電池培訓(xùn)文檔：所有電池資料（全）
第一篇 大力將軍鎳鎘 橫刀立馬于此
鎳鎘電池工作原理
電池正極活性物質(zhì)為氫氧化鎳，負(fù)極活性物質(zhì)為氧化鎘粉，電解液為氫氧化鉀的水溶液。
正極反應(yīng)（陰極） 負(fù)極反應(yīng)（陽(yáng)極）
充電 Ni(OH)2 +OH- →NiOOH+H2O+e Cd(OH)2+2e→Cd+2OH-
過(guò)充電 4OH- -→2H2O + O2 + 4e 2Cd+O2+2H2O+4e→2Cd(OH)2
放電 NiOOH+H2O +e→Ni(OH)2+OH- Cd+2OH- →Cd(OH)2+2e
過(guò)放電 Cd(OH)2+2e→Cd+2OH- H2+2OH- →2H2O +2e
2H2O+2e→H2+2OH
總反應(yīng)式:
2Ni ( OH )2 + Cd ( OH )2 2 NiOOH + Cd + 2H2O ± Q
鎳鎘/鎳氫電池的發(fā)展
1899年，Waldmar Jungner在開口型鎳鎘電池中，首先使用了鎳極板，幾乎與此同時(shí)，Thomas Edison 發(fā)明了用于電動(dòng)車的鎳鐵電池。遺憾的是，由于當(dāng)時(shí)這些堿性蓄電池的極板材料比其它蓄電池的村料貴得多，因此實(shí)際應(yīng)用受到了極大的限制。
后來(lái)，Jungner的鎳鎘電池經(jīng)過(guò)幾次重要改進(jìn)，性能明顯改善。其中最重要的改進(jìn)是在1932年，科學(xué)家在鎳電池中開始使用了活性物質(zhì)。他們將活性物質(zhì)放入多孔的鎳極板中，然后再將鎳極板裝入金屬殼內(nèi)。鎳鎘電池發(fā)展史上另一個(gè)重要的里程碑是1947年密封型鎳鎘電池研制成功。在這種電池中，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的各種氣體不用排出，可以在電池內(nèi)部化合。密封鎳鎘電池的研制成功，使鎳鎘電池的應(yīng)用范圍大大增加。
密封鎳鎘電池效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、能量密度大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，并且不需要維護(hù)，因此在工業(yè)和消費(fèi)產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。
蓄電池參數(shù)
蓄電池的五個(gè)主要參數(shù)為：電池的容量、標(biāo)稱電壓、內(nèi)阻、放電終止電壓和充電終止電壓。電池的容量通常用Ah(安時(shí))表示，1Ah就是能在1A的電流下放電1小時(shí)。單元電池內(nèi)活性物質(zhì)的數(shù)量決定單元電池含有的電荷量，而活性物質(zhì)的含量則由電池使用的材料和體積決定，因此，通常電池體積越大，容量越高。與電池容量相關(guān)的一個(gè)參數(shù)是蓄電池的充電電流。蓄電池的充電電流通常用充電速率C表示，C為蓄電池的額定容量。例如，用2A電流對(duì)1Ah電池充電，充電速率就是2C；同樣地，用2A電流對(duì)500mAh電池充電，充電速率就是4C。
電池剛出廠時(shí)，正負(fù)極之間的電勢(shì)差稱為電池的標(biāo)稱電壓。標(biāo)稱電壓由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定。當(dāng)環(huán)境溫度、使用時(shí)間和工作狀態(tài)變化時(shí)，單元電池的輸出電壓略有變化，此外，電池的輸出電壓與電池的剩余電量也有一定關(guān)系。單元鎳鎘電池的標(biāo)稱電壓約為1.3V（但一般認(rèn)為是1.25V），單元鎳氫電池的標(biāo)稱電壓為1.25V。
電池的內(nèi)阻決定于極板的電阻和離子流的阻抗。在充放電過(guò)程中，極板的電阻是不變的，但是，離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電離子的增減而變化。
蓄電池充足電時(shí)，極板上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，蓄電池的電壓也不會(huì)上升，此時(shí)的電壓稱為充電終止電壓。鎳鎘電池的充電終止電壓為1.75~1.8V，鎳氫電池的充電終止電壓為1.5V。
表1-1 鎳鎘電池不同放電率時(shí)的放電終止電壓
放電率 放電終止電壓
8小時(shí)率 1.10V
5小時(shí)率 1.00V
3小時(shí)率 0.8V
1小時(shí)率 0.5V
放電終止電壓是指蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。如果電壓低于放電終止電壓后蓄電池繼續(xù)放電，電池兩端電壓會(huì)迅速下降，形成深度放電，這樣，極板上形成的生成物在正常充電時(shí)就不易再恢復(fù)，從而影響電池的壽命。放電終止電壓和放電率有關(guān)。鎳鎘電池的放電終止電壓和放電速率的關(guān)系如表1-1所列，鎳氫電池的放電終止電壓一般規(guī)定為1V。
鎳鎘蓄電池的工作原理
鎳鎘蓄電池的正極材料為氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物，負(fù)極材料為海綿狀鎘粉和氧化鎘粉，電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，使用密度為1.17～1.19（15℃時(shí)）的氫氧化鈉溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，使用密度為1.19～1.21（15℃時(shí)）的氫氧化鉀溶液。在-15℃以下時(shí)，使用密度為1.25~1.27（15℃時(shí)）的氫氧化鉀溶液。為兼顧低溫性能和荷電保持能力，密封鎳鎘蓄電池采用密度為1.40（15℃時(shí)）的氫氧化鉀溶液。為了增加蓄電池的容量和循環(huán)壽命，通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰（大約每升電解液加15~20g）。
鎳鎘蓄電池充電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸嚒睳iOOH〕，負(fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)榻饘冁k；鎳鎘電
池放電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸瘉嗘?，?fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸k。
