鎳氫電池深度全面培訓

1、編輯: 王圖強 1 鎳氫電池基礎(chǔ)知識 編輯: 王圖強 2 l電池是什么電池是什么 l電池的分類電池的分類 l鎳氫電池之電化學反應(yīng)機理鎳氫電池之電化學反應(yīng)機理 l鎳氫電池之應(yīng)用領(lǐng)域鎳氫電池之應(yīng)用領(lǐng)域 lROHS指令指令 l幾個認證幾個認證 l鎳氫電池之結(jié)構(gòu)鎳氫電池之結(jié)構(gòu) l鎳氫電池之工藝流程鎳氫電池之工藝流程 l鎳氫電池之生產(chǎn)設(shè)備鎳氫電池之生產(chǎn)設(shè)備 l鎳氫電池主要材料鎳氫電池主要材料 l鎳氫電池之性能指標鎳氫電池之性能指標 l鎳氫電池過充過放電鎳氫電池過充過放電 l鎳氫電池充電控制鎳氫電池充電控制 l鎳氫電池組保護鎳氫電池組保護 l德飛電池之標識德飛電池之標識 l鎳氫個型號電池尺寸鎳氫個型號電池

2、尺寸 編輯: 王圖強 3 l什么是電池什么是電池 l是一種把化學能直接轉(zhuǎn)變成低壓直流電能的裝置是一種把化學能直接轉(zhuǎn)變成低壓直流電能的裝置 l電池的主要組成部分電池的主要組成部分 l電極（正負極）電極（正負極） l電解液電解液 l隔膜隔膜 l外殼外殼 編輯: 王圖強 4 種種 類類電壓電壓優(yōu)優(yōu) 點點缺缺 點點用用 途途 一次性鋅錳/一次 鋰電 1.5V/節(jié)自放電小，使用方便，價錢 便宜 不可充電循環(huán)使用，資源 浪費，電池更換麻 煩 民用，玩具，燈具等 鉛酸蓄電池2.0V體 系 廉價、大功率放電、浮充性 能好、低溫放電性好 污染環(huán)境、比容量和比能 量小、不便攜帶 汽車、摩托車充電電瓶及UPS后備電

3、源 鎳鎘充電電池1.2V/ 節(jié) 大功率放電穩(wěn)定、價格比較 便宜 污染環(huán)境、對人體有害、 具有記憶效應(yīng)、比 容量低于鎳氫電池 電動工具及少數(shù)電動玩具、隨身聽 鎳氫充電電池1.2V/ 節(jié) 比容量高、高低溫性能好、 無記憶效應(yīng)、大功率 放電好、無污染、安 全性高 比能量低于鋰離子電池， 價格高于鎳鎘電池 電動工具、電動玩具、電動自行車、 電動滑板、無繩電話、隨身聽、 后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源 鋰離子電池3.7V/ 節(jié) 比能量高、小巧、重量輕、 無污染、無記憶效應(yīng) 安全性能差、大功率放電 較差、價格貴 電動工具、電動玩具、電動自行車、 電動滑板、無繩電話、隨身聽、 后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源 鋰

4、聚合物電池3.7V/ 節(jié) 安全性能好、比能量高、可 做成任意形狀、無污 染、無記憶效應(yīng) 大功率放電較差、技術(shù)不 夠成熟、價格貴 電動工具、電動玩具、電動自行車、 電動滑板、無繩電話、隨身聽、 后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源 編輯: 王圖強 5 l鎳氫電池是指Ni（OH）2為正極、儲 氫合金粉為負極的二次電池。 l正極采用鎳氫氧化合物Ni（OH）2 l負極采用儲氫合金粉 l電解質(zhì)為溶解有KOH、LiOH、NaOH 等堿性無機溶液。 l隔膜為PE、PP或尼龍 編輯: 王圖強 6 編輯: 王圖強 7 l高能量密度 l可快速充放 l大電流放電特性 l長循環(huán)壽命 l電化學特性穩(wěn)定 l無污染，環(huán)保 l無記憶

