电池专业知识.ppt

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1、电池专业知识电池专业知识2目录目录目录目录1.电池发展趋势简介2.电池分类3.工作原理4.电池制造流程5.电池术语6.电池命名原则7.电池应用3电池发展趋势简介电池发展趋势简介电池发展趋势简介电池发展趋势简介 目前全球各类电池年消耗量在700亿节以上，预计到2015年将达到1500亿节。目前全球估计人年均使用电池为12节左右，其中发达国家人均年用量约在25节左右，发展中国家年人均用量在5-10节左右，2005年中国电池人均年消耗电池估计为10-15节左右。其中2005年全球二次电池消耗量约为200-250亿节，预计到2010年二次电池的年消耗量至少达到将达到年300亿节，2015年将达到700

2、亿节，市场非常巨大。4 商品化的二次电池通常有：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、二次锂离子电池，由于世界各国对环保意识的不断加强，传统的铅酸及镍镉二次电池因对环境的污染，容量的记忆效应等原因已日益显出其弊病，（欧盟等发达国家已规定，禁止镍镉电池的生产和使用），而镍氢电池和锂离子电池因其具有容量高，循环寿命长、无污染等优点正成为二次电池的发展方向，预计在五年内镍氢电池将绝大部分取代原来的铅酸和镍镉电池的市场，而传统的锂离子二次电池由于安全性能方面的负面影响而全力向软包装液态锂离子方向快速发展，因此，预计在十年内，在二次电池市场将出现镍氢和锂离子电池联合分割二次电池行业的局面。5按工作性质按工作性质

3、：a.一次电池一次电池该种电池又称原电池，如果原电池中电解质该种电池又称原电池，如果原电池中电解质不流动，则不流动，则称为干电池。由于电池反应本身不可逆或可逆反应很难进行，称为干电池。由于电池反应本身不可逆或可逆反应很难进行，电池放电后不能充电再用。电池放电后不能充电再用。(如如:锌锌-锰干电池锰干电池,镉镉-汞电池汞电池,锌锌-银银电池电池)b.二次电池二次电池习惯上又称蓄电池，即充放电能反复多次循环使用的一习惯上又称蓄电池，即充放电能反复多次循环使用的一类电池。类电池。电池分类电池分类电池分类电池分类6项目 镍镉电池 镍氢电池锂电池负载能力最强好一般电池保养需经常保养尚可最容易续航能力差较

4、长久有无污染有无无几种常见二次充电电池比较几种常见二次充电电池比较 7工作原理工作原理工作原理工作原理 电池是一种能量转化装置。放电时，电池是一种能量转化装置。放电时，化学能化学能转变转变为为电能电能；充电时，；充电时，电能电能转换为转换为化学能化学能贮存起来。一次贮存起来。一次电池的反应是电池的反应是不可逆不可逆的；二次电池的反应是的；二次电池的反应是可逆可逆的。的。镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（

5、放电（放电时）和时）和Ni(OH)2(充电时充电时)，负极板的活性物质为，负极板的活性物质为H2（放电时）和（放电时）和H2O（充（充电时），电解液采用电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：充电充电正极正极Ni(OH)2+OH-eNiOOH+H2O放电放电充电充电负极负极H2O+e1/2H2+OH-放电放电充电充电总反应总反应Ni(OH)2NiOOH+1/2H2放电放电8充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍氢氧化亚镍Ni(OH)2变成氢氧化镍（变成氢氧化镍（NiOOH

6、）和）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。成氢氧化亚镍。电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保易在电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以蓄电池内部氧持不变，这种再化合的速率很快，可以蓄电池内部氧气的浓度，不超

7、过千分之几气的浓度，不超过千分之几,故镍氢电池也可以做成密故镍氢电池也可以做成密封型结构。封型结构。9电池制造流程电池制造流程电池制造流程电池制造流程镍氢电池的基本结构镍氢电池的基本结构镍氢电池由如下几部分组成：镍氢电池由如下几部分组成：以氢氧化镍为主要活性物质的以氢氧化镍为主要活性物质的正极板正极板；以贮氢合金为主要活性物质的以贮氢合金为主要活性物质的负极板负极板；薄型无纺纤维布薄型无纺纤维布隔膜隔膜；碱性碱性电解液电解液；金属金属外壳外壳；带有可重新密封式安全阀的带有可重新密封式安全阀的密封圈、盖帽密封圈、盖帽其它配件其它配件。制作方式制作方式:将正负极板与隔离正负极板的隔膜纸一起卷绕成将

8、正负极板与隔离正负极板的隔膜纸一起卷绕成螺旋形，然后装入外壳，注入碱液，再通过密封圈和螺旋形，然后装入外壳，注入碱液，再通过密封圈和盖帽将其密封起来。盖帽将其密封起来。10制造流程制造流程 封口封口化化成成分分选选包包装装负极负极卷卷绕绕滚滚槽槽注注液液放密封放密封圈圈点盖帽点盖帽配胶配胶正极正极11电池术语电池术语电池术语电池术语电池电池“电池电池”即是即是“化学电源化学电源”，它是一个由化学能直接转换成电能的装置，它是一个由化学能直接转换成电能的装置。何为何为“一次电池一次电池”和和“二次电池二次电池”？“一次电池一次电池”也被称为也被称为“原电池原电池”，它是不可以充电的，它是不可以充电