1.放電過(guò)程中的電化學(xué)反應(yīng)
（1）負(fù)極反應(yīng)
負(fù)極上的鎘失去兩個(gè)電子后變成二價(jià)鎘離子Cd2+，然后立即與溶液中的兩個(gè)氫氧根離子OH-結(jié)合生成氫氧化鎘Cd(OH)2，沉積到負(fù)極板上。
（2）正極反應(yīng)
正極板上的活性物質(zhì)是氫氧化鎳（NiOOH）晶體。鎳為正三價(jià)離子（Ni3+），晶格中每?jī)蓚€(gè)鎳離子可從外電路獲得負(fù)極轉(zhuǎn)移出的兩個(gè)電子，生成兩個(gè)二價(jià)離子2Ni2+。與此同時(shí)，溶液中每?jī)蓚€(gè)水分子電離出的兩個(gè)氫離子進(jìn)入正極板，與晶格上的兩個(gè)氧負(fù)離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧根離子，然后與晶格上原有的兩個(gè)氫氧根離子一起，與兩個(gè)二價(jià)鎳離子生成兩個(gè)氫氧化亞鎳晶體。
2.充電過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)
充電時(shí)，將蓄電池的正、負(fù)極分別與充電機(jī)的正極和負(fù)極相連，電池內(nèi)部發(fā)生與放電時(shí)完全相反的電化學(xué)反應(yīng)，即負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。
（1）負(fù)極反應(yīng)
充電時(shí)負(fù)極板上的氫氧化鎘，先電離成鎘離子和氫氧根離子，然后鎘離子從外電路獲得電子，生成鎘原子附著在極板上，而氫氧根離子進(jìn)入溶液參與正極反應(yīng)。
(2) 正極反應(yīng)
在外電源的作用下，正極板上的氫氧化亞鎳晶格中，兩個(gè)二價(jià)鎳離子各失去一個(gè)電子生成三價(jià)鎳離子，同時(shí)，晶格中兩個(gè)氫氧根離子各釋放出一個(gè)氫離子，將氧負(fù)離子留在晶格上，釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合，生成水分子。然后，兩個(gè)三價(jià)鎳離子與兩個(gè)氧負(fù)離子和剩下的二個(gè)氫氧根離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧化鎳晶體。
蓄電池充電終了時(shí)，充電電流將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng)，在正、負(fù)極板上將分別有大量氧氣和氫氣析出。從上述電極反應(yīng)可以看出，氫摒化鈉或氫氧化鉀并不直接參與反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用。從電池反應(yīng)來(lái)看，充電過(guò)程中生成水分子，放電過(guò)程中消耗水分子，因此充、放電過(guò)程中電解液濃度變化很小，不能用密度計(jì)檢測(cè)充放電程度。
3. 端電壓
充足電后，立即斷開充電電路，鎳鎘蓄電池的電動(dòng)勢(shì)可達(dá)1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 鎳鎘蓄電池的端電壓隨充放電過(guò)程而變化，可用下式表示：
U充=E充+I充R內(nèi)
U放=E放-I放R內(nèi)
從上式可以看出，充電時(shí)，電池的端電壓比放電時(shí)高，而且充電電流越大，端電壓越高；放電電流越大，端電壓越低。
當(dāng)鎳鎘蓄電池以標(biāo)準(zhǔn)放電電流放電時(shí)，平均工作電壓為1.2V。采用8h率放電時(shí)，蓄電池的端電壓下降到1.1V后，電池即放完電。
4. 容量和影響容量的主要因素
蓄電池充足電后，在一定放電條件下，放至規(guī)定的終止電壓時(shí)，電池放出的總?cè)萘糠Q為電池的額定容量，容量Q用放電電流與放電時(shí)間的乘積來(lái)表示，表示式如下：
Q=I•t(Ah)
鎳鎘蓄電池容量與下列因素有關(guān)：
① 活性物質(zhì)的數(shù)量；
② 放電率；
③ 電解液。
放電電流直接影響放電終止電壓。在規(guī)定的放電終止電壓下，放電電流越大，蓄電池的容量越小。
使用不同成分的電解液，對(duì)蓄電池的容量和壽命有一定的影響。通常，在高溫環(huán)境下，為了提高電池容量，常在電解液中添加少量氫氧化鋰，組成混合溶液。實(shí)驗(yàn)證明：每升電解液中加入15~20g含水氫氧化鋰，在常溫下，容量可提高4%~5%，在40℃時(shí)，容量可提高20%。然而，電解液中鋰離子的含量過(guò)多，不僅使電解液的電阻增大，還會(huì)使殘留在正極板上的鋰離子（Li+）慢慢滲入晶格內(nèi)部，對(duì)正極的化學(xué)變化產(chǎn)生有害影響。
電解液的溫度對(duì)蓄電池的容量影響較大。這是因?yàn)殡S著電解液溫度升高，極板活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也逐步改善。 電解液中的有害雜質(zhì)越多，蓄電池的容量越小。主要的有害雜質(zhì)是碳酸鹽和硫酸鹽。它們能使電解液的電阻增大，并且低溫時(shí)容易結(jié)晶，堵塞極板微孔，使蓄電池容量顯著下降。此外，碳酸根離子還能與負(fù)極板作用，生成碳酸鎘附著在負(fù)極板表面上，從而引起導(dǎo)電不良，使蓄電池內(nèi)阻增大，容量下降。
5. 內(nèi)阻
鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻與電解液的導(dǎo)電率、極板結(jié)構(gòu)及其面積有關(guān)，而電解液的導(dǎo)電率又與密度和溫度有關(guān)。電池的內(nèi)阻主要由電解液的電阻決定。氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)隨密度而變。18℃時(shí)氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)最小。
6. 效率與壽命
在正常使用的條件下，鎳鎘電池的容量效率ηAh為67%-75%，電能效率ηWh為55%~65%，循環(huán)壽命約為2000次。
容量效率ηAh和電能效率ηWh計(jì)算公式如下：
I放•t放
ηAh= ---------- X 100％
I充•t充
U放•I放•t放
ηAh= --------------- X 100%
U充•I充•t
（U充和U放應(yīng)取平均電壓）
7. 記憶效應(yīng)
