筆者自序:普通電池商人一個,還不是很專業,寫點經驗看法和大家分享。不過打字速度不快,爭取每天都能寫一點,如果有什么錯誤的地方大家給我指正。如果不小心得罪了哪位同行,別記恨我。?
淺談電池首先,給電池下一個不是很恰當的定義,電池是一種可以將化學能轉化為電能,并且可以儲存,釋放的一類裝置。大眾生活中說到的“電池”則通常是指兩種情況:第一種情況是單體電池,即一支電池作為供電電源,比如“一節5號電池,一節7號電池,一節5號充電電池,等等”;
第二種情況是指兩只以上的單體電池組合成的電池組,即多支電池整體作為供電電源,比如“一塊攝像機6V鎳鎘電池,一塊愛立信手機用4.8V鎳氫電池,一塊數碼相機用7.2V鋰離子電池,一塊筆記本電池用14.4V鋰離子電池”,這些電池為了達到使用條件要求的電壓或者容量,將兩支以上單體電池串/并聯組合成擁有更高電壓或者容量的電池組,通常也被人們叫做“電池”。
強調區分單體電池和電池組的差異,會更有利于電池的使用維護。電池的種類繁多,且各具特色。如果按照化學組成,我們常見到的有:鋅-錳,鋅-氧化汞,鋅-氧化銀,鋅-空氣,鎳-鎘電池,金屬氫化物電池(鎳氫電池),鉛酸免維護蓄電池(電瓶),鋰離子電池,鋰-二氧化錳電池,鋰-亞硫酰氯電池,鋰-二氧化硫電池,燃料電池等等。如果按照外形一般常見的可分為:圓柱體,方形,紐扣(扁型)形,層疊形(嚴格來說算是紐扣電池組)。?下面說一說各種生活工作中常見電池的特點,和使用維護中的一些問題。
一次性鋅錳堿性干電池,這種電池可算是全國產銷量名列前茅,國內品牌眾多,比如最最常見的“南孚,勁量,金霸王,GP超霸,牡丹”都是鋅錳干電池的產銷大戶。這種電池價格比較便宜一般AA(5號)電池1.5-2.5元/支,且電量較好,儲存時間長,溫度適應條件好,電池公稱電壓1.5V,起始電壓可達1.6V,連續放電至0.9V(1歐姆)可達兩分半鐘左右,適用于中小電流密度放電。缺點是一般內阻比較大,在放電電流過大的情況下,電化學極化增大,工作電壓迅速下降,電池輸出容量減少(這可能就是數碼相機使用堿性電池拍照張數非常少,電池放電過快,并且電池放置一段時間后仍可正常使用的原因)。
通常有人希望這種電池可以充電后再一次使用,事實上是可行的,現在多數鋅錳堿性干電池的錳環結構理論上可以充電,而且充電效果還不錯,曾經有朋友用國產智能微電腦充電器給南孚AA(5號)電池電池充電,結果充回了原電池容量的45%左右,還循環使用了4,5次。不過,不推薦大家給鋅錳堿性干電池充電,畢竟一般的充電器不支持這個功能,而且給一次性電池充電容易帶來電池過熱,甚至爆炸的危險!現在一般的堿性電池都是含汞量非常低,但是隨意丟棄對環境還是有危害,大家要有環保的意識,將電池丟入專門收集電池的電池回收桶,防止污染,保護環境。
紐扣電池也是很常見的電池,個子小,型號多,通常一個電池能弄出好幾個型號來,這個標準,那個標準,弄得一個東西好幾個名。常常就有人拿著費了好大力氣從手表里面卸下的紐扣電池,滿電子市場的找來找去,結果大多數還是白費力氣,不是找不到需要的東西,而是根本就不知道這個東西應該叫什么。想了解紐扣電池應該先搞明白型號之間的轉換,至少要懂得一種電池的好幾種叫法。。。(說實話,想想都困難,到現在我也記不住全部名稱)。大家可以到國內“天球紐扣電池-http://www.gztianqiu.com或者國外GP超霸-http://www.gpbatteries.com.hk/html/techinfo/silver_oxide.asp”的網站上看看那個紐扣電池不同標準之間的名稱轉換。常見的紐扣電池按化學組成有這樣幾種:碳性,堿性,鋅-氧化銀,鋅-空氣,鋰-二氧化錳,鎳鎘充電紐扣電池,鎳氫充電紐扣電池等。如果按照外形就有單體和層疊的區分了。
