充電器充電的電池簡稱二次電池
和普通的不可充電的電池(chi)相比,可充電(dian)(dian)的電(dian)(dian)池(chi)(chi)叫二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)池(chi)(chi)。二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)池(chi)(chi)能夠反(fan)復運用，符合經濟(ji)實用原則，這(zhe)是其最大的優點，自然人們最青(qing)睞二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)池(chi)(chi)。二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的種類(lei)也(ye)不少，就目前市場上主流產品而(er)言，有 4類電池：鉛酸(LA）電池、鎳鎘（NiCd）電池、鎳氫（NiMH）電池和鋰離子(Liion ）電池。
1．便攜式電子設備可選(xuan)擇的電源系統
對便(bian)攜式(shi)電(dian)(dian)子(zi)設備的(de)生產(chan)商來說，給便(bian)攜式(shi)電(dian)(dian)子(zi)設備選(xuan)擇合適的(de)電(dian)(dian)池是很(hen)困難的(de)。因為電(dian)(dian)池的(de)選(xuan)擇會對設備的(de)功能(neng)、型號、成本造成很(hen)大的(de)影響。設計者面對著很(hen)多選(xuan)擇，從簡單(dan)的(de)鉛酸電(dian)(dian)池到(dao)復雜的(de)集成了電(dian)(dian)子(zi)安全、監視和充電(dian)(dian)控制電(dian)(dian)路(lu)的(de)鋰離子(zi)電(dian)(dian)池。
1）鎳鎘電池。
鎳(nie)鋼電(dian)池工(gong)作(zuo)電(dian)壓為(wei)1．2V左右(you)，具有優良的(de)大電流放電性能(neng)，可在一20～
鎳鎘(ge)電池種類(lei)繁(fan)多，有(you)放置用的大型(xing)電池（多數20Ah以上）和小型密封(feng)型電池，6Ah以下的圓(yuan)柱形和扁平(ping)形電(dian)池，0．5Ah以(yi)下(xia)的紐(niu)扣式電池。日本三洋公司(si)生產40～2000mAh的 95種型(xing)號的鎳鎘電(dian)池(chi)，按(an)用途有 8類(lei)電(dian)池：一般(ban)用(yong)（標準型）、 高(gao)容量（E型）、 快(kuai)速充電用（R型）、 高溫用（H型）、耐熱用（K型）、 長壽命（C型）、保護記憶用（S型(xing)）、 扁平形（KF型）、標準型典型電池為 AA型，容量為600mAh，尺寸為14．2mmX 50．
質量為 23克，內阻為12mΩ。AAA型的容量為 250mAh，尺寸為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．
鎳氫電池具有較好的低溫放電特性，即使在一
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
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．
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
鋰離子(zi)電(dian)池易受(shou)到(dao)過(guo)(guo)充(chong)電(dian)、深放(fang)電(dian)以及(ji)短(duan)路的(de)(de)損害。單體鋰離子(zi)電(dian)池的(de)(de)充(chong)電(dian)電(dian)壓(ya)必須(xu)嚴格限制。充(chong)電(dian)速率通(tong)常不超(chao)過(guo)(guo)
2．二次電(dian)池性能比較(jiao)
表1。l為鉛酸、鎳(nie)銅、鎳(nie)氫(qing)、鋰(li)離(li)子電(dian)池(chi)特性(xing)的比較。
20世紀(ji)80年代的便攜式電(dian)子設備，如(ru)數字無繩電(dian)話(hua)、隨身聽和電(dian)動剃須刀等，主要由鎳鎘電(dian)池供電(dian)。到(dao)了20世(shi)紀90年代(dai)后期，鎳氫(qing)電(dian)(dian)池(chi)和鋰離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)逐漸(jian)進(jin)入(ru)市場并得以廣泛應用(yong)。因為(wei)鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)的(de)價格比鎳氫(qing)和鋰離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)便宜，所以鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)在(zai)低端應用(yong)中十分普遍。鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)可提(ti)供最高(gao)的(de)放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流，適合短(duan)時間內需要(yao)大功率輸出的(de)應用(yong)。