鎳鎘電池使用過(guò)程中，如果電量沒(méi)有全部放完就開始充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電量。比如，鎳鎘電池只放出80%的電量后就開始充電，充足電后，該電池也只能放出80%的電量，這種現(xiàn)象稱為記憶效應(yīng)。
電池全部放完電后，極板上的結(jié)晶體很小。電池部分放電后，氫氧化亞鎳沒(méi)有完全變?yōu)闅溲趸?，剩余的氫氧化亞鎳將結(jié)合在一起，形成較大的結(jié)晶體。結(jié)晶體變大是鎳鎘電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)的主要原因。
鎳氫電池的工作原理
鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比，容量增加一倍，充放電循環(huán)壽命也較長(zhǎng)，并且無(wú)記憶效應(yīng)。鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為NiOOH（放電時(shí)）和Ni(OH)2(充電時(shí))，負(fù)極板的活性物質(zhì)為H2（放電時(shí)）和H2O（充電時(shí)），電解液采用30%的氫氧化鉀溶液，充電時(shí)，負(fù)極析出氫氣，貯存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳（NiOOH）和H2O；放電時(shí)氫氣在負(fù)極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。蓄電池過(guò)量充電時(shí)，正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。由于有催化劑的氫電極面積大，而且氫氣能夠隨時(shí)擴(kuò)散到氫電極表面，因此，氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內(nèi)部再化合生成水，使容器內(nèi)的氣體壓力保持不變，這種再化合的速率很快，可以使蓄電池內(nèi)部氧氣的濃度，不超過(guò)千分之幾。
從以上各反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池的反應(yīng)與鎳鎘電池相似，只是負(fù)極充放電過(guò)程中生成物不同，從后兩個(gè)反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池也可以做成密封型結(jié)構(gòu)。鎳氫電池的電解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔維尼綸無(wú)紡布或尼龍無(wú)紡布等。為了防止充電過(guò)程后期電池內(nèi)壓過(guò)高，電池中裝有防爆裝置。
電池充電特性
當(dāng)恒定電流剛充入放完電的電池時(shí)，由于電池內(nèi)阻產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很快上升（A點(diǎn)）。此后，電池開始接受電荷，電池電壓以較低的速率持續(xù)上升。在這個(gè)范圍內(nèi)（AB之間），電化學(xué)反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧氣，同時(shí)氧氣也以同樣的速率與氫氣化合，因此，電池內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很低。電池充電過(guò)程中，產(chǎn)生的氧氣高于復(fù)合的氧氣時(shí)，電池內(nèi)壓力升高。電池內(nèi)的正常壓力*大約為1磅力/英寸2。
過(guò)充電時(shí)，根據(jù)充電速率，電池內(nèi)部壓力將很快上升到100磅力/英寸2或者更高。研究蓄電池的各種充電方法時(shí)，鎳鎘電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體是一個(gè)重要問(wèn)題。氣泡聚集在極板表面，將減小極板表面參與化學(xué)反應(yīng)的面積并且增加電池的內(nèi)阻。過(guò)充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體，如果不能很快復(fù)合，電池內(nèi)部的壓力就會(huì)顯著增加，這樣將損傷電池。此外，壓力過(guò)大時(shí)，密封電池將打開放氣孔，從而使電解液逸散。若電解液反復(fù)通過(guò)放氣孔逸散，電解液的粘稠性增大，極板間離子的傳輸變得困難，因此電池的內(nèi)阻增加，容量下降。
經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后（C點(diǎn)），電解液中開始產(chǎn)生氣泡，這些氣泡聚集在極板表面，使極板的有效面積減小，所以電池的內(nèi)阻抗增加，電池電壓開始較快上升。這是接近充足電的信號(hào)。
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)生氧氣超電位。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的，不是由于氫氧化鎘還原為鎘而產(chǎn)生的。在氫氧化鉀和水組成的電解液中，氫氧離子變成氧、水和自由電子，反應(yīng)式為
4OH―→O2↑+2H2O+4e―
雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負(fù)極板表面的電解液中復(fù)合，但是電池的溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用來(lái)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比從很少的氫氧化鎘中更容易分解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓曲線出現(xiàn)峰值（D點(diǎn)）。
電解液中，氧氣的產(chǎn)生和復(fù)合是放熱反應(yīng)，電池過(guò)充電時(shí)(E點(diǎn))，不停地產(chǎn)生氧氣，從而使電池內(nèi)的溫度和壓力升高。如果強(qiáng)制排出氣體，將引起電解液減少、電池容量下降并損傷電池。若氣體不能很快排出，電池將會(huì)爆炸。
采用低速率恒流涓流充電時(shí)，電池內(nèi)將產(chǎn)生枝晶。這些枝晶能夠通過(guò)隔板在極板之間擴(kuò)散。在擴(kuò)散較嚴(yán)重的情況下，這些枝晶會(huì)造成電池部分或全部短路。
