1515.基于BQ2057实现的单双节锂电池充电器的设计.doc

论文题目 基于BQ2057实现的单双节锂电池充电器的设计学生姓名 分校/学院 班 级 提交日期 2008 年 4月 基于BQ2057实现的单双节锂电池充电器的设计目 录前言 (3)第一章 电池的基本概述(4)1.1节 电池的定义与分类 (4)1.2节 电池的发展 (4)1.3节 电池之间性能比较 (5)1.4电池充电 (6)第二章 锂离子电池基本概述 (7)2.1节 锂电池定义 (7)2.2节 锂电池的性能 (7)2.3节 锂电池优点 (8)2.4节 锂电池充电原理 (8)第三章 基于BQ2057实现的单双节锂电池充电器的设计 (11)3.1节 器件封装及型号选择 (11)3.2节 充电状况流程 (11）3.3节 电池温度监测 (13)3.4节 充电状况教唆 (13)3.5节   范例充电器电路设计 (14)第四章 结 论 (15)参考文献 (16)致 谢(17)附件 (18)附录1：电池充电的名词解释 (18)基于BQ2057实现的单双节锂电池充电器的设计【摘要】：伴随着信息时代的到来，电子产品逐渐成为人们生活的一部分，而作为其能源储备的电池的发展也是日趋成熟。尤其是充电电池，已然成为人们选用电池时的首选。虽然锂离子电池在电池技术发展史上只有很短的历史，但是，随着其销售量的显著增长，锂离子电池已占领了可充电池领域的领先地位。锂离子电池活物质的重量很小，这使电池的比能量很高。因此，锂离子电池是小型轻量电子设备的理想电源。在本篇论文中，详细介绍了电池、充电电池，锂电池的基本概念，以及BQ2057芯片的特点、功能，并利用这些知识给出典型充电电路的设计方法。【关键词】： 锂电池、充电器、BQ2057Abstract : As the world into the information society development，electronics products have gradually become a part of people's lives. And as their energy reserves, the development of battery is the growing maturity. Especially rechargeable batteries, have become the first choose for people to choose the preferred battery. Lithium ion batteries in the history of the development of battery technology is only a short history , but, as sales of its significant growth, lithium ion batteries have occupied the field of rechargeable batteries in the forefront. As the Lithium-ion batteries substances little weight , This battery have high specific energy.In the title essay, a detailed study of the basic conception of the batteries, rechargeable batteries, lithium batteries. And the characteristics, functions of BQ2057 and using this knowledge to design the typical charging circuit. 【key words】: Lithium batteries , chargers , BQ2057前 言几十年来，电池界一直致力于安全、高能量、长循环寿命锂金属阳极电池的研究开发。 1990年以后，由于日本开发成功镍氢电池得到了人们的高度重视，应用量急速增加。但自1994年日本新力电池公司推出锂离子电池后，人们又开始认同锂电池，一些镍氢电池企业纷纷转产生产锂电池。一时间人们所热崇的镍氢电池似有被冷落的意思。 锂电池可分为锂离子电池和锂分子（高聚合物）电池两种。锂电池具有体积小，质量能和质量功率高、电压高、高安全性（固态）、环保性好和无污染性等优点。锂电池的能量密度（体积能和质量能）几乎是镍镉电池的1.53倍，也就是说在同样大小能量的情况下，锂电池的体积和质量可减小1/2左右。单元电池的平均电压为3.6V，相当于3个镍镉或镍氢电池串接起来的电压值。能减少电池组合体的数量，从而因单元电池电压差所造成的电池故障的概率可减少许多，也就是说大大延长了电池组合体的寿命。相对于镍镉电池和镍氢电池，充电时不用先进行放电（因锂电池无记忆性），给使用带来了极大的方便性，同时也节省了电能。锂电池还具备自放电低的优点在非使用状态下贮存，内部几乎不发生化学反应，相当稳定。锂电池的自放电率仅为5%10%。由于锂电池不含有镉、汞和铅等重金属，因此可以说是绿色的环保电池。然而，在开发锂电池过程中，也是经历了一些技术进步和不断完善的过程。首先，锂电池处于过充电状态时，钴系锂电池要将正极材料氧化锂钻分解成强还原剂氧化钴，要使锂在极板上形成树枝状的针尖状物质。此树枝状针尖状物质极易刺穿正极板间厚度仅数微米的隔离膜而造成短路。