電池充電器原理
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摘要：本文概要介紹了電池充電方式和現(xiàn)代電池技術，以使讀者能更好的了解便攜設備中使用的電池。本文對鎳鎘(NiCd)電池，鎳氫(NiMH)電池和鋰離子(Li+)電池的化學性質(zhì)進行了描述，還介紹了一款單節(jié)鋰離子和鋰聚合物電池保護芯片。
概述
電池的應用從來沒有像現(xiàn)在這么廣泛。電池正在變得更小、更輕，在單位體積內(nèi)容納更多能量。電池發(fā)展的主要動力來自便攜設備(例如移動電話，膝上電腦，攝錄像機和MP3播放器)的快速發(fā)展。這篇關于充電方式和現(xiàn)代電池技術的應用筆記將幫助您更好了解這些便攜設備中使用的電池。
電池的定義
如果電池僅定義為能量儲存系統(tǒng)，則其有可能包括飛輪和時鐘發(fā)條等元件。在現(xiàn)代技術中電池的更精確定義為：能夠產(chǎn)生電能的便攜、獨立化學系統(tǒng)。
一次電池，又叫不可充電電池或原電池，從電池單向化學反應中產(chǎn)生電能。原電池放電導致電池化學成分永久和不可逆的改變。但可充電電池，又叫二次電池，可在應用中放電，也可由充電器充電。所以，二次電池儲存能量，而不是產(chǎn)生能量。
充電和放電電流(安培)通常用電池額定容量的倍數(shù)表示，叫做充電速率(C-rate)。例如，對于額定為1安時(Ah)的電池，C/10的放電電流等于1Ah/10 = 100mA。電池的額定容量(Ah或mAh)是電池在特定的條件下完全放電所能儲存(產(chǎn)生)的電能。因此，電池的總能量等于容量乘以電池電壓，單位為瓦時。
電池性能的測試
電池的化學成分和設計共同限制了輸出電流。若沒有實際因素限制性能，電池瞬時可以輸出無窮大電流。限制電池輸出電流的主要因素是基本化學反應速率、電池設計，以及進行化學反應的區(qū)域。某些電池本身具有產(chǎn)生大電流的能力。如鎳鎘電池短路電流可大到足以融化金屬和引起火災。其它一些電池只能產(chǎn)生弱電流。電池中所有化學和機械總效應可用一個數(shù)學因數(shù)表示，即等效內(nèi)阻。降低內(nèi)阻可獲得更大電流。
沒有電池能永久儲存能量。電池不可避免要進行化學反應并緩慢退化，導致儲存電量減少。電池容量與重量(或體積)之比稱為電池的能量密度。高能量密度意味著在給定體積和重量的電池中可存儲更多能量。
下表給出了個人電腦和蜂窩電話中可充電電池的主要化學成分，以及其額定電壓和能量密度(以瓦時每千克，或Wh/Kg表示)。
表1. 常用可充電電池化學成分的能量密度 CELL TYPENOMINAL
表1. 常用可充電電池化學成分的能量密度
| CELL TYPE | NOMINAL VOLTAGE (V) | STORAGE DENSITY (Wh/kg) |
| Lead acid | 2.1 | 30 |
| Nickel cadmium (NiCd) | 1.2 | 40 to 60 |
| Nickel metal hydride (NiMH) | 1.2 | 60 to 80 |
| Circular lithium ion (Li+) | 3.6 | 90 to 100 |
| Prismatic lithium ion | 3.6 | 100 to 110 |
| Polymer lithium ion | 3.6 | 130 to 150 |
表2. 常用可充電電池化學成分的特性
| Attribute | Nickel Cadmium | Nickel Metal Hydride | Lithium Ion |
| Energy density | Low | Medium | High |
| Energy storage | Low | Medium | Medium |
| Cycle life | High | High | High |
| Cost | Low | Medium | High |
| Safety | High | High | Medium |
| Environment | Low | Medium | Medium |
若一次和二次電池都能達到同樣目的，為什么不總是選擇二次電池呢?原因是二次電池有以下缺點：
實際中，所有二次電池能量都會因自放電較快的損失
二次電池使用前必需充電
電池充電
一個新的可充電電池或電池組(一個電池組中有幾個電池)不能保證已充滿電。事實上它們很可能已被完全放電。因此，首先要根據(jù)制造商提供的、與化學成分相關的指南，對電池/電池組充電。
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