5、效應(yīng) 編輯: 王圖強 8 l動力電池系列 l個人護理系列 l燈具系列 l無繩電話系列 l儀表 l民用電池系列 l醫(yī)療器械 編輯: 王圖強 9 l電工工具 l吸塵器 l園林工具 編輯: 王圖強 10 l航模 l電動自行車 l電動汽車 編輯: 王圖強 11 l電推剪 l剃須刀 編輯: 王圖強 12 l礦燈 l應(yīng)急燈 l網(wǎng)標燈 編輯: 王圖強 13 l手電筒 l草坪燈 編輯: 王圖強 14 l無繩電話 l民用高容量 l民用低自放電 l高低溫電池 編輯: 王圖強 15 l名詞解釋 RoHS是由歐盟立法制定的一項強制性標準，它 的全稱是關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用 某些有害成分的指令(Restricti

6、on of Hazardous Substances)。該標準已于2006年7月 1日開始正式實施，主要用于規(guī)范電子電氣產(chǎn) 品的材料及工藝標準，使之更加有利于人體 健康及環(huán)境保護。該標準的目的在于消除電 機電子產(chǎn)品中的鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴 聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚共6項物質(zhì)，并重點規(guī)定了 鉛的含量不能超過0.1%。 編輯: 王圖強 16 l重金屬重金屬: lLead鉛; (鉛酸電池含有) lMercury汞; lCadmium鎘; (鎳鎘電池) lChromium (VI)六價鉻. l某些溴化阻燃劑：某些溴化阻燃劑： lPolybrominated biphenyls (PBBs); l多溴聯(lián)苯

7、lPolybrominated diphenyl ethers (PBDEs). l多溴聯(lián)苯醚 l最高限量指標是：最高限量指標是： l鎘：鎘：0.01%（100 ppm); l鉛、汞、六價鉻，多溴聯(lián)苯，多溴聯(lián)苯醚：鉛、汞、六價鉻，多溴聯(lián)苯，多溴聯(lián)苯醚：0.1% (1000 ppm). 編輯: 王圖強 17 l歐盟CE認證 l美國UL認證 l中國3C認證 編輯: 王圖強 18 l“CE”標志是一種標志是一種安全認證安全認證標志，被視標志，被視 為制造商打開并進入為制造商打開并進入歐洲歐洲市場的護照。市場的護照。 CE代表歐洲統(tǒng)一（代表歐洲統(tǒng)一（CONFORMITE EUROPEENNE）。凡是貼

8、有）。凡是貼有“CE”標標 志的產(chǎn)品就可在歐盟各成員國內(nèi)銷售，志的產(chǎn)品就可在歐盟各成員國內(nèi)銷售， 無須符合每個成員國的要求，從而實現(xiàn)無須符合每個成員國的要求，從而實現(xiàn) 了商品在歐盟成員國范圍內(nèi)的自由流通。了商品在歐盟成員國范圍內(nèi)的自由流通。 編輯: 王圖強 19 UL是是美國美國保險商試驗所（保險商試驗所（Underwriter Laboratories Inc.）的簡寫。）的簡寫。UL安全試驗所安全試驗所 是美國最有權(quán)威的，也是世界上從事安全試是美國最有權(quán)威的，也是世界上從事安全試 驗和鑒定的較大的民間機構(gòu)。驗和鑒定的較大的民間機構(gòu)。 它是一個獨立它是一個獨立 的、非營利的、為公共安全做試驗

9、的專業(yè)機的、非營利的、為公共安全做試驗的專業(yè)機 構(gòu)。它采用科學的測試方法來研究確定各種構(gòu)。它采用科學的測試方法來研究確定各種 材料、裝置、產(chǎn)品、設(shè)備、建筑等對生命、材料、裝置、產(chǎn)品、設(shè)備、建筑等對生命、 財產(chǎn)有無危害和危害的程度；確定、編寫、財產(chǎn)有無危害和危害的程度；確定、編寫、 發(fā)行相應(yīng)的標準和有助于減少及防止造成生發(fā)行相應(yīng)的標準和有助于減少及防止造成生 命財產(chǎn)受到損失的資料，同時開展實情調(diào)研命財產(chǎn)受到損失的資料，同時開展實情調(diào)研 業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)。 編輯: 王圖強 20 所謂3C認證，就是中國強制性產(chǎn)品認證制 度，英文名稱China Compulsory Certification，英文縮寫CC