鎳鎘電池(chi)的(de)缺點(dian)是被所謂的(de)記(ji)憶(yi)效應困擾（現在(zai)的(de)鎳鎘電池(chi)很少考慮這個因素）， 使電池容量(liang)降(jiang)低。鎳鎘(ge)電池在未完全放電的情況下再充電，一(yi)些(xie)活性(xing)物質會累積并(bing)且開始結晶（在陽極(ji)有100μm的銅累積層）， 但通過(guo)化(hua)學反(fan)應這層物質會自行消失(shi)（一(yi)塊全(quan)新電池(chi)的(de)陽極大(da)約有(you)l00μm厚度的鎘結晶(jing)）， 出現記憶效應會導(dao)致(zhi)電池(chi)(chi)容量越(yue)來越(yue)小，端電壓越(yue)來越(yue)低(di)，使得電池(chi)(chi)到(dao)達最低(di)可用端電壓（關(guan)斷點(dian)）的時間比(bi)預期(qi)的早很多，如(ru)圖1-1所(suo)示。鎳鎘(ge)(ge)電池的另(ling)一個缺點(dian)是(shi)它的活性(xing)物(wu)質中含有有毒(du)的鎘(ge)(ge)。
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。
鋰離子(zi)(zi)可(ke)充電(dian)電(dian)池價(jia)格最高(gao)，但具有高(gao)的能量(liang)密度，因而可(ke)以在給定尺寸下提供更優性能，更適合小尺寸、高(gao)集成(cheng)度的便(bian)攜(xie)式(shi)電(dian)子(zi)(zi)設備。
隨(sui)著新(xin)材料、新(xin)工藝(yi)的(de)(de)出現，更(geng)為(wei)先進耐用(yong)的(de)(de)可再充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)也(ye)在不斷出現。國(guo)外(wai)最新(xin)開發的(de)(de)固態聚合(he)物（電(dian)(dian)(dian)解質）鋰離子電(dian)(dian)(dian)池(chi)、鋰金屬電(dian)(dian)(dian)池(chi)不僅(jin)解決了漏液問題，而且電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)容量更(geng)大，體積更(geng)小，更(geng)為(wei)安全可靠(kao)，它們必將成(cheng)為(wei)極有潛力的(de)(de)新(xin)一代電(dian)(dian)(dian)池(chi)產品。
3．鎳氫／鎳鎘電(dian)池與(yu)鋰離(li)子(zi)電(dian)池的差異
1）質量(liang)方面。以每一個單元電(dian)池的電(dian)壓來看，鎳(nie)氫與鎳(nie)鎘(ge)都是1．2V，而(er)鋰離子(zi)電(dian)池卻為3．6V，鋰離子電池(chi)的電壓是前(qian)兩者的3倍。并且同(tong)型電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的質量鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)與鎳鎘(ge)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)幾乎相等，而鎳氫(qing)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)卻比較重。每一(yi)種電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)本身質量不(bu)同(tong)，但(dan)鋰(li)(li)離子(zi)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)因3．6V高電壓，在輸出(chu)同等電壓的情(qing)況下使(shi)單(dan)個電池組合時數目可(ke)減少 1/3而使成型后的電池質(zhi)量和體積(ji)減小(xiao)。
2）記(ji)憶(yi)效應(ying)。鎳(nie)氫電(dian)(dian)池有惰性(xing)效應(ying)；鎳(nie)鎘電(dian)(dian)池有記(ji)憶(yi)效應(ying)，因此，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)屬于模糊狀態下(xia)被動處理(li)，甚至也有些在不正確的情況下(xia)進行放(fang)電(dian)(dian)（每次放(fang)電(dian)(dian)或者(zhe)使用幾次后(hou)進行放(fang)電(dian)(dian)都因電(dian)(dian)池生產廠(chang)的不同而(er)有所差異）， 這種繁(fan)瑣(suo)的放電管理在使用鎳鎘/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。
