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美律电子教你如​何​选​择​可​充​电​池

发布时间:2014-5-27 点击:1426 字体大小: 返回

充电从充电电流来分,有快速充电和慢速充电的区别。从充电方式来看,有恒流充电和脉冲充电的区别。很多人都有这样的问题,究竟是快充好还是慢充好。那我们先来看看什么是快充而什么是慢充。    
以一节电池的标称容量为1C,在0.1-0.2C的充电电流为慢充,>0.2C的为快充,>0.8C的为超快速充电,<=0.05C的则是涓流充电。以一节1400MAH的镍氢电池为例,充电电流在140MA- 280MA之间的为慢速充电,而同样280MA的充电电流,对一节700MAH的电池则
就是快充。由此可见,快充还是慢充是个相对的概念,和电池本身的容量有极大的相关。    再回到前一个问题,究竟是快好还是慢好?!其实这也没有固定的答案。很多人都认为慢好,认为快充会伤害电池。快充会伤害电池么?答案是肯定的,但原因并不是很多人所想的“大电流充电伤害电池”。大电流充其量是帮凶,真正的原因是发热,由于大电流而引起的发热。过高的温度对电池寿命有很大的影响。所以说大电流并不可怕,头疼的是怎样来解决发热的问题。    
说到这里,就要引入恒流充电和脉冲充电的概念。在慢充时,基本上所有的充电器都采用了恒流的充电方法,这样电路设计比较简单,容易实现。而由于充电电流在慢速范围,并不会引起电池过热的问题。到了用快速电流充电的问题上,再使用恒流方式,无疑无法避免电池过热的问题,因此恒流的方法就被摒弃。取而代之的是脉冲方式,从波形上就可以看出,充电电流的输出不是直线,而是正弦波。波峰时,电流最大,然后马上进入波谷,几乎是没有电流。这样设计的目的是为了让电池有一个恢复时间,从而减少大电流产生的热量,使电池发热控制在一个可接受的水平。现在市场上看到的百余元左右的快速充电器,基本都采用这个方法。而且这类充电器还采用了电压斜率判断法或delta判断法来判断电池是否充满,一旦充满就自动转入涓流充电,以免超过时间后大电流对电池造成伤害。 
采用脉冲方式来制作快速充电器是不错的解决方法,但对于有些变态的要求,比如1小时快速充电器,这时要采用大于1C的超高速充电电流来进行充电,脉冲法就力不从心了。现在国际上采用的基本都是脉冲法加去极化反应结合的方式。简单的说,就是在脉冲法的基础上,当一个正弦波的上半部完成后,插入一个短暂负电压的余弦波,来抵消过大的电流产生巨大热量(极化反应),从而将电池热量控制住。这种方法一般只有在比较专业的充电器,例如航模玩家所用的专业充电器上使用。这类充电器往往可以做到用2C-3C的电流对电池进行充电。 
一.如何选择可充电池  掌握四项要点: 
② 高容量。容量越大,持续使用时间越长。 
②耐快充。电池耐快充性能越好,越能承受较大充电电流,优质电池能承受1.5小时即1C充电速率,可采用快充、急充较高充电速率,用较短时间充足电池,使用快捷。 ③自放电小。它反映电池保持容量的能力,自放电越小,存放期越长,即用性好。 
④循环寿命。指电池充放电次数,镍镉镍氢电池标称500-1000次,与电池品质和充放电条件有关,优质电池在正确使用条件下循环寿命甚至可达5000次以上。 二.如何选择充电器  掌握以下要点: 
①充足程度。充足电池是充电器的主要功能,达到什么程度,20%、50%、70%、90%、还是100%,它反映电池容量的利用率。2000mAH镍氢电池充电50%只相当于1000mAH电池。 ②通用性。充电器适用电池容量范围反映了通用程度,适用范围较小的充电器,当用户有早先容量较小的电池或新购更高容量电池时,常需购买多个充电器。通用性强的充电器甚至只需一个就能适应很大电池容量范围,不但能适用于早先、目前电池容量,还能适应将来更高容量电池。   
③控制方式。人工控制充电时间,实际使用中常会疏忽而过充电,全自动控制充电对用户极为方便。 
④快充性能。充电器提供快充或急充电流,用较短时间充足电池,使用快捷。 ⑤充电电源。镍镉镍氢电池应选用恒流源充电器。 
⑥日充电容量。充电器24小时最大充电容量反映了充电能力。100mA充电电流、充2节电池的充电器,日充电容量为3200mAH,100mA充4节电池的充电器,日充电容量为6400mAH,300mA充4节电池的充电器日充电容量可达20000mAH,日充电容量越高充电能力越强。 三.如何知道电池容量  
测量电池容量是检验电池质量和充电器效能的主要指标。普通用户也能较为准确测知电池容量,用手电筒测量电池容量是一种简便方法。测量前应将电池容量充足。可用单节手电筒(二节手电筒也可以)作放电器,手电筒灯泡电流0.3A即300mA,如用600mAH 5号镍镉电池可连续放电2小时,1800mAH 5号镍氢电池可连续放电6小时,以此类推,充电容量均达100%。如果1800mAH 5号镍氢电池连续放电3小时,说明电池充电容量仅为50%。电池容量测量的准确度取决于灯泡工作电流的准确度。其他电池电器,只要知道工作电流就可作放电器测量电池容量,测量的准确度取决于电池电器工作电流的稳定性。例如某索尼数码相机拍照工作电流1300mA,用二节充足的2300mAH镍氢电池可连续工作6300秒,如果每隔6秒拍一张,可拍一千张以上。该相机照片浏览工作电流300mA,用二节充足的2300mAH镍氢电池可连续浏览7.5小时。 
可充电电池和充电器基础知识 
   日益发达的便携式电子产品对可充电电池的容量和循环寿命等性能要求越来越高. 目前常用的有四大类, 镍镉电池和铅酸免维护电池(简称SLA)这两类在上世纪六十年代已经普遍推广, 镍氢电池和锂离子电池(含锂聚合物电池)这两大类是近十年才大量商业化使用. 这四大类电池各有所长, 下表给出了一个基本参考, 不同电池生产厂家的具体数值可能有较大差别, 使用时咨询生产厂家, 表中的数据仅供比较参考使用。  
(表中C为电池的标称容量, 单位为AH(安时),A表示充电恒流电流.)  
比较项目 
铅酸免维护电池 镍镉电池(NICD) 镍氢电池(NIMH) 锂离子电池
(LI-ION)  能量密度
(Wh/kg) 
30  40  60  100  循环寿命(次) 300  800  500  800  工作温度 (°C) 0~35  0~45  0~40  0~50  最大充电电流(A) 
0.25C  2C  1C  1C  充电方式  
恒流后恒压 
恒流 恒流 恒流后恒压 充电时间 (小时) C/A + 2 hours 
C/A + 20%  
C/A + 20%  
C/A × 2  
人们当然希望充电器能在短时间内充电完成, 但是由于电流大且控制难, 这在成本和技术方面都有一定程度的代价付出. 如果使用条件允许, 选用10~14个小时左右充电结束的夜晚慢充型充电器会有价格低,体积小巧等优点.  

