电池基础内容.ppt
电池类型,电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能的装置。最早的电池我们可以追溯到两百年以前意大利物理学家伏打发明的伏打电池，它使人们第一次获得了比较稳定而持续的电流,具有划时代的意义。在伏打电池原理和研发精神的指引下，人们通过不断努力，开发了一代又一代的新型电池，从人们普遍使用的干电池到新型的太阳能电池、锂聚合物电池（Li-polymer）和燃料电池等等，不仅在电池容量、体积、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在这些新型电池的研发过程中，渗透着人们强烈的绿色环保意识，电池的开发、发展正以绿色环保作为重要的指导精神。,电池分类,在化学电池中，根据能否用充电方式恢复电池存储电能的特性，可以分为一次电池（也称原电池）和二次电池（又名蓄电池，俗称可充电电池，可以多次重复使用）两大类。一次电池：又可分为普通锌锰（中性锌锰）、碱性锌锰、锌汞、锌空、镁锰和锌银六个系列。二次电池：主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池和密封铅酸蓄电池等类型。常用的电池类型有：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池、锂聚合物电池、燃料电池以及密封铅酸蓄电池等。,镍镉电池,镍镉电池（Ni-Cd，Nickel-Cadmiun Batteries）：镍镉电池是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的电池种类，它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，会出现严重的“记忆效应”，使得服务寿命大大缩短。此外，镉是有毒的，因而镍镉电池不利于生态环境的保护。众多的缺点使得镍镉电池已基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。,镍氢电池,镍氢电池（Ni-MH Batteries）：镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品，它是目前最环保的电池，不再使用有毒的镉，可以消除重金属元素对环境带来的污染问题。镍氢电池具有较大的能量密度比，使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间。同时镍氢电池在电学特性方面与镍镉电池亦基本相似，在实际应用时完全可以替代镍镉电池。镍氢电池另一个优点是：大大减小了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池可以更方便地使用。,锂离子电池,锂离子电池（Li-ion，Lithium Ion Battery）：锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，因而得到了普遍应用现在的许多数码设备都采用了锂离子电池作电源，尽管其价格相对来说比较昂贵。锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.52倍，而且具有很低的自放电率。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。另外请注意锂电池外部一般标有英文7.2V lithiumion battery（锂电池）或7.2V lithium secondary battery（锂二次电池）、7.2V lithiumion rechargeable battery（充电锂电池），所以一定要看清电池块外表的标志，防止因为没有看清电池类型而将镉镍、氢镍电池误认为锂电池。,锂离子电池,碱锰充电电池,碱锰充电电池：是在碱性锌锰电池的基础上发展起来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，故又称为无汞碱锰电池。这种电池在不改变原碱性电池放电特性的同时，又能充电使用几十次到几百次，比较经济实惠。,锂聚合物电池,锂聚合物电池（Li-polymer，又称高分子锂电池）：具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性和低成本等多种明显优势，是一种新型电池。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以达到的最小厚度可达0.5mm。,燃料电池,燃料电池：是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的“发电机”。电池工作时需要连续地供给活物质（起反应的物质）燃料和氧化剂，这又和其它普通化学电池不大一样。燃料电池的优点是能量转换效率高、可靠性高、工作时无噪声、无尘埃、无辐射，是一种清洁的能源。这种小型设备可以为手机、笔记本电脑、PDA 和其他一些便携设备提供能量，和目前所使用的锂离子电池相比，重量只相当于原有锂离子电池一半的燃料电池就可以提供约4倍的电池能量。不过这样的设备目前还处于试验当中，估计要到2004年才能大规模投产后才能进入市场。,铅酸蓄电池,铅酸蓄电池是蓄电池的一种，是电极主要由铅制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。