記憶(yi)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)是(shi)充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池的(de)一大天(tian)敵，一般認為(wei)是(shi)長期不正確的(de)充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)導致的(de)，它可(ke)(ke)以(yi)使電(dian)(dian)(dian)池早衰。記憶(yi)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)可(ke)(ke)使電(dian)(dian)(dian)池無(wu)法(fa)有效(xiao)(xiao)地(di)充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)，出現一充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)就(jiu)滿(man)、一用就(jiu)完的(de)現象(xiang)。防止電(dian)(dian)(dian)池出現記憶(yi)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)的(de)方法(fa)是(shi)確保(bao)電(dian)(dian)(dian)池“充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)足(zu)(zu)放光”的(de)原則(ze)，也就(jiu)是(shi)說在充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)前最好將電(dian)(dian)(dian)池內殘余電(dian)(dian)(dian)量(liang)放光，充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時要一次充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)足(zu)(zu)。通常鎳鎘電(dian)(dian)(dian)池容(rong)易出現記憶(yi)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)，所以(yi)充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)時要特別注意，鎳氫電(dian)(dian)(dian)池理(li)論上(shang)沒有記憶(yi)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)，但(dan)最好也遵循“充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)足(zu)(zu)放光”的(de)原則(ze)，這也就(jiu)是(shi)很多(duo)充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)提供(gong)放電(dian)(dian)(dian)附加功能的(de)原因。對于(yu)由于(yu)記憶(yi)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)引(yin)起容(rong)量(liang)下降(jiang)的(de)電(dian)(dian)(dian)池，可(ke)(ke)以(yi)通過一次性充(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)足(zu)(zu)再一次性放光的(de)方法(fa)反復數次，大部分電(dian)(dian)(dian)池都可(ke)(ke)以(yi)得到修復。
3）自放電率(lv)。鎳鎘電池的自放電率(lv)為15％～30％（月(yue)）， 鎳氫電(dian)池(chi)的(de)自(zi)放(fang)電(dian)率為(wei)25％～35％（月），鋰離(li)子(zi)電池的自放電率(lv)為2％～5％（月），鎳氫電(dian)池的(de)自(zi)放(fang)(fang)電(dian)率最大，而鋰離(li)子電(dian)池的(de)自(zi)放(fang)(fang)電(dian)率最低(di)。
4）充(chong)(chong)(chong)電(dian)方(fang)(fang)式。充(chong)(chong)(chong)電(dian)電(dian)池的(de)(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)方(fang)(fang)式一直(zhi)是(shi)人們關心的(de)(de)焦點(dian)，正確、良好的(de)(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)方(fang)(fang)法可以(yi)確保(bao)電(dian)池的(de)(de)壽命。充(chong)(chong)(chong)電(dian)電(dian)池推薦的(de)(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)方(fang)(fang)法多種多樣(yang)，不同的(de)(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)方(fang)(fang)法對充(chong)(chong)(chong)電(dian)器的(de)(de)電(dian)路結構有(you)不同的(de)(de)要求，自(zi)然(ran)影響到成(cheng)本。
電(dian)池(chi)充電(dian)時間(jian)和充電(dian)電(dian)流的(de)(de)(de)關(guan)系(xi)為(wei)電(dian)池(chi)容量除以(yi)充電(dian)電(dian)流得(de)到(dao)充電(dian)時間(jian)，考慮充電(dian)過程中的(de)(de)(de)損耗，所(suo)以(yi)將(jiang)計算得(de)到(dao)的(de)(de)(de)充電(dian)時間(jian)應(ying)再(zai)乘以(yi)1．2這個常數。