造成强还原剂和强氧化剂发生化学反应，从而急剧释放出大量能量，引起电池爆炸和引发火灾。为此人们将钴系改成锰系，有效解决了上述问题。其次是选择特殊的隔离膜材料，使之能在过充电电池温度上升到一定温度时熔融，起到保护作用。第三是加装安全阀，防止高温环境下电解液汽化，以避免压力升高造成意外。既然是充电电池，那就必须用充电器对锂电池进行充电。但是充电器的质量好坏又成为影响充电电池质量好坏的一个重要环节。由此引进了电池充电管理电路的概念。充电管理电路在对锂电池进行充电时，是一个复杂的过程，既要保证锂电池能够充满，又要保证锂电池的性能，最重要的是要保证锂电池不能过充。如果锂电池在充电过程中充电电流过大，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。第一章 电池的基本概述11节 电池的定义与分类电池:指通过正负极之间的反应将化学能转化为电能的装置。在现代技术中电池的更精确定义为：能够产生电能的便携、独立化学系统。电池的分类方法有很多，按使用次数可以分为一次电池和二次电池。一次电池，指无法进行充电，仅能放电的电池，但一次电池容量一般大于同等规格充电电池，如锌锰、碱性干电池，锂扣电池，锂亚电池等。又叫不可充电电池或原电池，从电池单向化学反应中产生电能。原电池放电导致电池化学成分永久和不可逆的改变。二次电池, 指可反复充电再循环的电池，目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。可在应用中放电，也可由充电器充电。所以，二次电池储存能量，而不是产生能量。没有电池能永久储存能量。电池不可避免要进行化学反应并缓慢退化，导致储存电量减少。电池容量与重量(或体积)之比称为电池的能量密度。高能量密度意味着在给定体积和重量的电池中可存储更多能量。一个新的可充电电池或电池组不能保证已充满电，事实上它们很可能已被完全放电。因此，要对电池/电池组进行充电。充电和放电电流(安培)通常用电池额定容量的倍数表示，叫做充电速率(C-rate)。例如，对于额定为1安时(Ah)的电池，C/10的放电电流等于1Ah/10 = 100mAh。电池的额定容量(Ah或mAh)是电池在特定的条件下完全放电所能储存(产生)的电能。因此，电池的总能量等于容量乘以电池电压，单位为瓦时。12节 电池的发展电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明，至1883年发明了氧化银电池，1888年实现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进入20世纪后，电池理论和技术处于一度停滞时期。但在第二次世界大战之后，电池技术又进入快速发展时期。20世纪70年代初期便实现了军用和民用。随后基于环保考虑，研究重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后，在20世纪80年代得到迅速发展。随着人们环保意识的日益增加，铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制，因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。锂离子电池自然成为有力的候选者之一。1990年前后发明了锂离子电池。1991年锂离子电池实现商品化。1995年发明了聚合物锂离子电池，1999年开始商品化。13节 充电电池之间的性能比较(1) 镍镉电池(Ni-Cd)镍镉电池是以镍的氧化物作为正极，氧化镉作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解质制成的电池，这种电池最早应用于手机、笔记本计算机等设备的电池种类，也常用于闪光灯及照相机的马达卷片器中。虽然价格相对较高，但由于它用完后可以充电再次使用，因此对于长期使用来说还是很经济的。这种电池具有良好的大电流放电特征、低温特性好等优点。镍镉电池最致命的缺点是：在充放电过程中如果处理失当会出现严重的“记忆效应”，使得电池寿命大大缩短。所谓“记忆效应”是指在电池充电前，电池里的电量没有完全放尽，久而久之引起的电池容量的降低。当然，我们可以掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”，但是，一般来说充电次数为300次700次的镍镉电池，在充放电达500次后电池容量就会下降约20%，另外，该电池内阻很小。除此之外，镍镉电池中的镉是有毒的重金属，不利于生态环境的保护。(2) 镍氢电池(Ni-Mh) 镍氢电池是以镍氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解液制成的电池。这种电池是早期镍镉电池的替代产品，相对于镍镉电池来说，镍氢电池具有更加引人注目的优势。它大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池的使用更加方便，循环使用寿命更加长久（可达1000次）。此外，镍氢电池还具有电容量高、放电深度大、耐过充和过度放电、充电时间短等明显的优点。最重要的是镍氢电池不再使用有毒的重金属作为材料，可以消除其对环境的污染。同时，在电学特性方面与镍镉电池基本相似，在实际应用中完全可以替代镍镉电池而不需要对相机进行任何的改造。(3) 锂离子电池(Li-Ion) 现在许多数码相机都采用了锂离子电池作为电源。