充電過(guò)程與充電方法
電池的充電過(guò)程通?？煞譃轭A(yù)充電、快速充電、補(bǔ)足充電、涓流充電四個(gè)階段。
對(duì)長(zhǎng)期不用的或新電池充電時(shí)，一開始就采用快速充電，會(huì)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(gè)階段稱為預(yù)充電。
快速充電就是用大電流充電，迅速恢復(fù)電池電能?？焖俪潆娝俾室话阍?C以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定。
為了避免過(guò)充電，一些充電器采用小電流充電。鎳鎘電池正常充電時(shí)，可以接受C/10或更低的充電速率，這樣充電時(shí)間要10h以上。采用小電流充電，電池內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的氣體，電池溫度也不會(huì)過(guò)高。只要電池接到充電器上，低速率恒流充電器就能對(duì)電池提供很小的涓流充電電流。電池采用小電流充電時(shí)，電池內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以自然散去。
涓流充電器的主要問(wèn)題是充電速度太慢，例如，容量為1Ah的電池，采用C/10充電速率時(shí)，充電時(shí)間要10h以上。此外，電池采用低充電速率反復(fù)充電時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生枝晶。大部分涓流充電器中，都沒(méi)有任何電壓或溫度反饋控制，因而不能保證電池充足電后，立即關(guān)斷充電器。
快速充電分恒流充電和脈沖充電兩種，恒流充電就是以恒定電流對(duì)電流充電，脈沖充電則是首先用脈沖電流對(duì)電池充電。然后讓電池放電，如此循環(huán)。電池脈沖的幅值很大、寬度很窄。通常放電脈沖的幅值為充電脈沖的3倍左右。雖然放電脈沖的幅值與電池容量有關(guān)，但是，與充電電流幅值的比值保持不變，充電過(guò)程中，鎳鎘電池中的氫氧化鎳還原為氫氧化亞鎳，氫氧化鎘還原為鎘。在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡，聚集在極板兩邊，這樣就會(huì)減小極板的有效面積，使極板的內(nèi)阻增大。由于極板的有效面積變小，充入全部電量所需的時(shí)間增加。
加入放電脈沖后，氣泡離開極板并與負(fù)極板上的氧復(fù)合。這個(gè)去極化過(guò)程減小了電池的內(nèi)部壓力、溫度和內(nèi)阻。同時(shí)，充入電池的大部分電荷都轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，而不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和熱量。
充放電脈沖寬度的選擇應(yīng)能保證極板恢復(fù)原來(lái)的晶體結(jié)構(gòu)，從而消除記憶效應(yīng)。采用放電去極化措施后，可以提高充電效率并且允許大電流快速充電。
采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足充電過(guò)程。補(bǔ)足充電速率一般不超過(guò)0.3C。在補(bǔ)足充電過(guò)程中，溫度會(huì)繼續(xù)上升，當(dāng)溫度超過(guò)規(guī)定的極限時(shí)，充電器轉(zhuǎn)入涓流充電狀態(tài)。
存放時(shí)，鎳鎘電池的電量將按C/30到C/50的放電速率減小，為了補(bǔ)償電池因自放電而損失的電量，補(bǔ)足充電結(jié)束后，充電器應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流電過(guò)程。涓流充電也稱為維護(hù)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器接通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器將以某一充電速率給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。
快速充電終止控制方法
采用快速充電法時(shí)，充電電流為常規(guī)充電電流的幾十倍。充足電后，如果不及時(shí)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(guò)大時(shí)，密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。
從鎳鎘電池快速充電特性可以看出，充足電后，電池電壓開始下降，電池的溫度和內(nèi)部壓力迅速上升，為了保證電池充足電又不過(guò)充電，可以采用定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制待多種方法。
（1）定時(shí)控制
采用1.25C充電速率時(shí)，電池1h可充足；采用2.5C充電速率時(shí)，30min可充足。因此，根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充電時(shí)間。這種控制方法最簡(jiǎn)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(guò)充電，因此，只有充電速率小于0.3C時(shí)，才允許采用這種方法。
（2）電壓控制
在電壓控制法中，最容易檢測(cè)的是電池的最高電壓。常用的電壓控制法有：
最高電壓（Vmax） 從充電特性曲線可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過(guò)程中，當(dāng)電池電壓達(dá)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(diǎn)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，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。
電壓負(fù)增量（－ΔV） 由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對(duì)電壓無(wú)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(zhǔn)確地判斷電池已充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過(guò)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(guò)較長(zhǎng)時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，過(guò)充電較嚴(yán)重。因此，這種控制方法主要適用于鎳鎘電池。