10、C。 需要注意的是，3C標志并不是質(zhì)量標志， 而只是一種最基礎(chǔ)的安全認證。 編輯: 王圖強 21 l正極 活性物質(zhì)（Ni（OH）2) 導電劑、溶劑、粘結(jié)劑、基體 l負極 活性物質(zhì)（儲氫合金粉) 粘合劑、溶劑、導電劑、基體 l隔膜（PP+PE） l電解液（KOH+LiOH + NaOH) l外殼五金件（鋼殼、蓋帽、極耳） 編輯: 王圖強 22 編輯: 王圖強 23 正極基體：發(fā)泡鎳（約1.6-1.7mm厚)，或沖孔鍍鎳鋼帶（0.06-0.08mm厚） 正極物質(zhì)：球鎳+亞鈷+PTFE 正極集流體：鎳帶（約0.1mm厚） 焊點：（約48個) 編輯: 王圖強 24 負極基體：銅網(wǎng)、鋼網(wǎng)（約0.220.

11、32mm厚) 鋼帶（約0.040.08mm厚) 負極物質(zhì)：MH+HPMC+TEN+SBR 編輯: 王圖強 25 l材質(zhì)：維尼綸或者 PP（聚丙烯）或者 尼龍 l厚度：一般為0.100.18mm 編輯: 王圖強 26 l性質(zhì)： 無色透明液體，具有較強腐蝕性。 l應(yīng)用： 主要用于可充電鎳氫電池的電解液。 l規(guī)格： 溶質(zhì)組成 KOH:LiOH:NaOH =40:1:3 （重量比） 溶劑組成 ：水 OH-濃度 7mol/l l質(zhì)量指標： 密度（25）g/cm3 1. 30.03 電導率（25） 10.40.5 mscm 編輯: 王圖強 27 配料 卷繞 封口 包裝 上粉或拉漿切小片 化成注液 裁大片

12、編輯: 王圖強 28 正極干粉處理 正極混干粉 配P粘結(jié)劑 加入導電劑 加入合金粉 負極攪拌 正極上粉 負極拉漿 正極負極 編輯: 王圖強 29 送 帶 上 粉 正極粉料 碾壓 裁小片 編輯: 王圖強 30 送 帶 上 漿 負極漿料 負極裁片 烘烤 碾壓 編輯: 王圖強 31 正極裁小片 正極浸膠 正極焊極耳 負極裁小片 負極稱重 正極貼膠紙 卷繞 卷繞 正極軟化 正極稱重 編輯: 王圖強 32 卷繞 滾槽 壓芯 注堿 正、負極片 配片 隔膜 隔膜裁剪 測短路 放面片、涂膠 圈蓋組合 焊蓋帽 壓蓋帽 封口 編輯: 王圖強 33 高溫烘烤 化成 高溫烘烤 半成品入庫 補充電 分容 測電壓 抽測內(nèi)

13、阻 預(yù)充電 編輯: 王圖強 34 挑外觀 測內(nèi)阻 測電壓 客戶 裝盒、包裝 單體包裝 編輯: 王圖強 35 單體電池包裝 點焊連接片 打膠水 客戶 組合套管收縮 點焊引出片 噴碼印字 裝盒裝箱 單體電池全檢電壓內(nèi)阻 編輯: 王圖強 36 l攪拌機 l拉漿機（上粉機） l裁切機 l輥壓機 l卷繞機 l點焊機 l注液機 l化成檢測柜 編輯: 王圖強 37 編輯: 王圖強 38 編輯: 王圖強 39 編輯: 王圖強 40 編輯: 王圖強 41 編輯: 王圖強 42 l常規(guī)性能： 容量 電壓 內(nèi)阻 l可靠性性能： 循環(huán)壽命 放電平臺 自放電 貯存性能 高低溫性能 l安全性能 過充 短路 過放 針刺 跌