它是用嵌入锂的化合物作正极，碳素材料作负极，用锂盐非水有机溶剂为电解质制成的电池。锂离子电池价格比较高，但它具有重量轻，容量大、能量密度大的优点，与镍氢电池相比，锂离子电池轻30%40%，能量比却高出60%，正因为如此，锂离子电池的生产和销售正逐渐超过镍氢电池了。此外，锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。下表（表1-1）为三种充电电池之间的性能比较：技术参数镉镍蓄电池氢镍蓄电池锂离子蓄电池工作电压（v）1.21.23.6质量比能量（vh/kg）5065105-140体积比能量（wh/1）150200300充放电寿命（次）5005001000自放电率（wh/1）25-3030-356-9有无记忆效应（次）有有无有无污染（%/月）有无无注:充电速率均为1C。表1-1备注：1镍氢电池：目前最高容量是2100mAh左右。2锂离子电池：重量比镍氢电池轻30%40%，容量高出镍氢电池60%以上。但是不耐过充，如果过充会造成温度过高而破坏结构爆炸。3锂聚合物电池：锂电的改良型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种形状，比锂电池稳定。14电池充电一个新的可充电电池或电池组不能保证已充满电，事实上它们很可能已经被完全放电。因此，首先要根据制造商提供的、与化学成分相关的指南，对电池/电池组进行充电。 每次充电要根据电池化学成分按顺序施加电压和电流。因此，充电器和充电算法需满足不同电池化学成分的不同要求。电池充电常用术语包括：用于NiCd和NiMH电池的恒流(CC)，和用于锂离子和锂聚合物电池的恒流/恒压(CC/CV)。慢充电NiMH电池比较困难，这是与0.1C-0.3C范围C率有关的电压和温度分布不能提供足够精确充满电状态的指示。因此，慢充电器必须依靠定时器来指示何时充电周期应该结束。所以，为了使NiMH电池充满电，应该施加接近1C(或根据电池制造商标定的C率)的快速充电，同时监控电压(V)和温度(dT/dt)来确定何时充电应该结束。 第二章 锂离子电池基本概述2.1节 锂电池定义电池发展的主要动力来自便携设备(例如移动电话，膝上电脑，摄录像机和MP3播放器)的快速发展。电池正在变得更小、更轻，在单位体积内容纳更多能量。 锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了，但锂是一种高度活跃的金属，它使用时不太安全，经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况，后来就有了改进型的锂离子电池，加入了能抑制锂元素活跃的成份（比如钴、锰等等）从而使锂电真正达到了安全、高效、方便，而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们，从电池的标识上就能识别，锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在，笔记本和手机使用的所谓“锂电池”，其实都是锂离子电池。图31和图32是两种形状的锂离子电池构成图。 图31 图322.2节 锂电池的性能锂离子电池与多数可充电电池不同，一般可充电电池的负极是金属（以金属氧化物或金属氢氧化物形式溶解），而锂离子电池的负极是石墨或无定形碳的锂离子嵌入化合物。锂离子由正极材料提供，正极材料为锂化过渡金属氧化物，当增加过渡金属的价态时，锂化过渡金属氧化物能够释放其所含的锂。锂离子电池的重要特性之一是其正极电位高，负极电位低。正极和负极能够组成电压很高的电池单体。由于能量是电压和容量的乘积，因此锂离子电池的能量密度也非常高。而且，锂离子电池活物质的重量很小，这使电池的比能量很高。因此，锂离子电池是小型轻量电子设备的理想电源。2.3节 锂电池优点1. 工作电压高单体电池的工作电压高达3.6-3.8V。2. 比能量大。目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L（2倍于Nl-Cd，1.5倍于Ni-MH）,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L。 3.循环寿命长。一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的使用期限 将倍增电器的竞争力。  4.安全性能好。无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。 5.自放电小     室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右，大大低于NiCd的25-30%，NiMH的30-35%。  2.4节 锂电池充电原理 锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合锂离子的移动产生了电流。 化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。 虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。 过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。 