電壓零增量（0ΔV） 鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量的時(shí)間過(guò)久而損壞電池，通常采用0ΔV控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：充足電以前，電池電壓在某一段時(shí)間內(nèi)可能變化很小，從而造成過(guò)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－0ΔV檢測(cè)，當(dāng)電池電壓略有降低時(shí)，立即停止快速充電。
（3）溫度控制
為了避免損壞電池，電池溫度過(guò)低時(shí)不能開始快速充電，電池溫度上升到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止快速充電。常用的溫度控制方法有：
最高溫度（Tmax） 充電過(guò)程中，通常當(dāng)電池溫度達(dá)到45℃時(shí)，應(yīng)立即停止快速充電。電池的溫度可通過(guò)與電池裝在一起的熱敏電阻來(lái)檢測(cè)。這種方法的缺點(diǎn)是熱敏電阻的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，溫度檢測(cè)有一定滯后，同時(shí)，電池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，充足電后，電池的溫度也達(dá)不到45℃。
溫升（ΔT） 為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法。當(dāng)電池的溫升達(dá)到規(guī)定值后，立即停止快速充電。為了實(shí)現(xiàn)溫升控制，必須用兩只熱敏電阻，分別檢測(cè)電池溫度和環(huán)境溫度。
溫度變化率（ΔT/Δt） 鎳氫和鎳鎘電池充足電后，電池溫度迅速上升，而且上升速率ΔT/Δt基本相同，當(dāng)電池溫度每分鐘上升1℃時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即終止快速充電，這種充電控制方法，近年來(lái)被普遍采用。應(yīng)當(dāng)說(shuō)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(cè)精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線性的影響。
最低溫度（Tmin） 當(dāng)電池溫度低于10℃時(shí)，采用大電流快速充電，會(huì)影響電池的壽命。在這種情況下，充電器應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流充電，待電池的溫度上升到10℃后，再轉(zhuǎn)入快速充電。
（4）綜合控制
上述各種控制方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。為了保證在任何情況下，均能準(zhǔn)確可靠地控制電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通常采用包括定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。
鎳鎘充電電池應(yīng)用
基本電學(xué)公式
首先來(lái)介紹幾個(gè)很簡(jiǎn)單的基本電學(xué)公式,希望讓沒(méi)有電子方面背景的讀者們能對(duì)幾個(gè)物理現(xiàn)象有點(diǎn)概念.
電壓(V) = 電流(I) x 電阻(R)
電荷量(Q) = 電流(I) x 時(shí)間(T)
功率(P) = V x I =
能量(W) = P x T = Q x V
任何物體都有阻抗,在阻抗兩端加上一電位差則會(huì)產(chǎn)生電荷流過(guò)該阻抗,阻抗越大則單位時(shí)間內(nèi)(一秒)流過(guò)的電荷量越小,阻抗越小則單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的電荷量越多.若將電位差增大則單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的電荷量越多,將電位差減小則單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的電荷量越少.此電位差稱之為電壓(V),單位為伏特(V),單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的電荷量多寡稱之為電流(I),單位為安培(A),阻抗稱為電阻(R),單位為歐姆().電流(I)強(qiáng)度越大表示單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的電荷數(shù)目越多,那麼在在T秒內(nèi)流過(guò)電阻的電荷數(shù)目總共有I x T,用以描述此電荷量多寡的名詞為電荷量(Q),俗稱稱電量,單位為庫(kù)侖(Q).電阻消耗的功率(P)為I x V,單位為瓦特(W),消耗功率越大代表越耗電.,消耗的能量
(W)為 P x T,單位為焦耳(J),時(shí)間越久消耗能量越大,同樣時(shí)間消耗功率越大的消耗能量也越大.
例如: 一顆1.5V的乾電池接上0.5的燈泡時(shí),消耗電流為3A,消耗功率為4.5W,10秒鐘內(nèi)共流過(guò)了30庫(kù)侖的電荷,消耗了45焦耳的能量.
鎳鎘電池 的材料電池的分類有很多種,在化學(xué)電池中不可充電用完就扔掉的電池稱為一次電池,可以多次充電再使用的電池稱為二次電池,而鎳鎘電池是屬於二次電池中堿性蓄電池的一種.鎳鎘電池在材料方面陽(yáng)極是使用過(guò)氧氫氧化鎳,陰極使用鎘化合物之活性物質(zhì),電解液則是使用氫氧化鉀等堿性水溶液.當(dāng)對(duì) 鎳鎘電池 充電時(shí),會(huì)在陽(yáng)極上面產(chǎn)生氫氧化鎳,在陰極上面產(chǎn)生金屬鎘,因而在兩極間形成了電位差.將 鎳鎘電池 的陽(yáng)極和陰極兩端外接負(fù)載放電時(shí),陰極端產(chǎn)生帶負(fù)電的電子經(jīng)由外接負(fù)載流向陽(yáng)極,因此提供能量供外部負(fù)載消耗.