對于鎳(nie)鎘和鎳(nie)氫電池最常用的簡單充電方(fang)法是利用10％C恒(heng)流充(chong)電，又被稱為“慢充(chong)”，即按(an)照電流容量數值的10％確定充(chong)電電流，如一(yi)節標稱(cheng)容(rong)量為500mAh的電(dian)池，它的建議充電(dian)電(dian)流為50mA；又如一(yi)節標稱容(rong)量為1300mAh的電(dian)池(chi)，它(ta)的建議充電(dian)電(dian)流為13 0 mA。在此電(dian)流(liu)下連續充電(dian)12～15 h就可(ke)以(yi)視為(wei)電(dian)池充(chong)滿。雖(sui)然建議使用恒流充(chong)電(dian)但要求并不嚴(yan)格，電(dian)流允許有(you)較大的波動，所以(yi)按(an)照此方法制作的充(chong)電(dian)器結構非常簡單，一般只需要一個將220V市電轉換成(cheng)適(shi)當低(di)壓(ya)的變壓(ya)器、整流的二極管、限流電阻(zu)以及一(yi)些發光(guang)二極管等指示裝置構成(cheng)低(di)成(cheng)本的充(chong)電器，市面上絕大部分獨立常規充(chong)電器都采用(yong)這種方式，只(zhi)不過(guo)外形不同罷了。“慢充(chong)”雖然(ran)比(bi)較簡單，但是給電池充(chong)一(yi)次電需要十多個(ge)小時，為此，電池廠商也允許在急需使用(yong)時用(yong) 3 0％C的電流給電池充電 4～5 h，稱之為(wei)“快充”，不過不建議(yi)常(chang)(chang)用(yong)，理論上對(dui)電池有(you)輕微的(de)損(sun)害。所以大部分常(chang)(chang)規充(chong)電器都有(you)“快充(chong)”和“慢充(chong)”兩擋(dang)，并建議(yi)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)“慢充(chong)”。
在很(hen)多情況下用(yong)戶需(xu)要對(dui)電(dian)(dian)池(chi)快(kuai)(kuai)速、有效(xiao)、安全地充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)，快(kuai)(kuai)速充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)就需(xu)要使用(yong)較大的(de)電(dian)(dian)流(liu)。電(dian)(dian)池(chi)在大電(dian)(dian)流(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)過程中會出現(xian)極化效(xiao)應(ying)，使電(dian)(dian)池(chi)發熱，而(er)且當大電(dian)(dian)流(liu)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)(chong)滿(man)后，如果(guo)不(bu)及時(shi)停(ting)止，電(dian)(dian)池(chi)會迅速發熱，嚴重時(shi)可導致(zhi)電(dian)(dian)池(chi)燒毀和爆(bao)炸。所以要求(qiu)快(kuai)(kuai)速充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)器具備充(chong)(chong)(chong)滿(man)自(zi)停(ting)功能(neng)，同時(shi)也要解決極化效(xiao)應(ying)，使充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)高效(xiao)安全。早期的(de)快(kuai)(kuai)速充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)器采用(yong)簡單的(de)定時(shi)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)，不(bu)過此(ci)類充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)器針對(dui)性(xing)強(qiang)，充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)效(xiao)果(guo)也不(bu)令人滿(man)意(yi)。現(xian)代的(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)器采用(yong)專用(yong)的(de)充(chong)(chong)(chong)電(dian)(dian)控制IC，以(yi)高(gao)頻脈動(dong)電(dian)流給(gei)電(dian)池(chi)(chi)充電(dian)以(yi)解決極化效應，通過檢測電(dian)池(chi)(chi)一(yi)出(chu)準確判斷(duan)電(dian)池(chi)(chi)是否(fou)充滿，并提供溫度(du)保護等保護措施和放電(dian)等附(fu)加(jia)功能(neng)。不過這(zhe)種充電(dian)器結(jie)構比(bi)較復雜(za)，成本也比(bi)較高(gao)，一(yi)般多用于移動(dong)電(dian)話(hua)、對(dui)講機等高(gao)檔通信(xin)設備及電(dian)器。
6．各(ge)種(zhong)電池的(de)優缺點
