镍氢电池
镍氢电池是有氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,并且对环境无污染,无记忆效应。镍氢电池的缺点是价格镍镉电池要贵好多,性能比锂离子电池要差。
锂离子电池
以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。锂离子电池还是一种智能电池,它可以与专用原装智能充电器配合,达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。锂离子电池是目前性能最好的电池。与同样大小的镍镉电池、镍氢电池相比,电量储备最大,重量最轻、寿命最长、充电时间最短,无记忆效应。
可充电电池重要有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两种。目前使用的镍镉(NiCd)、镍氢(NiMH)和锂离子(Li-Ion)电池都是碱性电池。
镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH,负极板材料为吸氢合金。电解液通常用30%的KOH水溶液,并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。NiMH电池有圆柱形和方形两种。
NiMH电池具有较好的低温放电特性,即使在-20℃环境温度下,采用大电流(以1C放电速率)放电,放出的电量也能达到标称容量的85%以上。但是,NiMH电池在高温(+40℃以上)时,蓄电容量将下降5~10%。这种由于自放电(温度越高,自放电率越大)而引起的容量损失是可逆的,几次充放电循环就能恢复到最大容量。NiMH电池的开路电压为1.2V,与NiCd电池相同。
NiCd/NiMH电池的充电过程非常相似,都要求恒流充电。两者的差别重要在快速充电的终止检测方法上,以防止电池过充电。充电器对电池进行恒流充电,同时检测电池的电压和其它参数。当电池电压缓慢上升达到一个峰值,对NiMH电池快速充电终止,而NiCd电池则当电池电压第一次下降了一个-△V时终止快速充电。为防止损坏电池,电池温度过低时不能开始快速充电,电池温度Tmin低于10℃时,应转入涓流充电方式。而电池温度一旦达到规定数值后,必须立即停止充电。
镍镉电池
镍镉电池NiCd电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成,石墨不参加化学反应,其重要用途是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成,氧化铁粉的用途是使氧化镉粉有较高的扩散性,防止结块,并新增极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中,加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。与其它电池相比,NiCd电池的自放电率(即电池不使用时失去电荷的速率)适中。NiCd电池在使用过程中,假如放电不完全就又充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。比如,放出80%电量后再充足电,该电池只能放出80%的电量。这就是所谓的记忆效应。当然,几次完整的放电/充电循环将使NiCd电池恢复正常工作。由于NiCd电池的记忆效应,若未完全放电,应在充电前将每节电池放电至1V以下。
镍镉电池和镍氢电池的内在关系
镍氢电池和镍镉电池外形上相似,而且镍氢电池的正极与镍镉电池也基本相同,都是以氢氧化镍为正极,重要差别在于镍镉电池负极板采用的是镉活性物质,而镍氢电池是以高能贮氢合金为负极,因此镍氢电池具有更大的能量。同时镍氢电池在电化学特性方面与镍镉电池亦基本相似,故镍氢电池在使用时可完全替代镍镉电池,而不要对设备进行任何改造。
镍氢电池和锂离子电池的差别
1、体积
可充电锂离子电池由于它较普通镍镉/镍氢电池具有体积小(相对)、重量轻、自放电率低、无记忆效应的优点,广泛的被使用在很多新型移动设备中。我们平常使用的移动电话、笔记本电脑、PDA等移动设备的电池已逐步为锂离子电池所替代。镍氢电池的记忆效应不是很明显,有一点,要急用时,不一定要放光电后再充,平时使用是最好是放光后再充足。
2、电量
锂离子电池的比能量大,电池小巧;单个锂离子电池的电压是镍氢电池的3倍;没有记忆效应,可随用随充。但也不能用一下就充,这样充放电次数过多,就影响到电池的寿命。锂离子电池不宜长期贮存,时间久了会永久失去部分容量。最好是充电40%后,放在冰箱的冷藏箱内保存。
3、充电方法
锂离子电池的充电要求与镍镉/镍氢电池不同,可充电的锂离子电池单体电压为3.6V(有的电池块可能会标称3.7V)。随着电量的充满,锂离子电池电压会慢慢升高,这也是判断锂离子电池是否充满的标志,一般制造厂商推荐中止充电电压为4.2V(单节锂电电池的情况)。对锂离子电池的充电一般采用限压限流法,假如有朋友想要独立对锂离子电池充电,要注意它的充电方法与镍镉/镍氢电池所采用的恒流充电法不同,不能使用普通充镍镉/镍氢电池的充电器。