過(guò)度充電
在充電過(guò)程中電池的電壓會(huì)隨著儲(chǔ)存電量的增加而逐漸上升,當(dāng)電池儲(chǔ)存的電量達(dá)到飽和電極材料無(wú)法繼續(xù)充電時(shí),若繼續(xù)充電則電解液會(huì)起電解,并且在陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣,在陰極產(chǎn)生氫氣,如此會(huì)在密封的電池內(nèi)部造成內(nèi)部壓力上升,會(huì)對(duì)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞.像這種現(xiàn)象稱之為過(guò)度充電.
為了避免過(guò)度充電電池遭毀損,通常將陰極之容量制作得比陽(yáng)極容量大,如此當(dāng)過(guò)度充電時(shí)陽(yáng)極會(huì)先達(dá)到飽和并產(chǎn)生氧氣,而陰極卻未飽和而不會(huì)產(chǎn)生氫氣,陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣擴(kuò)散到陰極之后會(huì)與充電產(chǎn)生的金屬鎘起化學(xué)反應(yīng)吸收掉氧氣,且此反應(yīng)的速度與金屬鎘產(chǎn)生的速度平衡,因此可以有效地避免電池的壓力上升.但是若充電電流過(guò)大(使用快充時(shí))就會(huì)失去平衡,電池的內(nèi)壓過(guò)大會(huì)將電池的安全閥推開,氫氣和氧氣會(huì)泄漏到電池外部,直到壓力降低安全閥關(guān)閉電池才又再密封起來(lái).但是氣體的泄漏已使得內(nèi)部化學(xué)材料減少,造成電池壽命的縮短.
充電電壓的變化
電池過(guò)度充電時(shí),因?yàn)殛?yáng)極產(chǎn)生的氧氣與陰極起化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生熱,使得電池溫度會(huì)上升外殼發(fā)燙.由於溫度越高電池的充電電壓會(huì)變得比較低,因此充電時(shí)電池電壓會(huì)持續(xù)上升直到過(guò)度充電時(shí),電池溫度會(huì)突然地快速上升,電壓不再上升轉(zhuǎn)而由峰值開始下降.
標(biāo)稱電壓
鎳鎘電池在標(biāo)準(zhǔn)放電條件下放電時(shí),電壓會(huì)緩緩地下降直到當(dāng)電量幾乎釋放完時(shí),電壓會(huì)大幅度地下降,此電壓值稱之為標(biāo)稱電壓.一般 鎳鎘電池 的標(biāo)稱電壓為1.2V,與一般乾電池標(biāo)注的1.5V是相同意思,都是標(biāo)注於電池外殼上面. 鎳鎘電池只要有電量電壓值一定至少在標(biāo)稱電壓1.2V以上,儲(chǔ)存的電量越多電壓也越高.
放電終止電壓
電池在放電時(shí)其電壓會(huì)隨著電池電量的減少而逐漸降低,當(dāng)電壓降到所要求的準(zhǔn)位時(shí)就不再讓它繼續(xù)放電,稱為放電終止,而此電壓準(zhǔn)位稱之為放電終止電壓.通常廠商建議的放電終止電壓約在0.9V ~ 1.1V左右,電壓放電到此準(zhǔn)位時(shí)電量幾乎已經(jīng)放光了,此狀況稱為完全放電.鎳鎘電池已經(jīng)完全放電了還不移掉負(fù)載而讓它繼續(xù)放電下去,那麼就成了過(guò)度放電,電壓會(huì)急速下降直到0V為止.若電壓尚未降到0V左右就終止放電,則電池電壓會(huì)自動(dòng)快速回升到標(biāo)稱電壓1.2V左右.
過(guò)度放電
鎳鎘電池的一大致命傷就是被過(guò)度放電,將放電終止電壓設(shè)定在此狀況下,不但沒(méi)有電力可以推動(dòng)負(fù)載,對(duì)電池壽命也會(huì)造成損害.而且一旦不慎讓電壓繼續(xù)下降到幾乎等於0V時(shí),就算想終止放電把負(fù)載移走恐怕也來(lái)不及了,電池的電壓無(wú)法再自動(dòng)回升,一般的充電器也無(wú)法再把電充進(jìn)去,它的電壓會(huì)一直固定住停留在0V不動(dòng).此刻的它就像是中風(fēng)似的癱瘓?jiān)谀沁?就別說(shuō)折壽了,更是往往一命嗚呼哀哉不能再使用了.
電池容量的定義
電池的容量系指對(duì)電池放電,直到電壓降到終止電壓為止,在這期間所能取得的放電電荷量.若是在規(guī)定的電流和溫度等標(biāo)準(zhǔn)放電條件下,對(duì)充飽電的電池進(jìn)行放電直到放電終止,所得到的容量稱之為額定容量(或標(biāo)稱容量).容量的大小與其所消耗的電極材料之活性物質(zhì)的量有關(guān),而標(biāo)準(zhǔn)放電條件則是依照電池種類的不同有所規(guī)定.容量是根據(jù)電池的放電反應(yīng)來(lái)定義,而非充電反應(yīng)來(lái)定義,因此我們常說(shuō)的電池容量有多大,是指放電時(shí)可得到的累積放電電荷量有多少,而非充電時(shí)流進(jìn)去的電荷量有多少.