詳細的來說碳性紐扣電池最常見,也最便宜,堿性的貴一點,但是放電效果好。這兩種電壓都是1.5V,從堿性AG1到AG13,標稱容量大約從15mAh到140mAh不等。適合微安級的放電要求。多用在計算器,電子玩具,助聽器,打火機,手表等等。鋅-氧化銀紐扣電池,算是紐扣電池中的佼佼者了。電壓1.55V,容量高于碳性,堿性紐扣電池,高階放電曲線平穩,大約有90%的部分始終穩定在1.45V以上,放電曲線幾乎成一條直線,然后迅速掉電,電壓豎直掉下去。主要的用途是:計算器,助聽器,相機,手表等。特別指出一點,這種電池的防漏液效果特別好,而且長效使用效果也不錯,我曾經給客戶更換過兩塊放在單反相機里面為測光系統供電的國產達利AG13號電池,用了8年多,才更換新品,而且一點漏夜跡象都沒有。真是很厲害!
紐扣電池除了可以單體電池供電外,由于其體積小,還發展了高伏電池-即將多支紐扣電池層疊,常見典型的型號有:6F22(9V),4F22(6V),15F20(22.5V),10A(9V),11A(6V),23A(12V),25A(9V),26A(6V),27A(12),476A(6V),120H7D(8.4V),2X625A(3V)等等。由于采用了紐扣電池,組合后的電池組很小巧,但是放電強度不大,多用在小型電機,小型無線電發射用直流電源。
需要注意的是由于高伏層疊電池多為普通碳性電池組合生產,一般都不易長期存放,在購買時候應該注意生產日期,盡量使用一年內出產的產品。紐扣電池由于造價低廉,通常含有有害物質,對環境危害相當大,這種電池更需要大家的有效回收,不要隨意丟棄。鎳鎘(Ni-Cd),鎳氫(Ni-MH)二次充電紐扣電池通常都是組合成電池組使用,單體電池供電使用的情況比較少。
單體電池的樣式比較統一,大家同樣可以參照廣東番禺華力公司-http://www.vattnic.com/ni_mh/production_hc.htm;http://www.vattnic.com/ni_cd/production_kc.htm來認識。一般常見的鎳氫鎳鎘紐扣電池型號差不多都是那幾種(軍工產品除外)。組合的樣式較多,大家可以參照廣東番禺華力公司-http://www.vattnic.com/designation_c.htm的詳細說明來認識一下。我國國內的標準把紐扣電池代號稱為GNB就是“鎘鎳扁”漢語拼音第一個字母的組合;GNB前面的數字代表單體電池數目,GNB后面的數字代表容量。給大家舉一個例子,10GNB03(一種部隊專用的火炮激光測距儀電池),是一種由10塊GNB0.3Ah紐扣電池組合成的外觀和D型(一號)電池一模一樣的電池。
再列舉幾個實際應用常見的例子,家里面有得老型號的無繩電話就有相當大部分是紐扣電池組,配置的3.6V或者4.8V的紐扣電池組,單體電池多為280K/H;手持小型防暴手電(就是可以高壓放電自衛防身用的那種),里面的電池多為4.8V紐扣電池組,大多數也是280K/H組合的;工控機上面的后備記憶體(也被混稱為CMOS)使用的3.6V紐扣電池組,多數為60K/H組合而成。
需要指出的是單體鎳鎘,鎳氫紐扣電池可以買到,有人喜歡自己加工組合電池組,組合的時候用電烙鐵,這是很不恰當的。原廠出的紐扣電池組使用特殊的圓形翻邊焊片來點焊焊接的,就是用一塊和紐扣電池大小一致的圓形翻邊焊片,來焊接,這樣子不會出現電池焊接后開焊,或者組合后外觀不合格的情況。更主要的是,在焊接過程中使用了點焊機和鎳片,這樣子保證了電池在焊接過程中不過熱,電池組內部各單體電池之間導電性一致。