9、的，当设计的当设计的容量用完后要更换新电池，它的优点是使用方便，它的缺点是大量的废容量用完后要更换新电池，它的优点是使用方便，它的缺点是大量的废弃电池对环境造成一定影响弃电池对环境造成一定影响。“二次电池二次电池”也称也称“蓄电池蓄电池”，是可充电，是可充电电池电池，当电池的电量用到一定程度时可以用规定的充电器充电以恢复电，当电池的电量用到一定程度时可以用规定的充电器充电以恢复电量。还有一种介于二者之间的量。还有一种介于二者之间的“可充电一次电池可充电一次电池”，它是一次电池的原，它是一次电池的原理，经改良后也可充电，但充放电深度和循环寿命都不能和理，经改良后也可充电，但充放电深度和循环寿命都

10、不能和“二次电池二次电池”同日而语。同日而语。电池的容量电池的容量电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下，应该放设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下，应该放出最低限度的电量。出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流（规定电池在常温、恒流（1C）恒压）恒压（4.2V）控制的充电条件下充电）控制的充电条件下充电3h，电池的实际容量是指电池在电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的主要受放电倍

11、率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。容量常见单容量常见单位有：位有：mAh、Ah=1000mAh）。）。12电池内阻电池内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般

12、以充电态内阻为素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。量。放电率放电率“nC”电池的放电电流也是用户选配电池所关心的数据，有些样本直接给电池的放电电流也是用户选配电池所关心的数据，有些样本直接给出允许持续电流及脉冲电流，但有些样本则以出允许持续电流及脉冲电流，但有些样本则以“nC”来表述放电电流。来表述放电电流。其中其中“C”是额定容量，是额定容量，n是有单位的系数，其单位是是有单位的系数，其单位是“1/小时小时”，“nC”即是放电率。（即是放电

13、率。（n=1也不能省略）。例如：额定容量为也不能省略）。例如：额定容量为“1000mAh”的电池，以的电池，以“0.1C”放电放电,就是就是0.1/h1000mAh=100mA。放电电流是放电电流是100mA。13内压内压指电池的内部气压，是密封电池在充放电过程中产生的气体指电池的内部气压，是密封电池在充放电过程中产生的气体所致，主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。其产所致，主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产生的气体于电生原因主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产生的气体于电池内聚集所致。池内聚集所致。高倍率的连续过充，会导

14、致电池温度升高、内压高倍率的连续过充，会导致电池温度升高、内压增大，严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响，如漏液、鼓增大，严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响，如漏液、鼓底，电池内阻增大，放电时间及循环寿命变短等。底，电池内阻增大，放电时间及循环寿命变短等。循环寿命循环寿命二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环。在一定二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环。在一定的放电制度下，电池容量降至规定值之前，电池所经受的循环次的放电制度下，电池容量降至规定值之前，电池所经受的循环次数称为循环寿命。二次电池在反复充放电的使用下，电池容量会数称为循环寿命。二次电池在反复充放电的使用下，电池

15、容量会逐渐下降，一般逐渐下降，一般以电池的额定容量为标准，当电池容量降至其以电池的额定容量为标准，当电池容量降至其60%或或80%时的充放电次数称为循环寿命。时的充放电次数称为循环寿命。14为什么要化成为什么要化成电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成，善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成，电池电池只有经过化成后才能体现真实性能。只有经过化成后才能体现真实性能。什么是分容什么是分容电池在制造过程中，因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致，

16、电池在制造过程中，因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致，通过一定的充放电制度检测，并将电池按容量分类的过程称为分容。通过一定的充放电制度检测，并将电池按容量分类的过程称为分容。不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题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,有可能出现漏液有可能出现漏液,零电压等零电压等现象。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，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过些电池未充满电，放电时有容量

17、高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低（零）电压。放。如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低（零）电压。15电池的命名电池的命名电池的命名电池的命名Exp:AAA 21 (250)F 按按IECIEC标准代表电池高度标准代表电池高度,若若1 1则省略则省略 按按IECIEC标准代表电池直径标准代表电池直径 A:16.0mm AA:14.0mm AAA:10.0mmA:16.0mm AA:14.0mm AAA:10.0mm SC:22.0mm N:11.6mm SC:22.0mm N:11.6mm 电池标准高度电池标准高度 (单位单位:mm):mm)电池标称容量

18、电池标称容量 (单位单位:mAhmAh)代表电池是高帽或平帽代表电池是高帽或平帽 H(H(高帽高帽);F();F(平帽平帽)16电池的应用电池的应用电池的应用电池的应用 电池的应用主要分为工业用市场和民用市场，当然也有少数应用于军事领域。随着数码行业的爆破性增长，镍氢电池以其实惠、环保的优势越来越得到玩家的青睐和批量采购，用途也从传统的小家电产品：手电筒、钟表、灯具、收音机、录音机、剃须刀、洗手机、吹风机、美容器、电动牙刷等方面广泛应用到MP3、PDA、WALKMAN、数码相机、录音笔、电动玩具、数码无绳电话等产品中来。17我司目前电池的主要市场有：小家电（电动剃须刀、电动理发剪、扫地机等等）电动工具行业模型行业医疗器械行业灯具行业DVD行业IEC标准测试方式：0.1c冲；0.2c放电的容量；1c放电容量大于90%；5c放电容量大于75%2200mAh；标准：IEC61951-2;GB/T 22084.2-20081.2V电池：最高为1.44V-1.47V；0.1c以下，充电时间可以适当长，0.05c以下充电时间长对电池没有影响；充满要过充20%左右；