電池容量的表示法
電池的容量的大小,可以用[(放電電流)x(電壓降到放電終止電壓所經(jīng)之放電時(shí)間)],計(jì)算后所得到的值來(lái)表示.之前所介紹的基本電學(xué)公式中,電量為電流x時(shí)間,單位是庫(kù)侖(Q),電池若以多少庫(kù)侖來(lái)表示電池容量的話,可能是比較不好理解,因此電池的容量都是把電流x時(shí)間的值,直接以C=IT(單位以mAh或Ah)來(lái)表示,其中C是容量(與庫(kù)侖是同意義),I是電流,A是安培,mA表示電流大小為豪安(千分之一安培,A),h代表小時(shí)(hour),也就是說(shuō)以千分之一安培的電流放電一小時(shí)所累積的放電量為1mAh.因此C=I x T = 多少mAh, mAh就是庫(kù)侖的等效表示方式.
通常電池的外殼包裝上面都會(huì)標(biāo)明電池的額定容量,用來(lái)表示該電池的最大容量.新的鎳鎘電池在第一次充放電時(shí)容量都可以達(dá)額定容量,但容量會(huì)隨著充放電次數(shù)的增加而減少.
例子: 以1安培電流放電需要二小時(shí)才能將電池電量放光,那麼電池容量約為2000 mAh.若將電池容量以庫(kù)侖來(lái)表示的話,那麼C = I x T=1A x 7200 sec =7200 庫(kù)倫.您是不是也發(fā)現(xiàn)用2000 mah來(lái)表示比用7200庫(kù)倫來(lái)表示比較不空洞而明了多了呢
C表示式
電池除了以安培(或毫安)做單位來(lái)表示電池的充放電流大小之外,也使用英文字母C(capacity)來(lái)當(dāng)作額定容量(電流x時(shí)間)之電流部分,以它做為電流大小衡量的單位.比如說(shuō)額定容量600mAh的電池,C就是600mA的意思,所以電流1C就是600mA,電流2C就是1.2mA,電流0.1C就是60mA.以后購(gòu)買電池時(shí)若在規(guī)格上找不到充放電流的安培數(shù)時(shí),請(qǐng)先別著急,別忘了找找看有沒(méi)有寫著多少C喔.
充放電率
所謂充(放)電率是將全部容量的電荷放(充)完所需要的時(shí)間,做為充(放)電時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)速度.一般用來(lái)說(shuō)明放(充)電的速度是多少,比如說(shuō)二小時(shí)率的放電,是指用0.5C的電流,在二個(gè)小時(shí)的時(shí)間將電池全部容量放完.20分鐘率表示用3C的電流在20分鐘內(nèi)將電池額定電量全部放完.在廠商的電池規(guī)格書上面,也常使用小時(shí)率來(lái)表示標(biāo)準(zhǔn)放電時(shí)間,只要根據(jù)額定容量來(lái)?yè)Q算就知道標(biāo)準(zhǔn)放電電流是多少了.通常廠商提供的規(guī)格上額定容量是以溫度20℃,而放電是以5小時(shí)率0.2C的條件來(lái)量測(cè).
充電效率
電池不可能充多少電量進(jìn)去就能儲(chǔ)存有多少電量,一定會(huì)有所耗損,除了陽(yáng)極和陰極漏電間的絕緣體漏電之外,材料也不可能無(wú)瑕地儲(chǔ)存所有電量.電池放電時(shí)取出的電量與充電時(shí)流進(jìn)去電池的電量之比,稱之為充電效率. 通常電池廠商都是建議充電量必須為額定容量的1.5倍,才能將電池充飽.也就是說(shuō)若以0.1C的電流充電需要充15小時(shí),以3C的電流充電需要充半小時(shí),雖理論填充量是額定容量的1.5倍,但實(shí)際填充量差不多剛好為額定容量.
利用率
雖然理論上電池的額定容量很大,但實(shí)際上充飽電后再放電時(shí)可得到的電量卻往往小於理論容量,表示電池可儲(chǔ)存的實(shí)際儲(chǔ)存容量并沒(méi)有那麼大,此實(shí)際容量相對(duì)於理論容量的比率稱之為利用率.通常電池的放電電流越大,或者周遭溫度降低時(shí),利用率會(huì)減小.
放電深度
電池放電時(shí)所放電量與所儲(chǔ)存電量的比率稱之為放電深度,比百分比表示.例如放電深度20%表示電量放電到剩下80%電量的程度.
周期壽命
通常鎳鎘電池在應(yīng)用上都是拿來(lái)做反覆充電與放電的周期性工作,電池的壽命是有限的,容量不可能一直保持而不下降,在一定的工作條件之下反覆充放電之后,電池的容量會(huì)下降到額定容量的80%(或定義在60%).此反覆充放電的次數(shù)稱之為周期壽命,周期壽命越高表示該電池的使用壽命越長(zhǎng).有些電池的參考規(guī)格上面會(huì)標(biāo)明充放電周期,寫著放電深度多少時(shí)約多少次,意旨周期壽命.隨著充放電流,放電深度與其他充放條件的不同,周期壽命也隨著變化,尤其是使用大電流充放電時(shí),一定會(huì)有壽命縮短的現(xiàn)象.現(xiàn)在的鎳鎘電池只要依照購(gòu)買時(shí)廠商所附的說(shuō)明正常地使用,通常都可以反覆使用500次以上.