鎳鎘電(dian)池最為堅固耐用(yong)，每塊鎳鋼(gang)電(dian)池的電(dian)壓(ya)為1．2V，多數應(ying)用需要(yao)多個電(dian)池(chi)串聯(lian)或(huo)并聯(lian)才能(neng)滿足(zu)要(yao)求。鎳鎘電(dian)池(chi)應(ying)用中的最大問題(ti)是(shi)它(ta)具有(you)記憶(yi)效應(ying)，這一點嚴重限(xian)制了它(ta)在高端設備(bei)中的應(ying)用。
考(kao)慮到回(hui)收和環(huan)保問題，鎳(nie)(nie)鎘(ge)(ge)電池(chi)(chi)在(zai)其(qi)他(ta)產品(pin)中的(de)應用(yong)也(ye)較少。與其(qi)他(ta)電池(chi)(chi)相比(bi)，鎳(nie)(nie)鎘(ge)(ge)電池(chi)(chi)的(de)耗電率(lv)、使用(yong)壽命(ming)都(dou)令(ling)人非常(chang)滿意，而且(qie)在(zai)極(ji)差的(de)溫度條(tiao)件下也(ye)能保持良好的(de)性能。但是，盡管鎳(nie)(nie)鎘(ge)(ge)電池(chi)(chi)比(bi)較經(jing)濟(ji)，但它的(de)電量也(ye)較低(di)，相同的(de)鎳(nie)(nie)鎘(ge)(ge)電池(chi)(chi)工作時間大約只有鎳(nie)(nie)氫電池(chi)(chi)的(de)一半，因(yin)此多數鎳(nie)(nie)鎘(ge)(ge)電池(chi)(chi)都(dou)沉重且(qie)體(ti)積(ji)龐(pang)大。
鎳氫電(dian)(dian)池(chi)(chi)沒(mei)有鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)(chi)那么(me)堅固耐用，在能量密度(du)上也無法與(yu)(yu)鋰離子(zi)電(dian)(dian)池(chi)(chi)競爭，但(dan)與(yu)(yu)鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)(chi)相(xiang)比它具(ju)有更佳的(de)性價比。鎳氫電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)壓與(yu)(yu)鎳鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)相(xiang)同，每(mei)塊電(dian)(dian)池(chi)(chi)為1．2V。由于主要的(de)電池應用(yong)市場(chang)如(ru)筆記本(ben)電腦及移動(dong)(dong)電話開始轉為使用(yong)鋰(li)離(li)子(zi)電池，鎳氫電池的(de)研(yan)發有所放緩，從理論上說，現有鎳氫電池的(de)電量也快(kuai)接近其極限。因此，目前的(de)研(yan)發主要是增(zeng)強其耐(nai)用(yong)性，以(yi)便適用(yong)于電動(dong)(dong)工具和混(hun)合電動(dong)(dong)汽車等(deng)其他市場(chang)。
從(cong)鋰離(li)子電池(chi)開(kai)始(shi)進入市場至今已十幾年，由(you)于日益(yi)成熟，鋰離(li)子電池(chi)也變得更為堅固耐用(yong)，價(jia)格也有所下降。單個鋰離(li)子電池(chi)的電壓(ya)力3．7V，與三節鎳(nie)鎘電(dian)(dian)池(chi)或鎳(nie)氫電(dian)(dian)池(chi)一樣(yang)。能量(liang)密度高(gao)和自放電(dian)(dian)低(di)是鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池(chi)在市場上成(cheng)(cheng)功的法寶，目前這種電(dian)(dian)池(chi)還開(kai)發(fa)增加(jia)了許多新的性能。例如，鋰離(li)子(zi)電(dian)(dian)池(chi)廠商正在開(kai)發(fa)無需保護電(dian)(dian)路(lu)的產(chan)品，以便(bian)進一步降(jiang)低(di)其成(cheng)(cheng)本。
1．2．1 鎳鎘電池的結構與特性(xing)
1899年，Waldmar Jungner在開(kai)口型鎳鎘電池中首(shou)先使用(yong)了鎳極板，幾乎與此同時，Thomas Edison發明(ming)了(le)用于(yu)電動車(che)的鎳(nie)鎘電池(chi)。但因當(dang)時(shi)這些堿性(xing)蓄電池(chi)的極板材料比其他蓄電池(chi)的村料貴得多，因此(ci)實際(ji)應用受到了(le)極大(da)的限制。Jungner的(de)(de)鎳鎘電池(chi)經過幾次重要(yao)改進(jin)(jin)，性能明(ming)顯改善。其中最重要(yao)的(de)(de)改進(jin)(jin)是(shi)在1932年，在(zai)鎳電池(chi)中開始使用了活性物質。將(jiang)活性物質放(fang)人(ren)多孔的(de)鎳極板中，然后再將(jiang)鎳極板裝人(ren)金屬殼內(nei)。鎳鎘電池(chi)發展(zhan)史上另一個重要的(de)里程碑(bei)是1947年密封(feng)型(xing)鎳(nie)鎘電(dian)池研制成(cheng)功(gong)。在這種電(dian)池中，化(hua)學反應產生的(de)(de)各(ge)種氣體(ti)不(bu)用排出，可(ke)以在電(dian)池內(nei)部化(hua)合(he)。密封(feng)鎳(nie)鋼電(dian)池的(de)(de)研制成(cheng)功(gong)，使(shi)鎳(nie)鋼電(dian)池的(de)(de)應用范圍大大增(zeng)加.
