电池基本知识

电池基本知识第一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一目录1、厦门三圈电池有限公司简介2、二次电池知识3、一次电池知识4、电池使用知识第二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一公司简介

全国青少年模型教育竞赛冠名企业厦门三圈电池有限公司具有超过八十年的电池生产历史和经验，是中国电池行业骨干企业，电池年产量超过14亿只，是中国最大的电池制造商之一。公司拥有20条自动化电池生产线，特别是从国外引进的多条电池高速生产线，其装备力量位居全国电池行业前列。第三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一第四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一产品介绍第五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一产品荣誉第六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一一、二次电池基本知识◆常用二次电池介绍◆二次电池基本概念◆充电知识第七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一一、常用二次电池介绍1、镍氢电池1.1镍氢电池的电化学原理

镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液；第八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1.2镍氢电池的主要结构

电池的主要组成部分为：正极片、负极片、隔膜纸、盖帽、外壳、绝缘层。第九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1.3镍氢电池种类L低放电率（简称低倍率）：使用≤0.5C（mA）/1.0VM中放电率（简称中倍率）：使用≤3.5C（mA）/0.8VH高放电率（简称高倍率）：使用≤7.0C（mA）/0.8VX超高放电率（简称超高倍率）：使用≥7.0C（mA）/0.8V按使用环境又分为：常温型和高温型（通常超过40℃）；第十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1.4镍氢电池和镉镍电池的区别

镍氢电池和镉镍电池都属于充电电池，两者正极材料相同，但是镍氢电池的负极采用高能贮氢合金材料，从而带来更大的优势：1)镍氢电池具有更大的容量（同样型号的镍氢电池容量是镉镍电池的两倍以上）2)镍氢电池无记忆效应（镉镍电池有记忆效应，每次充电前应先把电池的剩余电量放完）3)镍氢电池更环保（镉镍电池负极含有大量对人体有很大毒害的镉元素）第十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1)一般情况下，新的镍氢电池只含有少量的电量，购买后要先进行充电然后再使用。但如果电池出厂时间比较短，电量很足，推荐先使用然后再充电。2)新买的镍氢电池一般要经过3-4次的充电和使用，性能才能发挥到最佳状态。3)虽然镍氢电池的记忆效应小，仍然推荐大家尽量每次使用完后再充电，并且是一次性充满，不要充一会用一会然后再充。

1.5镍氢电池使用第十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2、锂离子电池2.1锂离子电池工作原理2.1.1锂离子电池的反应式（以钴酸锂为正极活性物质）

锂离子电池在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为“摇椅电池”。充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电时则相反。正极反应：LiCoO2====Li1-xCoO2+xLi++xe负极反应：6C+xLi++xe-===LixC6

电池总反应：LiCoO2+6C====Li1-xCoO2+LixC6第十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2.1.2锂离子电池工作原理图锂离子电池充放电示意图第十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2.2

锂离子电池的组成部分第十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

2.3锂离子电池分类（根据外壳）钢壳方型锂电钢壳圆柱锂电软包锂电铝壳锂电第十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

2.4软包锂离子电池的优点

1)重量能量比与体积能量比高

2)电压高

单节锂电池标称电压为3.7V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；

3)自放电小

可进行长期存放；

4)无记忆效应

锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电；

5)可以快速充电

锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时；

6)绿色环保

电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境不会造成污染，是绿色环保能源；7)安全性能好

软包装锂电池在结构上采用铝塑膜包装，有别于金属外壳锂电池，一旦发生安全隐患，金属外壳容易爆炸，而软包装电池最多只会鼓涨；第十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一8)厚度小，能做得更薄

软包锂电池厚度可做到0.6mm以下，符合便携工具及数码产品发展需求；9)重量轻

软包装锂电池重量较同等规格的钢壳锂电池轻40%，较铝壳锂电池轻20%。与铝塑膜质量轻及软包电池的活性物质的有效填充量有很大关系；10)容量大

同等规格的软包装锂电池较钢壳电池容量高10-15%，较铝壳电池容量高5-10%，成为电动摩托车及电动汽车的首选，现在市面上新出的电动摩托车及电动汽车也大多采用软包电芯（磷酸铁锂软包电池）；11)内阻小

软包锂电池的内阻一般较钢/铝壳锂液态电池小，可有效地减低了电池的自耗电，延长电池使用时间；12)形状可订制

软包装锂电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度，研发新的电芯型号，价格便宜，研发周期短，有的甚至可以根据模具形状，量身订做，以充分利用电池外壳空间，提升电池容量第十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2.5软包锂离子电池应用领域