 

 


 
 对于在线并连使用的SLA电池,充电方式建议选用2.27V/单元(对应12V电池为13.7V)恒压充电, 这种方案既不会过充电池, 也有利于稳定设备电压. 对于要经常离线充放电使用SLA电池的场合, 应该使用先0.2C恒流, 再2.45V/单元恒压, 电池充好后即时进入2.27V/单元恒压的"三段式"充电方法. 整个充电时间约为8 到10小时.  
 NICD电池允许有一定电流的过充, 因此选用0.1C电流的简单恒流源充电器可谓经济实惠.  
 NIMH电池对过充电较为敏感, 即使用0.1C的电流, 如果充电超过14个小时或对已充好的电池再继续充几个小时, 对电池的寿命都有较大损害. 电池充好时应及时关断电流或将充电电流降低到0.02C以下是非常重要的, 即使对0.1C的夜间慢充型NIMH充电器也是如此.  
 最大充电电流达到2C左右的智能型快速充电器已经有很多成功案例. 这类充电器一般都必须在充电进程的各阶段随时监测电池电压、温度等参数,当电池快要充满电时自动降低充电电流倍率,这样可以将电池过充电引起的过温过压风险降到最低。  
  NICD和NIMH两类电池的充电特性非常相似,只是NIMH电池在充电过程中发热更多一些、峰值电压更不明显一些。这两类电池在快速充电时都采用下面几种条件之一来作为快充电终止的条件:包括电压上升斜率(dV/dt)、电压负增长(-dV)和电池温度上升斜率(dT/dt)。还有三个条件是设置为异常保护条件下进行动作的:最高电池温度、最高电池电压和充电器内置定时器。要实现这些监测和智能切换动作,肯定要带来充电器成本上升,但是如果没有这些措施,电池将面临着容量下降、循环寿命降低甚至漏液爆炸等安全隐患。  
 LI-ION和SLA电池的充电方式较为相似,都要求先恒流再恒压,区别是锂离子电池对充电恒压阶段的电压精度要求较高(<1%)。由于锂电池的安全性是一个致命的隐患,因此要求在充电结束控制和保护方面要特别小心。对于不同的应用场合,锂离子电池包都会内置有相应的充放电保护电路, 以便更安全的保护电池不发生以外.

上一条: 可充电池在平时的使用中应该怎么维护
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