一般分为开口型电池及阀控型电池两种。前者需要定期注酸维护，后者为免维护型蓄电池。按电池型号可分为小密、中密及大密。,铅酸蓄电池,电池的基本名词,电池容量 Ah电压 V电流 A比能量 Wh/KG Wh/L,电池容量,容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是“mAh”，中文名称是毫安时（在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为了方便起见，一般用“Ah”来表示，中文名是安时，1Ah=1000mAh）。若电池的额定容量是1300mAh，如果以0.1C（C为电池容量）即130mA的电流给电池放电，那么该电池可以持续工作10小时（1300mAh/130mA=10h）；如果放电电流为1300mA，那供电时间就只有1小时左右（实际工作时间因电池的实际容量的个别差异而有一些差别）。这是理想状态下的分析，实际工作时的电流不可能始终恒定在某一数值（以数码相机为例，工作电流会因为LCD显示屏、闪光灯等部件的开启或关闭而发生较大的变化），因而电池能对某个设备的供电时间只能是个大约值，而这个值也只有通过实际操作经验来估计。返回,电压,当电池正常工作时所提供的电压，以V为单位。一般都低于电池的额定电压。随着时间的增加工作中的电池电压会逐渐降低。返回,电流,当电池正常工作时所提供的电流，以I为单位。一般都低于电池的额定电流。随着时间的增加工作中的电池电流会逐渐减小。返回,比能量,比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。返回,铅酸蓄电池大事记,1860年G.Plante（普兰特）铅箔反复充放电形成活性物质,以稀硫酸为电解质的铅酸蓄电池,这种方法做成的极板叫:形成式极板。寿命非常长，体积比能量和质量比能量都非常小。1873年直流发电机问世，铅酸蓄电池从此有了可靠的电源。1881年Sellon（赛龙）发明铅锑合金板栅。1881年Gladstone（格雷斯通）与Tribe（崔比）提出双硫理论，从此建立了公认的化学反应式。1883年：PbO2+Pb+2H2SO4-2PbSO4+2H2O,铅酸蓄电池大事记,1883年1886年Tudor（图多）和Lucas（卢卡斯）完成了方便的形成式极板制法（电解质中加服饰剂）。1910年Exide（伊聚德）公司推出胶管式正极板。1935年Haring（哈林）及Thomas（托马斯）发明铅钙合金板栅。1935年Sleyler（斯雷勒）发明玻璃丝管代替以前的硬胶管。1970年Deviff创造第一个凭液结构的阀控式蓄电池。1970年以来出现拉网式板栅。,铅酸蓄电池大事记,微空PE及PVC隔板。单体间的穿壁焊技术。铅钙合金的加铝加锡。,现阶段我国铅酸蓄电池的发展水平,干荷电与富液式免维护并存，部分产品与国际先进水平等同。摩托车电池干荷与免维护并存，部分产品与国际先进水平等同。固定型已经全部转化为免维护。,铁道用、牵引用、内燃机车、助力车用蓄电池均有进步，提高档次。胶体电池在固定型和助力车上得到应用。助力车电池取得高速发展，成为中国一种特色。,铅酸蓄电池按用途分类,起动型 牵引型 固定型 小型阀控式全密闭免维护铅酸蓄电池（小密）迷你型阀控铅酸蓄电池（小小型）,起动型,用于汽车，摩托车等起动。按特性可分为：1 干荷式电池（A）：也称即用型电池，市场称“水电瓶”。2 干荷免维护式电池：即一次性加酸，加水。上盖后，就不再打开补水。3 湿荷式电池（H）：使用时已加好酸，带电出厂，使用时不需加水可直接使用。4 全封闭免维护电池（MF）：属湿荷电池一种。目前国内起动型电池做得较好品牌（汽车）有统一、风帆（最大，达年成产10亿元）、骆驼等。5 胶体电解质电池（J）：在铅酸电池加入固化剂（SI）使电解液呈胶体状，常用的是硅胶。6 防酸式电池（已淘汰）。返回,牵引型,用于动力使用的电池，如：叉车，电动车，轮船等。1 管状正极牵引型电池：（叉车使用）正极为管状，可弯曲，较薄，可在短时间内放 出更大的电能。2 涂膏极板牵引型电池：(电动车、电动自行车、电动滑板车、电动轮椅车等）一般用铅锑镉（Pb-Sb-Cd）合金，铅钙锡（Pb-Ca-Sn）合金极板。3 干荷牵引型：（轮船使用）带较大危险，使用时加酸，电流大。,固定型,主要用于UPS生产，可分大，中，小密电池，国内较大的UPS生产商：广东华 瑞公司，张华荣。1 中密电池：容量大于65安时（65200AH）常见规格有12V：12V68AH，70AH，80AH，90AH，100AH，120AH，150AH，180AH，200AH，6V：6V68AH，。使用范围：安防系统，机房，银行，金融交易所，移动电子设备等。2 大密电池（2V系列）常见的有：2V50AH，100AH，150AH，200AH，300AH，500AH，800AH，1000AH，1500AH，3000AH，使用范围：电信和电力系统，程控系统，移动通信，应急电源系统等。一般最小用 24只电池串联，最多有做过108只电池串联。四。小型阀控式全密闭免维护铅酸蓄电池（小密），目前国内生产的小密有75%出口 常见规格有：6V1.3AH，2.2AH，3AH，4AH，6AH，7AH，8AH，10AH，12AH 12V1.3AH，。12AH，17AH，24AH，38AH，55AH，65AH 主要使用范围：应急灯系列，各类电灯具，电动玩具车，摄像机小型电子仪器，医疗设 备家庭使用如电脑等。,