小型号：蓝牙耳机，MP3，MP4

中型号：手机电池，GPS，数码相机/DV

大型号：移动DVD，NOTEBOOK，备用电源其他：航模，电动自行车，电动工具第十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一小型号电池：蓝牙耳机，MP3，MP4中型号：手机电池，GPS，数码相机/DV第二十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一大型号：移动DVD，NOTEBOOK其他：航模，电动自行车，电动工具第二十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1、二次电池的优缺点

优点★可反复循环使用★大电流放电性能好★内阻低，放电电压平稳缺点☆需要配套使用充电器，一次性投入成本较高☆使用时需要提前充电，使用不方便☆充满电后会自放电，长期搁置不用，电池电量会流失二、二次电池基本概念第二十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一2、开路电压、负荷电压、标称电压、终止电压开路电压:外电路断开时，电池两个极端间的电位差。负荷电压：电池输入电流时，电池两个极端间的电位差。标称电压:电池的标称电压指的是在正常工作过程中表现出来的电压，镍氢电池标称电压为1.2V

。终止电压：电池放电试验中，规定结束放电的负荷电压。一般放电截止电压：0.2C放至1.0V，1C放至1.0V。高倍率放电终止电压可低些，如0.8V第二十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

3、放电倍率

放电倍率是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。假如电池的标称额定容量为1800mAh，那么1800mA为1C（1倍率）放电，900mA则为0.5C（0.5倍率）放电，18A为10C（10倍率）放电，以此类推。

第二十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一4、内阻

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.5、自放电

电池在荷电或贮存状态下，由于各种原因而引起的容量损失的现象。电池类型不同，电池每月的自放电率也不一样。第二十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一6、过放电

电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电。

一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。

第二十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一7、循环寿命

二次电池的正常使用寿命是1000次左右，一般来说终结时电池的容量只有标称容量的60％，在体积一定的情况下随着电池容量的增加，循环次数有一定程度的下降。

比如：中低容量电池以寿命长为优势，高容量电池以单次放电时间长为优势，各有所长，不是越高越好，应该根据自己的用途来选购。第二十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一8、电池放电时间短的可能原因

1)电池未被充满电，如充电时间不够，充电效率较低等2)放电电流过大，致使放电效率降低从而使放电时间缩短3)电池放电时环境温度过低，放电效率下降

第二十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一9、电池鼓底、漏液的可能原因1、电池经过内部或外部短路，形成较大的电流，产生大量的热，使电池内部压力升高，而防爆球来不及打开，从而鼓底或漏液。2、其中，外部短路（特别是多只电池组合）可能性最大。第二十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一10、充放电时电池发热原因

（充）放电过程中电池内部发生激烈的化学反应，这些化学反应的绝大部分化学能都转化成为电能，单也有相当一部分化学能转化为热能释放出来。但是有些电池发热到非常严重的程度，甚至会使外包装破裂，这种情况主要是由于电池经过长期使用或电池性能不好时会发生，此时应更换新的电池。第三十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一11、电池组合在实际使用电池时，不少场合需要较高的电压或较大的电流，这就需要将若干个单体电池通过串联、并联或复联组合起来。组合电池的应用一般多于单体电池的应用，因为大部分用电器都需要高电压和大电流。串联可以试电压变大，而并联可以使电流变大。若组合合理，不仅可以获得较大的功率和容量，而且使用起来比较方便和安全。第三十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一12、如何保养二次电池不要放在高温高湿的地方，因为电池和充电器是电子产品，高温高湿会加快自放电和腐蚀电子元器件。

不要长时间将充电器插在插座上。不要长时间过充电池。电池充饱后应尽快从充电器中取出。电池长时间不用时，应将电池电量放空后再保存，并每3个月左右取出充放电一次，这是较佳的保养方式。如果电池要长期储存、又无法做到每3个月充放电一次的情况下，建议将电池带80%~100%的电量储存。第三十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一三、充电知识1、常见的电池充电方式

1)恒流充电整个充电过程中充电电流为一定值，属镍氢电池的常用充电方式；2)恒压充电充电过程中充电电源两端保持一恒定值，电路中的电流随电池电压升高而逐渐减小，有时镍氢电池也用此方法进行充电；3)恒流恒压充电电池首先以恒流充电(CC)，当电池电压升高至一定值时，电压保持不变(CV)，电路中电流降至很小，最终趋于0。