1．鎳鎘電(dian)池(chi)的特性
鎳鎘(NiCd)電(dian)(dian)(dian)池要求(qiu)恒流充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)對(dui)電(dian)(dian)(dian)池進行恒流充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)的(de)同(tong)時檢(jian)測電(dian)(dian)(dian)池的(de)電(dian)(dian)(dian)壓和其他參數。當(dang)電(dian)(dian)(dian)池電(dian)(dian)(dian)壓第一次下降(jiang)了(le)一個-ΔU時終(zhong)止快速(su)充電。為避免(mian)損壞電池，電池溫度(du)過低時不能開始快速(su)充電，電池溫度(du) Tmin低于 100C時(shi)，應(ying)轉入涓流充(chong)電(dian)方式。而電(dian)池溫度一旦達到(dao)規定數值后(hou)，必(bi)須立即停(ting)止充(chong)電(dian)。密封鎳鎘電(dian)池效率高、循環壽(shou)命長、能量密度大(da)、體積小、質量輕、結(jie)構緊(jin)湊，并且不需要維護，因此在工業和消費產品中得到(dao)了廣(guang)泛的應(ying)用。
(1）鎳鋼電池的基本特性(xing)。
l）鎳鎘電池可(ke)重復500次以(yi)上的充放(fang)電，非常經濟。
2）鎳鎘電池內阻小，可供大電流的(de)放電，放電時電壓的(de)變(bian)化很小，作為(wei)直流電源是一種質量(liang)極佳(jia)的(de)電池。
3）因為鎳鎘(ge)電(dian)池采用完全(quan)密封式，因此不會有電(dian)解(jie)液(ye)漏出的現(xian)象，也完全(quan)不需要補(bu)充電(dian)解(jie)液(ye)。
4）與(yu)其他種類(lei)電池相比，鎳鎘電池可(ke)耐過充電或過放電，操(cao)作簡(jian)單方(fang)便。
5）鎳鎘電池在長(chang)時間的放置(zhi)下(xia)也(ye)不會使性能(neng)劣化，當充(chong)分(fen)充(chong)完電后即可恢復原來的特性。
6）鎳鎘電池可使用在很廣的溫(wen)度范圍(wei)內(nei)。
7）因(yin)(yin)為鎳鎘電池采(cai)用金屬容器，因(yin)(yin)此具有(you)機械(xie)的堅(jian)固性。
(2）鎳鎘電池放電特性(xing)。
l）鎳鎘電(dian)(dian)池放(fang)(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓依據其放(fang)(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流多少有些差異，大體上是1．2V左右。
2）當放電(dian)(dian)達到放電(dian)(dian)終(zhong)了的極限電(dian)(dian)壓稱之為“放電(dian)(dian)終(zhong)止電(dian)(dian)壓”，鎳鎘電(dian)(dian)池的放電(dian)(dian)終(zhong)止電(dian)(dian)壓為1．0 V／單格。
3）鎳鎘電池(chi)使用溫(wen)度范圍為(wei)一20～
4）鎳(nie)鎘(ge)電池(chi)可為(wei)一30～
5）鎳鎘電池在充電狀(zhuang)(zhuang)態或(huo)者是(shi)放(fang)電狀(zhuang)(zhuang)態保(bao)存都可以，但是(shi)比較之(zhi)下放(fang)電狀(zhuang)(zhuang)態可使容量較早恢復并且較易被激(ji)活。
6）當鎳鎘電池在(zai)長時間放置后，使(shi)用(yong)前必須充(chong)分地充(chong)電后再使(shi)用(yong)。
2．鎳(nie)鎘電池參數
鎳(nie)鎘電池的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(an)時）表示，1Ah就是能(neng)在1A的電(dian)流下放電(dian)1h。單元(yuan)電(dian)池(chi)內活性物質的(de)數量(liang)決(jue)定單元(yuan)電(dian)池(chi)含(han)(han)有(you)的(de)電(dian)荷量(liang)，而活性物質的(de)含(han)(han)量(liang)則由(you)電(dian)池(chi)使(shi)用的(de)材(cai)料和(he)體(ti)積決(jue)定，因此，通常(chang)電(dian)池(chi)體(ti)積越大，容(rong)量(liang)越高。與電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)相關的(de)一個參(can)數是電(dian)池(chi)的(de)充電(dian)電(dian)流(liu)(liu)。電(dian)池(chi)的(de)充電(dian)電(dian)流(liu)(liu)通常(chang)用充電(dian)速率C表示，C為電池的額定容量。例(li)如，用2A電(dian)流(liu)對1Ah電(dian)池充電(dian)，充電(dian)速率就是2C；同樣(yang)地，用2A電流對500mAh電池充(chong)電，充(chong)電速率就是 4C。