14、落 振動 編輯: 王圖強 43 l電池在一定放電條件下所能給出的電量 稱為電池的容量，以符號C或It表示。常 用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah） 或毫安時（mAh）。 l電池的容量可以分為理論容量、額定容 量、實際容量。 lIEC容量測試方法 編輯: 王圖強 44 l放電：0.2C1.0V/cell l充電：0.1C16hrs l擱置：1-4hrs l放電：0.2C1.0V/cell l環(huán)境溫度：205 編輯: 王圖強 45 l理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計 算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電 池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì) 量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/k

15、g （mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。 l實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電 量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位 為 Ah或者mAh，其值小于理論容量。 l額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門 頒布的標準，保證電池在一定的放電條件下應(yīng) 該放出的最低限度的容量。 編輯: 王圖強 46 l 開路電壓 電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池 的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負極電 極電勢之差。 l 工作電壓 工作電壓指電池接通負載后在放電過程中顯示的 電壓，又稱放電電壓，見放電曲線。在電池放電初始 的工作電壓稱為初始電壓。 電池在接通負載后，由于歐姆電阻和極化過

16、電位 的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。 l 充電電壓 充電電壓指電池在充電時電池兩端的電位差，見 充電曲線。 編輯: 王圖強 47 VVmax-V1 一般情況，V取5mV或10mV V V1 Vmax 編輯: 王圖強 48 由圖看出，在較高電流充電后期必然出現(xiàn)充電電壓下由圖看出，在較高電流充電后期必然出現(xiàn)充電電壓下 降和溫度上升的現(xiàn)象，由此可以作為快速充電的控制降和溫度上升的現(xiàn)象，由此可以作為快速充電的控制 方法，即用方法，即用V和和t控制；電流越大，充電電壓越高控制；電流越大，充電電壓越高. 編輯: 王圖強 49 由圖看出，環(huán)境溫度越高，充電電壓越低由圖看出，環(huán)境溫度越高，充電電壓越低.

17、 編輯: 王圖強 50 l電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低， 此阻力稱為電池的內(nèi)阻。 l電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時間不斷變化， 因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地 改變。 l電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括 電化學極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時 的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時端電壓 高于電動勢和開路電壓。 l歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而 增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而 線性增大。 編輯: 王圖強 51 l電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行， 直到容量衰減為初始容量的60%，此時 循環(huán)次數(shù)即為該

18、電池之循環(huán)壽命 l循環(huán)壽命與電池充放電制度有關(guān) lIEC壽命測試標準 l實達內(nèi)部壽命測試標準 l鎳氫電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達 300-500次（行業(yè)標準），最高可達800- 1000次。 編輯: 王圖強 52 l放電：0.2C1.0V/Cell l擱置：20min l1充電：1C72min或-V=10mV/Cell l2擱置：30min l3放電：1C1.0V/Cell l4擱置：2min l循環(huán)：從1 到4循環(huán)500次 l結(jié)束 編輯: 王圖強 53 Cycle No. ChargeRestDischarge 10.1C 16hrsNone0.25C 2hrs 20mins 2480.