锂离子电池用此充电方式。第三十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

2、充电类型

1)标准充电：是指用0.1C（即0.1×标称容量）的电流充电16h，充电结束。2)慢充：是指用＜0.13C

（即0.13×标称容量）的电流充电12小时以上，方可充足电量。

3)快充：是指对电池充电3小时-6小时，方可充足电量。充电电流一般为0.2C-0.3C。4)急充：是指对电池充电2小时以下，就可充足电量。充电电流一般为0.5C~1.0C。

注意：

★充电电流越大对电池的伤害越大，从而大幅度削减电池的使用次数。★过充电会使电池活性降低，从而会减少电池的循环次数。第三十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一3、脉冲充电及对其电池性能影响

脉冲充电一般采用充与放的方法，如充5秒钟，就放1秒钟。这样充电过程产生的氧气在放电脉冲下将大部分被还原成电解液。不仅限制了内部电解液的气化量，而且对那些已经严重极化的旧电池，在使用本充电方法充放电5-10次后，会逐渐恢复或接近原有容量.从电化学角度讲，脉冲充电对电池充电最好。第三十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

4、电池充电时间估算

电池充电时间估算的目的：防止电池过充

充电时间（h小时）=电池标称容量（mAh）X系数（1.3-1.5）÷充电电流（mA）

充电电流——可以以充电器上标注的对应电池型号的输出电流。

例：现有三圈霸道“四驱战神”数码充电器（其标注的输出电流是160mA），现对AA1800mAh的充电电池进行充电，需要充电多长时间方可充足？计算：1800（mAh）X1.3÷160（mA）=14.6h≈15h第三十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一5、过充电过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为。如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。第三十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期一6、电池或电池组充不进电的原因

1)电池零电压或电池组中有零电压电池

2)电池组连接错误，内部电子组件，保护电路出现异常

3)充电设备故障，无输出电流

4)外部因素导致充电效率太低(如极低或极高温度)第三十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期一7、充放电时电池发热的可能原因

（充）放电过程中电池内部发生激烈的化学反应，这些化学反应的绝大部分化学能都转化成为电能，但也有相当一部分化学能转化成为热能释放出来。但有些电池发热到非常严重的程度，甚至会使外包装破裂，这种情况主要是由于电池经过长期使用或电池性质不好时会发生，此时应更换新的电池。第三十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期一二、碱性电池基本知识◆一次电池◆碱性电池结构◆碱性电池电化原理◆碱性电池的基本电性能◆碱性电池的特点◆我司自主创新一览第四十页，共五十一页，编辑于2023年，星期一◆碱性锌锰电池☆5号-AA-LR6☆1号-D-LR20☆7号-AAA-LR03☆2号-C-LR14◆碳性锌锰电池☆5号-AA-R6P☆1号-D-R20☆7号-AAA-R03☆2号-C-R14(一)常见一次电池第四十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期一(二)碱性电池结构第四十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期一(三)碱性电池电化原理

碱性电池：

（－）Zn∣KOH∣MnO2(＋)电池反应：Zn＋2MnO2+H2O→2MnOOH＋ZnO

或Zn＋2MnO2+2H2O→2MnOOH＋Zn(OH)2碳性电池：

（－）Zn∣NH4Cl或ZnCl2∣MnO2(＋)电池反应：

Zn＋2MnO2+2NH4Cl→2MnOOH＋Zn(NH3)2Cl2

或4Zn＋8MnO2+4ZnCl2+9H2O→4ZnCl2·4ZnO·5H2O＋

8MnOOH第四十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期一

(四)碱性电池的特点

◆优越的高功率、大容量放电特性；◆储存期长、自放电低；◆使用方便，价格公道；◆低温性能好；◆防漏性能好；◆绿色环保。第四十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期一(五)三圈霸道碱性电池工艺创新◆薄壳技术的应用，增加有效容量◆优化封口结构，提高电池耐漏液能力和电性能◆添加碳纤维导电材料，从而降低电池内阻，有效提升电池容量利用率◆电池全自动生产，采用影像检测系统、传感器检测系统、自动称重系统进行全面检测，以过程检验人员全检和抽检形式相辅相成第四十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期一三、电池使用知识第四十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期一1、不同电池性能比较

电池种类一次电池二次电池碳性电池碱性电池镍氢电池锂离子电池标称电压/V1.51.51.23.7电池容量/mAh1000（AA）2100（AA）1300~2500（AA）容量可根据要求制造自放电率高低高低内阻很大中较小很小使用温度0℃~60℃﹣20℃~60℃﹣10℃~45℃﹣20℃~60℃能否充电否否能能循环寿命