(dian)電(dian)流(liu)通(tong)常(chang)用充電(dian)速率C表示，C為電池的額(e)定容量(liang)。例如，用2A電流對1Ah電池充(chong)電，充(chong)電速(su)率(lv)就(jiu)是2C；同樣地，用2A電(dian)流(liu)對(dui)500mAh電(dian)池充電(dian)，充電(dian)速(su)率就是 4C。

電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)剛出(chu)廠時，正負極之間的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)勢差稱為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)標(biao)稱電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)。標(biao)稱電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)由極板材料(liao)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)和(he)內部電(dian)(dian)(dian)(dian)解液的(de)濃(nong)度決定。當環(huan)境溫度、使用時間和(he)工(gong)作(zuo)狀態變(bian)化時，單元電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)略有(you)變(bian)化，此外，電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)剩余電(dian)(dian)(dian)(dian)量也有(you)一定的(de)關系。單元鎳鎘電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)標(biao)稱電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)約(yue)為(wei)(wei)1．2V（但一般認為是1．25V）.

電池的內阻(zu)決定(ding)于極板(ban)的電阻(zu)和(he)離子(zi)流的阻(zu)抗(kang)，在充(chong)放電過程(cheng)中，極板(ban)的電阻(zu)是不(bu)變的，但(dan)是離子(zi)流的阻(zu)抗(kang)將隨電解液(ye)濃(nong)度的變化(hua)和(he)帶(dai)電離子(zi)的增減而變化(hua)。

電(dian)(dian)池充足電(dian)(dian)時，極(ji)板上的(de)活性物質已達(da)到飽和狀態，再繼續充電(dian)(dian), ，電(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)壓也不(bu)會上升(sheng)，此時的(de)電(dian)(dian)壓稱為充電(dian)(dian)終止電(dian)(dian)壓。鎳鎘電(dian)(dian)池的(de)充電(dian)(dian)終止電(dian)(dian)壓為1．7 5～1．8V。

放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終(zhong)(zhong)止(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)是指電(dian)(dian)(dian)池放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)時允許的(de)最低(di)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)。如果電(dian)(dian)(dian)壓(ya)低(di)于放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終(zhong)(zhong)止(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)后電(dian)(dian)(dian)池繼續放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)，電(dian)(dian)(dian)池兩端電(dian)(dian)(dian)壓(ya)會迅速下降，形(xing)成(cheng)(cheng)深度(du)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)，這(zhe)樣極(ji)板上形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)生成(cheng)(cheng)物在正常(chang)充電(dian)(dian)(dian)時就不易再恢(hui)復，從而影響電(dian)(dian)(dian)池的(de)壽命。放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終(zhong)(zhong)止(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)率有(you)關。鎳(nie)鎘(ge)電(dian)(dian)(dian)池的(de)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)終(zhong)(zhong)止(zhi)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)速率的(de)