大多數人在用烙鐵焊接紐扣的時候速度通常要10來秒,這10來秒的時間,紐扣電池就會經受“水深火熱的考驗”,高溫過后輕者損失容量,重者電池失效內部正常充放電反應中止,這種不良后果還是因該盡可量的避免。再說說紐扣電池中的鋰電池,鋰-二氧化錳一次性紐扣電池(CR紐扣電池系列)。鋰錳一次性紐扣電池標稱電壓是3V,終止電壓2V,典型工作電流在0.1-0.2mA。它采用化學性質非常穩定的二氧化錳為正極材料,以比能量非常高的鋰金屬為負極材料。年平均容量降低不大于2%,儲存壽命長。電池采用半密封結構,使用安全。
鋰錳一次性紐扣電池的溫度適應范圍較大在-20到+60攝氏度的條件下都可正常工作。用處多在電子詞典,主板CMOS電池,手表等等。也有二次可充鋰紐扣電池,由于用處少,不常見,就簡單說一下,我對這種電池就是知道它的電壓比一次性的高,公稱3.6V,充滿電后能過4V,自放電較少月平均10%左右,無記憶效應,但是容量不多,大概為同等型號的鋰錳一次性紐扣電池容量的1/7左右。簡要說說鋰錳紐扣電池型號表示什么,CR表示鋰-二氧化錳,CR后面的4位數字,前兩位是直徑,后兩位是高,例如:CR2032是指一種20mm直徑,3.2mm高的鋰-二氧化錳一次性紐扣電池。以此類推CR1220是指一種12mm直徑,2.0mm高的鋰-二氧化錳一次性紐扣電池。鋰錳一次性紐扣電池不可以充電,也不能短路,不可加熱,在庫存和遺棄時要注意電池應該絕緣,如果電池與其他物體接觸,搞不好會爆炸,或者失效。
鋅-空氣紐扣電池比較特殊,在我看來他唯一的民用市場,就是高檔的電子耳蝸,電子助聽器。這種電池是以金屬鋅為負極,空氣中氧為正極去極劑的一次電池,由于其正極活性材料儲存于大氣中,取之不盡,用之不竭,故該種電池突出特點是比能量高,為化學電源中各系列之首。此外,還有節能、節材、對環境和生態無公害等優點,鋅空氣電池的電壓為1.4V,而且在電池底部有進氣孔,電池底部進氣孔出廠時已用膠紙粘上,此時電池內無氧氣,處于休眠狀態,撕去膠紙后5-30分鐘電池被空氣逐漸激活。鋅空氣電池以空氣中氧氣為正極材料,所以就不必再在電池內放入,電池內就有空間裝更多的負極材料。
因此,它的容量比其它電池高3-10倍,是所有實用電池體系中最高的。這種電池還具有工作電壓很平穩,雜音很小等優點,是耳背式,耳內式和耳道式高級助聽器的最佳電源。這段有關鋅-空氣電池的文章是我抄襲來的,來源是珠海至力電池有限公司的網站-http://www.zenipower.com。這種電池接觸得不多也不是很懂,所以就動了點歪腦筋。呵呵。大伙不要罵我。想要更多地了解鋅空氣電池,可以自己去瀏覽珠海至力電池有限公司的網站,很長知識的。
鎳鎘(Ni-Cd)充電電池,正極為氧化鎳,負極為海綿狀金屬鎘,電解液多為氫氧化鉀,氫氧化鈉堿性水溶液。小型密封鎘鎳電池的結構緊湊,堅固,耐沖擊,震動,成品電池自放電小,在使用上適合大電流放電,適用溫度范圍廣,零下40度到零上60度。鎳鎘電池充電時,正極發生如下反應?Ni(OH)2?–e?+?OH-?→?NiOOH?+?H2O?負極發生的反應:?Cd(OH)2?+?2e?→?Cd?+?2OH-?總反應為:2Ni(OH)2?+?Cd(OH)2→?2NiOOH+?Cd+?2H2O?放電時,反應逆向進行NiOOH?+?H2O?+?e→?Ni(OH)2?+?OH-?Cd?+?2OH-?+?2e→?Cd(OH)2?充電時,隨著NiOOH濃度的增大,Ni(OH)2濃度的減小,正極的電勢逐漸上升,而隨著Cd的增多,Cd(OH)2的減小,負極的電勢逐漸降低,當電池充滿電時,正極、負極電位均達到一個平衡值,二者電勢之差即為電池之充電電壓。它的特點是循環壽命長,理論上有2000-4000次的循環壽命。