19、25C 3hrs 10minsNone0.25C 2hrs 20mins 490.25C 3hrs 10minsNone0.25C to 1.0V/cell 500.1C 16hrs14hrs0.2C to 1.0V/cell Cycle 1 to 50 shall be repeated until the discharge duration on any 50th cycle becomes less than 3hrs 編輯: 王圖強 54 l鎳氫電池完全充電后，放電至1.2V時的 容量記為C1，放電至1.0V時的容量記為 C0，C1/C0稱為該電池之放電平臺 l行業(yè)標準1C放電平臺為

20、70%以上，我們 現(xiàn)在可以作到83%-85% l放電平臺對電池使用效果影響最大，關(guān) 系到用戶實際使用效果或使用時間的長 短 編輯: 王圖強 55 編輯: 王圖強 56 編輯: 王圖強 57 編輯: 王圖強 58 NiMH電池在電池在20條件下的放電性能最佳。由于低條件下的放電性能最佳。由于低 溫下溫下(0以下以下)MH的活性低和高溫時的活性低和高溫時(40以上以上)MH易易 于分解析出于分解析出H2，致使電池的放電容量明顯下降，甚，致使電池的放電容量明顯下降，甚 至不能工作。至不能工作。 編輯: 王圖強 59 l電池完全充電后，放置一個月。然后用 1C放電至1.0V，其容量記為C2；電池初 始

21、容量記為C0；1-C2/C0即為該電池之月 自放電率 l國際IEC標準鎳氫電池月自放電率為 40%，行業(yè)標準為30，我們可以做到 20%以內(nèi)（IEC荷電保持率測試） l電池自放電與電池的放置性能有關(guān)，其 大小和電池內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān) 編輯: 王圖強 60 l在環(huán)境溫度202下，0.2C放電至 1.0V/Cell，0.1C充16小時，開路擱置28 天后，再以0.2C放電至1.0V，要求放電 時間 不小于180min（額定容量的60以 上） 編輯: 王圖強 61 l記憶效應(yīng)是針對鎳鎘電池而言的，由于傳統(tǒng)工藝中負 極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完 全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚

22、集成塊而使電 池放電時形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平 臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點，盡管電池本 身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的 放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次 使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)， 使電池的容量變得更低。 l要消除這種效應(yīng)，有兩種方法，一是采用小電流深度放電 （如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。 l鎳氫電池無記憶效應(yīng)。 編輯: 王圖強 62 過充電（即充電末期）時，兩極上的反應(yīng)為：過充電（即充電末期）時，兩極上的反應(yīng)為： 氧化鎳電極上（正極）：氧化鎳電極上（正極）： 4OH- 4e 2H2O十十O2

23、 貯氫電極上（負極）：貯氫電極上（負極）： 2H2O+O2+4e 4OH- 電池過充電時的總反應(yīng)：電池過充電時的總反應(yīng)：0 Ni/MH電池的電容量一般均按電池的電容量一般均按正極容量正極容量限制設(shè)計，因此電限制設(shè)計，因此電 池負極的容量應(yīng)超過正極容量，正負極的容量比例可以達池負極的容量應(yīng)超過正極容量，正負極的容量比例可以達 到到1:1.2，甚至更高。這樣在充電末期，正極產(chǎn)生的氧氣可，甚至更高。這樣在充電末期，正極產(chǎn)生的氧氣可 以通過隔膜在負極表面還原成以通過隔膜在負極表面還原成H2O和和OH-回到電解液中，回到電解液中， 從而避免或減輕了電池內(nèi)部壓力積累升高的現(xiàn)象，保持了從而避免或減輕了電池內(nèi)

24、部壓力積累升高的現(xiàn)象，保持了 電池內(nèi)壓的恒定，同時又使電解液濃度不致發(fā)生巨大變化。電池內(nèi)壓的恒定，同時又使電解液濃度不致發(fā)生巨大變化。 為了防止充電過程后期電池內(nèi)壓過高，電池中裝有防爆裝置。為了防止充電過程后期電池內(nèi)壓過高，電池中裝有防爆裝置。 編輯: 王圖強 63 雖然過放電時，電池總反應(yīng)的凈結(jié)果為零，但要出現(xiàn)反雖然過放電時，電池總反應(yīng)的凈結(jié)果為零，但要出現(xiàn)反 極現(xiàn)象。由于在正極上產(chǎn)生的氫氣會在負極上新化合，極現(xiàn)象。由于在正極上產(chǎn)生的氫氣會在負極上新化合， 同樣也保持了體系的穩(wěn)定。另外，負極活性物質(zhì)氫以氫同樣也保持了體系的穩(wěn)定。另外，負極活性物質(zhì)氫以氫 原子態(tài)能以相當高的密度吸附于貯氫合金中