不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。 锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、温度、ID 、充电状态、放电次数等数值这些数值在使用中会逐渐变化。我个人认为，使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。 充电控制芯片主要控制电池的充电过程锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快充阶段和恒压电流递减阶段电池指示灯呈绿色闪烁恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ，而最终完成充电。第三章 基于BQ2057实现的单双节锂电池充电器的设计BQ2057系列是美国TI公司生产的先进锂电池充电管理芯片，BQ2057系列芯片适宜单节(4.1V或4.2V)或双节(8.2V或8.4V)锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol)电池的充电须要，同时依据不同的利用供应了MSOP、TSSOP和SOIC的可选封装情势，利用该芯片设计的充电器外围电路及其简略，非常适宜便携式电子产品的紧凑设计须要。BQ2057可以动态补偿锂电池组的内阻以减少充电光阴，带有可选的电池温度监测，利用电池组温度传感器连续检测电池温度，当电池温度越过设定领域时BQ2057关闭对电池充电。内部集成的恒压恒流器带有高/低边电流感测和可编程充电电流，充电状况识别可由输出的LED教唆灯或与主控器接口实现，具有主动重新充电、最小电流终止充电、低功耗睡眠等特性。 3.1 器件封装及型号选择        BQ2057系列充电芯片为满足设计须要，供应了多种可选封装及型号，其封装情势如图21所示，有MSOP、TSSOP和SOIC三种封装情势。其型号有BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W四种，分辨适宜4.1V、4.2V、8.2V和8.4V的充电须要。        元件型号充电电压 BQ2057 4.1V BQ2057C 4.2V BQ2057T 8.2V BQ2057W 8.4V     BQ2057的引脚功能描述如下： VCC (引脚1):工作电源输入； TS (引脚2):温度感测输入，用于检测电池组的温度； STAT(引脚3):充电状况输出，包含:充电中、充电完成和温度故障三个状况； VSS (引脚4):工作电源地输入； CC (引脚5):充电节制输出； COMP(引脚6):充电速率补偿输入； SNS (引脚7):充电电流感测输入； BAT (引脚8):锂电池电压输入；  3.2 充电状况流程     BQ2057的充电状况流程如图23所示，其充电曲线如图22所示，BQ2057的充电分为三个阶段：预充状况、恒流充电和恒压充电阶段。 3.2.1预充状况。预充阶段在安装好电池并加上电源后，BQ2057首先检查工作电压VCC，当工作电压过低时充电器进入睡眠模式，若工作电压正常，则检查电池温度是否在设定领域，若不正常则进入温度故障模式，否则检测电池电压VBAT，当电池电压VBAT低于低压门限V(min)时，BQ2057以恒流IREG10的电流IPRE对电池预充电， 3.2.2 恒流充电。在完成对电池预充或电池电压VBAT低于恒压VREG时，BQ2057进入恒流充电状况，此时由外部的感测电阻RSNS上的压降监控充电电流，该电阻可采用高/低边的连接法子，在高边电流检测中RSNS接在VCC和SNS引脚间，在低边电流检测中RSNS接在VSS和SNS引脚间，如图24所示，通过SNS引脚获得充电电流的反馈，感测电阻由公式（1）打算：      其中IREG为预期的充电电流，VSNS可在BQ2057的电特性表中查得。 3.2.3 恒压充电。当充电电压达到恒压VREG时进入恒压充电状况。在全体工作温度和工作电压领域内，恒压精度高于±1%，BQ2057通过VBAT和VSS引脚监测电池组电压，当充电电流达到终止门限I(TERM)时结束充电，当电池电压低于重新充电门限电压V(RCH)时主动开端重新充电。BQ2057除了能实现标准的4.1V、4.2V、8.2V和8.4V电压充电外，还可以通过火压实现对非标准电压充电，其法子是用分压电阻实现的电池分压值作为BAT引脚的输入，如图24所示。  3.3 电池温度监测   BQ2057通过测量TS与VSS引脚间的电压实现对电池组温度的连续监测，常用热敏电阻作为温度传感器，并通过火压电阻实现，如图31所示。分压电阻的阻值可依据参数打算。BQ2057将该电压与内部的V(TS1)和V(TS2)门限电压比较以决议是否允许充电。由于外部分压及内部门限电压均以VCC为参考，保证了温度检测电路不受工作电源VCC的波动影响。当把TS引脚连到VCC或VSS时，可以制止BQ2057的充电功能。 3.4 充电状况教唆     BQ2057通过三态引脚STAT报告当前的充电状况：充电状况高电平、充电完成低电平、温度故障或睡眠状况高阻态。当将STAT引脚与单LED或双LED反接法子连接时，可实现充电状况的LED教唆，也可以将STAT口与仪器微节制器接口，微节制器通过识别STAT口的三种状况实现仪器的智能管理。 3.5范例充电器电路设计     利用BQ2057设计的充电器电路简略，可普遍利用于目前的便携式电子体系的电源管理，对于便携式电子产品的紧凑设计很有意义。