鎘鎳二次電池按照電池結構分類,可以分為:有極板盒式,無極板盒式,雙極性電極疊層式;按照電池封口結構分,可以分為:開口式,密封式(最最常見,市場上面打卡銷售的就是這種),全密封式;按照輸出功率分,可以分為:低倍率,中倍率,高倍率,超高倍率;外形上有圓柱體,方形,紐扣式等。講講國內鎘鎳電池的型號命名(國標GB7169-87標準),采用漢語拼音與數字結合的方式來表示。
電池型號為GN,就是“鎘鎳”漢語拼音的第一個字母;電池形狀代號,開口電池不標注,密封電池標注代號,即使用漢語拼音第一個字母表示,Y表示圓柱體,B表示扁型(紐扣式),F表示方形(很像是隨身聽里面的口香糖型)。新的國內標準是GB/T11013-1996,我還不是很懂,就不介紹了。說說常見的“AAAA,AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”這些型號吧,AAAA少見,一次性的AAAA勁量堿性電池偶爾還能見到,一般是電腦筆里面用的。
標準的AAAA(平頭)電池高度41.5±0.5mm,直徑8.1±0.2mm。AAA電池就比較常見,一般的MP3用的都是AAA電池,標準的AAA(平頭)電池高度43.6±0.5mm,直徑10.1±0.2mm。AA電池就更是人盡皆知,數碼相機,電動玩具都少不了AA電池,標準的AA(平頭)電池高度48.0±0.5mm,直徑14.1±0.2mm。只有一個A表示型號的電池不常見,這一系列通常作電池組里面的電池芯,我經常給別人換老攝像機的鎳鎘,鎳氫電池,幾乎都是4/5A,或者4/5SC的電池芯。
標準的A(平頭)電池高度49.0±0.5mm,直徑16.8±0.2mm。SC也不常見,一般是電池組里面的電池芯,多在電動工具和攝像機以及進口設備上能見到,標準的SC(平頭)電池高度42.0±0.5mm,直徑22.1±0.2mm。C也就是二號電池,用途不少,標準的C(平頭)電池高度49.5±0.5mm,直徑25.3±0.2mm。
D就是一號電池,用途廣泛,民用,軍工,特異型直流電源都能找到D型電池,標準的D(平頭)電池高度59.0±0.5mm,直徑32.3±0.2mm。N不常見,我還不知道啥東西里面用,標準的N(平頭)電池高度28.5±0.5mm,直徑11.7±0.2mm。F電池,現在是電動助力車,動力電池的新一代產品,大有取代鉛酸免維護蓄電池的趨勢,一般都是作電池芯(個人見解:其實個太大,不好單獨使用,呵呵)。
標準的N(平頭)電池高度89.0±0.5mm,直徑32.3±0.2mm。大家注意到,(平頭)字樣,指的是電池正極是平的,沒有突起,使用做電池組點焊使用的電池芯,一般同等型號尖頭的(可以用作單體電池供電的),在高度上就多了0.5mm。以此類推,我不逐一解釋。還有,電池很多的時候并不是規規矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”這些主型號,前面還時常有分數“1/3,2/3,1/2,2/3,4/5,5/4,7/5”,這些分數表示的是池體相應的高度,例如“2/3AA”就是表示高是一般AA電池的2/3的充電電池;再如“4/5A”就是表示高是一般A電池的4/5的充電電池。還有一種型號表示方法,是五位數字,例如,14500,17490,26500,前兩位數字是指池體直徑,后三位數字是指池體高,例如14500就是指AA電池,即大約14mm直徑,50mm高。
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