25、，在這樣的原子態(tài)能以相當高的密度吸附于貯氫合金中，在這樣的 電極上，吸放氫反應(yīng)能平穩(wěn)地進行，放電性能較鎘電極上，吸放氫反應(yīng)能平穩(wěn)地進行，放電性能較鎘-鎳鎳 電池而言得以提高。電池而言得以提高。 當電池過放電（即放電末期）時，電極反應(yīng)為：當電池過放電（即放電末期）時，電極反應(yīng)為： 氧化鎳氧化鎳電極電極（正極）上：（正極）上： 2H2O + 2e H2+2OH- 貯氫電極（負極）上：貯氫電極（負極）上： H2 + 2OH-2e 2H2O 電池過放電時的總反應(yīng)：電池過放電時的總反應(yīng)： 0 編輯: 王圖強 64 第一階段第一階段 當恒定電流剛充入放完當恒定電流剛充入放完 電的電池時，由于電池內(nèi)阻電的電

26、池時，由于電池內(nèi)阻 產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很 快上升（快上升（A A點）。此后，電池點）。此后，電池 開始接受電荷，電池電壓以開始接受電荷，電池電壓以 較低的速率持續(xù)上升。在這較低的速率持續(xù)上升。在這 個范圍內(nèi)（個范圍內(nèi)（ABAB之間），電化之間），電化 學反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧學反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧 氣，同時氧氣也以同樣的速氣，同時氧氣也以同樣的速 率與氫氣化合，因此，電池率與氫氣化合，因此，電池 內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很 低。低。 編輯: 王圖強 65 第二階段第二階段 經(jīng)過一定時間后（經(jīng)過一定時間后（C C點），點）， 電解液中開始產(chǎn)生氣

27、泡，電解液中開始產(chǎn)生氣泡， 這些氣泡聚集在極板表面，這些氣泡聚集在極板表面， 使極板的有效面積減小，使極板的有效面積減小， 所以電池的內(nèi)阻抗增加，所以電池的內(nèi)阻抗增加， 電池電壓開始較快上升。電池電壓開始較快上升。 這是接近充足電的信這是接近充足電的信 號。號。 編輯: 王圖強 66 第三階段第三階段 充足電后，充入電池的電流不是轉(zhuǎn)充足電后，充入電池的電流不是轉(zhuǎn) 換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生 氧氣。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的。氧氣。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的。 在氫氧化鉀和水組成的電解液中，氫氧在氫氧化鉀和水組成的電解液中，氫氧 離子變成氧、水和自由

28、電子，反應(yīng)式為離子變成氧、水和自由電子，反應(yīng)式為 4OHO2+2H2O+4e 雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負 極板表面的電解液中復合，但是電池的極板表面的電解液中復合，但是電池的 溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用 來產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高。來產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高。 由于從大量的氫氧離子中很容易分由于從大量的氫氧離子中很容易分 解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升， 這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓 曲線出現(xiàn)峰值（曲線出現(xiàn)峰值（D點）。點）

29、。 編輯: 王圖強 67 充電終止控制方法充電終止控制方法 充足電后，如果不及時停止快速充電，電池的充足電后，如果不及時停止快速充電，電池的 溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過大時，密溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過大時，密 封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散，造成電封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散，造成電 解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。 因此，為了既保證電池充足電，又不過充電，必須因此，為了既保證電池充足電，又不過充電，必須 控制充電的終點，一般采用控制充電的終點，一般采用定時控制定時控制，電壓控制電壓控制和和 溫度控制溫