采用BQ2057设计的锂电池充电电路可实现对1节或两节锂电池的充电，工作电源DC+依据充电锂电池组的电压选择，推荐工作电压4.5V18V，电池组的正端电压PACK+接BAT引脚，TS引脚检测电池组的热敏电阻NTC通过火压电阻后的分压值，以此断定温度是否正常，BQ2057可设计由PNP晶体管或P沟道MOSFET管充电，在选择时应满足功耗请求，采用PNP晶体管的充电电路参看图31，采用P沟道MOSFET管的充电电路参看图32。 第四章 结 论通过这几个月对锂电池以及BQ2057芯片的研究设计，基本实现了先进管理电路的基本功能。在我们所设计的便携式电子仪器中，选择了BQ2057W芯片设计仪器的7.2V锂离子电池组充电电路，该充电电路非常简单，整个充电过程及状态显示均由BQ2057单独实现，整个电源管理模块简单可靠。如果要进一步提高它的保护性能，也可以利用专用保护集成块来实现充放电保护功能。参考文献1魏维伟、李杰、先进的锂电池线性充电管理芯片BQ2057及其应用、北京理工大学机电工程学院2 吴宇平、戴晓兵、马军旗、程预江、锂离子电池应用与实践、2004年4月、化学工业出版社3 吴宇平、聚合物锂离子电池、2007年1月、化学工业出版社4王鸿麟、智能快速充电器设计与制作、1998年、北京: 科学出版社5 bq2057/C/W/T Advanced Li-Ion Linear Charge Management IC、2000、 Texas Instruments Incorporated 6 普析、 蒋 勇、2004年12月、21IC中国电子网、7 高荣山 、周东辉、2004年12月、国外电子元器件8 包莉娜、周翔、王匡、移动通信终端电源管理设计原理、浙江大学通信与网络教研室9 李景红、先进电池材料、2004年6月、化学工业出版社10 郑洪河、锂离子电池电解质、2007年1月、化学工业出版社11 陈军、陶占良、镍镉二次电池、2006年4月、化学工业出版社致 谢在本人此次毕业设计过程中，感谢蒋老师对我给予的悉心、耐心的指导，对于撰写论文给了我极大的帮助，为我的毕业设计提供了具有参考价值的学习资料并给予本设计内容上的宝贵意见。另外，其他老师和同学在设计过程中也为我提供了不少帮助。在此，谨向他们提供的帮助表示真挚的谢意。感谢我的实习单位的领导和同事对我的设计给予了极大的支持。仅以此文衷心的献给曾经帮助和关心过我的人。附录附录1：电池充电的名词解释A、充电率(C-rate) C是Capacity的第一个字母，用来表示电池充放电时电流的大小数值。例如：充电电池的额定容量为1100mAh时，即表示以1100mAh（1C）放电时间可持续1小时，如以200mA（0.2C）放电时间可持续5小时，充电也可按此对照计算。B、终止电压（Cut-off discharge voltage）指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。根据不同的电池类型及不同的放电条件，对电池的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电的终止电压也不相同。C、开路电压（Open circuit voltage OCV）电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。 电池的开路电压，会依电池正、负极与电解液的材料而异，如果电池正、负极的材料完全一样，那么不管电池的体积有多大，几何结构如何变化，起开路电压都一样的。D、放电深度（Depth of discharge DOD）在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，因此在使用时应尽量避免深度放电。 E、过放电（Over discharge）电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池内压升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少。F、过充电（Over charge） 电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生，电池的性能也会显著降低和损坏。 G、能量密度（Energy density） 电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，是镍氢电池的1.8倍，因此在电池容量相等的情况下，锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小，重量更轻。H、自我放电（Self discharge）电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原因，都会引起其电量损失的现象。若是以一个月为单位来计算的话，锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3%-5%。 I、充电循环寿命（Cycle life）充电电池在反复充放电使用下，电池容量回逐渐下降到初期容量的60-80%。 J、记忆效应（Memory effect）在电池充放电过程中，会在电池极板上产生许多小气泡，时间一久，这些气泡会减少电池极板的面积，也间接影响电池的容量