電(dian)(dian)(dian)池(chi)剛出(chu)廠時，正負(fu)極之間的(de)電(dian)(dian)(dian)勢差(cha)稱(cheng)(cheng)為(wei)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)標稱(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)。標稱(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)由極板材(cai)料的(de)電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)和內部電(dian)(dian)(dian)解(jie)液的(de)濃(nong)度(du)決定。當環境溫度(du)、使用時間和工作狀態變化(hua)時，單元電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)略(lve)有變化(hua)，此外，電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)輸出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)與電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)剩余電(dian)(dian)(dian)量也有一定的(de)關系(xi)。單元鎳鎘電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)標稱(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)約為(wei)1．2V（但一般認為(wei)是1．25V）.
電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)內(nei)阻(zu)(zu)決定于極板的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)和(he)離(li)子(zi)流的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)抗(kang)，在(zai)充放電(dian)(dian)(dian)過程中，極板的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)是不(bu)變(bian)的(de)(de)(de)，但是離(li)子(zi)流的(de)(de)(de)阻(zu)(zu)抗(kang)將隨電(dian)(dian)(dian)解液濃度的(de)(de)(de)變(bian)化和(he)帶(dai)電(dian)(dian)(dian)離(li)子(zi)的(de)(de)(de)增減而變(bian)化。
電(dian)池充(chong)足電(dian)時，極板(ban)上(shang)的活性物質已達到飽和狀態，再繼續充(chong)電(dian), ，電(dian)池的電(dian)壓也不會上(shang)升(sheng)，此時的電(dian)壓稱(cheng)為充(chong)電(dian)終止電(dian)壓。鎳(nie)鎘(ge)電(dian)池的充(chong)電(dian)終止電(dian)壓為1．7 5～1．8V。
放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終(zhong)止(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓是指電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時允許的(de)最低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓。如果電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓低于放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終(zhong)止(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓后(hou)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)繼續放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)兩端電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓會(hui)迅速(su)下降(jiang)，形(xing)成深度放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)，這樣極板上形(xing)成的(de)生成物在正(zheng)常充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時就不易(yi)再恢復(fu)，從而影響電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)壽(shou)命。放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終(zhong)止(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓和放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)率有(you)關。鎳鎘電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終(zhong)止(zhi)(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓和放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)速(su)率的(de)