30、度控制等多種方法。等多種方法。 編輯: 王圖強 68 電池的充電過程通常可分為電池的充電過程通?？煞譃轭A(yù)充電預(yù)充電、快速充電快速充電、補足補足 充電充電、涓流充電涓流充電四個階段。四個階段。 預(yù)充電預(yù)充電：對長期不用的或新電池充電時，一開始就采用快速：對長期不用的或新電池充電時，一開始就采用快速 充電，會影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充充電，會影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充 電，使其滿足一定的充電條件，這個階段稱為預(yù)充電。電，使其滿足一定的充電條件，這個階段稱為預(yù)充電。 快速充電快速充電：就是用大電流充電，迅速恢復電池電能?？焖俪洌壕褪怯么箅娏鞒潆姡杆倩謴碗姵仉娔?。

31、快速充 電速率一般在電速率一般在1C以上，快速充時間由電池容量和充電速率決以上，快速充時間由電池容量和充電速率決 定。定。 編輯: 王圖強 69 補足充電補足充電：采用某些快速充電止法時，快速充電終止后，：采用某些快速充電止法時，快速充電終止后， 電池并未充足電。為了保證充入電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補的電量，還應(yīng)加入補 足充電過程。補足充電速率一般不超過足充電過程。補足充電速率一般不超過0.3C。 涓流充電涓流充電：也稱為維護充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓：也稱為維護充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓 流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電流充電速率一般都很

32、低。只要電池接在充電器上并且充電 器接通電源，在維護充電狀態(tài)下，充器接通電源，在維護充電狀態(tài)下，充 電器將以某一充電速率給電池補充電荷，這樣可使電池總電器將以某一充電速率給電池補充電荷，這樣可使電池總 處于充足電狀態(tài)。處于充足電狀態(tài)。 編輯: 王圖強 70 定時控制定時控制 根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充 電時間。這種控制方法最簡單，但是由于電池的起始充電時間。這種控制方法最簡單，但是由于電池的起始充 電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過充電，電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過充電， 因此，只有充電速率小于因此，只有充

33、電速率小于0.3C時，才允許采用這種方時，才允許采用這種方 法。法。 充電終止控制方法充電終止控制方法 編輯: 王圖強 71 最高電壓（最高電壓（Vmax）： 從充電特性曲線可以看出，電池電壓達到最大值時，從充電特性曲線可以看出，電池電壓達到最大值時， 電池即充足電。充電過程中，當電池電壓達到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速電池即充足電。充電過程中，當電池電壓達到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速 充電。這種控制方法的缺點是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電充電。這種控制方法的缺點是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電 速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這速率而變，而且電池組中

34、各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這 種方法不可能非常準確地判斷電池已足充電。種方法不可能非常準確地判斷電池已足充電。 電壓負增量（電壓負增量（V）：由于電池電壓的負增量與電池組的絕對電壓無關(guān)，：由于電池電壓的負增量與電池組的絕對電壓無關(guān)， 而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準確地判斷電池而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準確地判斷電池 已充足電。這種控制方法的缺點是：電池電壓出現(xiàn)負增量后，電池已經(jīng)過已充足電。這種控制方法的缺點是：電池電壓出現(xiàn)負增量后，電池已經(jīng)過 充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較充電，因此電池的溫度較高。此

35、外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過較 長時間，才出現(xiàn)負增量，過充電較嚴重。長時間，才出現(xiàn)負增量，過充電較嚴重。 電壓零增量（電壓零增量（0V）： 鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負增量鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負增量 的時間過久而損壞電池，通常采用的時間過久而損壞電池，通常采用0V控制法。這種方法的缺點是：充足電控制法。這種方法的缺點是：充足電 以前，電池電壓在某一段時間內(nèi)可能變化很小，從而造成過早地停止快速以前，電池電壓在某一段時間內(nèi)可能變化很小，從而造成過早地停止快速 充電。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏充電。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏

36、0V檢測，當檢測，當 電池電壓略有降低時（一般約為電池電壓略有降低時（一般約為10mV），立即停止快速充電。），立即停止快速充電。 電壓控制電壓控制 編輯: 王圖強 72 溫度控制溫度控制 最高溫度（最高溫度（Tmax）： 充電過程中，通常當電池溫度達到充電過程中，通常當電池溫度達到45時，應(yīng)立即停時，應(yīng)立即停 止快速充電。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種止快速充電。電池的溫度可通過與電池裝在一起的熱敏電阻來檢測。這種 方法的缺點是熱敏電阻的響應(yīng)時間較長，溫度檢測有一定滯后，同時，電方法的缺點是熱敏電阻的響應(yīng)時間較長，溫度檢測有一定滯后，同時，電 池的最高工作溫度與環(huán)境溫度

37、有關(guān)。當環(huán)境溫度過低時，充足電后，電池池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關(guān)。當環(huán)境溫度過低時，充足電后，電池 的溫度也達不到的溫度也達不到45。 溫升（溫升（T）： 為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法。當電池的溫升達到為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法。當電池的溫升達到 規(guī)定值后，立即停止快速充電。為了實現(xiàn)溫升控制，必須用兩只熱敏電阻，規(guī)定值后，立即停止快速充電。為了實現(xiàn)溫升控制，必須用兩只熱敏電阻， 分別檢測電池溫度和環(huán)境溫度。分別檢測電池溫度和環(huán)境溫度。 溫度變化率（溫度變化率（T/t） ：鎳氫電池充足電后，電池溫度迅速上升，當電池：鎳氫電池充足電后，電池溫度迅速上升，當電池 溫度每分鐘上升溫度

38、每分鐘上升1時，應(yīng)當立即終止快速充電，這種充電控制方法，近年時，應(yīng)當立即終止快速充電，這種充電控制方法，近年 來被普遍采用。應(yīng)當說明，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的，來被普遍采用。應(yīng)當說明，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線性的， 因此，為了提高檢測精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。因此，為了提高檢測精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。 編輯: 王圖強 73 綜合控制綜合控制 上述各種控制方法各有優(yōu)缺點。為了上述各種控制方法各有優(yōu)缺點。為了 保證在任何情況下，均能準確可靠地控制保證在任何情況下，均能準確可靠地控制 電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通常電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通

39、常 采用包括定時控制、電壓控制和溫度控制采用包括定時控制、電壓控制和溫度控制 的綜合控制法。的綜合控制法。 編輯: 王圖強 74 PTCPTC熱敏電阻熱敏電阻- -也叫過流保護片也叫過流保護片Positive Temperature Coefficient l通過增大電阻來限制故障電流通過增大電阻來限制故障電流 l傳輸正常電流傳輸正常電流 120C (大約大約.) 電阻電阻 溫度溫度 PTC: 基本功能基本功能 編輯: 王圖強 75 TTm(居里溫度居里溫度) T Tm 寬敞的網(wǎng)絡(luò)寬敞的網(wǎng)絡(luò) 擴大的微晶限制了傳輸?shù)耐ǖ罃U大的微晶限制了傳輸?shù)耐ǖ?編輯: 王圖強 76 對溫度有反應(yīng)，溫度升高聚合

40、物膨脹，內(nèi)阻升高對溫度有反應(yīng)，溫度升高聚合物膨脹，內(nèi)阻升高. 由于過電流引起的由于過電流引起的PTC溫升溫升. 膨脹和轉(zhuǎn)換到高電阻狀態(tài)膨脹和轉(zhuǎn)換到高電阻狀態(tài). 穩(wěn)定的高電阻狀態(tài)持續(xù)到電流恢復到正常值時穩(wěn)定的高電阻狀態(tài)持續(xù)到電流恢復到正常值時. 編輯: 王圖強 77 電池中常用的有片狀和環(huán)狀兩種，片狀的直接串聯(lián)到電池組里面， 做連接片使用 ，環(huán)狀在圓形鋰電池蓋帽中起保護作用。 片狀片狀PTC PTC 環(huán)狀環(huán)狀PTC PTC 編輯: 王圖強 78 NTCNTC熱敏電阻熱敏電阻-Negative Temperature Coeff1Cient NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指