電池內(nèi)阻與電壓
電池是有內(nèi)阻的電壓源,可以視為是一個(gè)理想電壓源(沒(méi)有內(nèi)阻)串聯(lián)一電阻輸出.未接負(fù)載時(shí)電池兩端量到的端電壓就是理想電壓源的電壓,稱之為開路電壓,當(dāng)電池外接負(fù)載時(shí),負(fù)載與內(nèi)阻串聯(lián)接到理想電壓源上,因此負(fù)載上所得到的分壓也就是電池的端電壓,會(huì)小於理想電壓源的電壓,稱之為閉路電壓.電池的內(nèi)阻越高則負(fù)載可分得的電壓就越小,因此理想的電池是沒(méi)有內(nèi)阻.
鎳鎘電池的內(nèi)部電阻非常的低,一般只有幾毫歐姆到數(shù)十毫歐姆左右,因此外接大小不同之負(fù)載時(shí)放電電壓還是很穩(wěn)定,放電電流曲線很平坦,可以做大電流放電使用.一般乾電池內(nèi)阻動(dòng)輒數(shù)歐姆,放電電壓不穩(wěn)定放電電流曲線不平坦,相較之下鎳鎘電池屬於特性較理想的電池.
自放電
電池由於內(nèi)部會(huì)起化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系,內(nèi)部會(huì)自我放電,雖未外接負(fù)載但是電池所儲(chǔ)存的電量會(huì)隨著時(shí)間而逐漸消失.自我放電的速度稱為自我放電率,周遭溫度越高時(shí)自我放電電流也越大.根據(jù)專家實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,鎳鎘電池在0℃時(shí)約三個(gè)月會(huì)放電20%使殘余容量剩下80%,在20℃時(shí)一個(gè)月約放電25%,三個(gè)月放電40%,若溫度越高45℃時(shí),一個(gè)月就已經(jīng)放掉70%的容量了.因此,在夏天電池充飽電后只要短短幾天的時(shí)間,容量就剩下80%甚至50%了,難怪專家建議,最好的保存方法就是將電池密閉包裝妥當(dāng)后置於冰箱中冷藏(不能受潮),不是沒(méi)有道理的.
連續(xù)放電與間歇放電
連續(xù)放電是指電池在放電過(guò)程中不中斷,持續(xù)放電直到電池的電壓降至放電終止電壓才停止,間歇放電則是指放電過(guò)程中電池與負(fù)載之間的電流通路斷斷續(xù)續(xù),時(shí)而導(dǎo)通時(shí)而斷路,直到電池的電壓降至放電終止電壓為止.電池在放電過(guò)程中電壓會(huì)慢慢地持續(xù)下降,若過(guò)程中暫時(shí)停止放電則電壓會(huì)馬上上升回復(fù)到某一準(zhǔn)位才停止,若再繼續(xù)放電則電壓又從該準(zhǔn)位開始下降. 連續(xù)放電方式的實(shí)際放電時(shí)間與放電期間是相同的,而間歇放電的實(shí)際放電時(shí)間則是放電期間電流通路導(dǎo)通的時(shí)間片段累積和.比較相同容量的電池以兩種方式進(jìn)行放電時(shí),在同樣的終止電壓下,由於電池電壓會(huì)回復(fù)的關(guān)系,間歇放電方式的實(shí)際放電時(shí)間會(huì)比連續(xù)放電的實(shí)際放電時(shí)間還長(zhǎng),且間歇放電方式所釋放的容量也比連續(xù)放電方式的放電容量還多.
一般的電池都有上述現(xiàn)象,使用大電流來(lái)放電時(shí)放電容量會(huì)無(wú)形中減少了許多,而使用間接放電方式會(huì)比連續(xù)放電方式多出更多容量,尤其當(dāng)電池外接重負(fù)載(負(fù)載電阻越小)時(shí)差異現(xiàn)象越是明顯.鎳鎘電池的內(nèi)阻小短路電流大放電曲線平坦特性佳,一般情況使用連續(xù)放電與間歇放電時(shí)容量差異不大,但是電動(dòng)槍的馬達(dá)在由靜止開始運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)之際,阻抗非常的低是屬於重負(fù)載,電池的放電電流相當(dāng)?shù)拇?間歇放電方式產(chǎn)生的效果就非常明顯了.
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)電動(dòng)槍使用全自動(dòng)射擊時(shí),往往打沒(méi)幾百發(fā)電池就令人錯(cuò)愕的沒(méi)電了,這與廣告上所號(hào)稱的可連續(xù)射擊1000發(fā)的吹噓差異甚遠(yuǎn),不知是電池品質(zhì)不好還是怎樣,年紀(jì)輕輕的還沒(méi)被你摧殘就欲振乏力,或者開始懷疑電槍的mecabox內(nèi)部有問(wèn)題.但是若您愿意嘗試克制一點(diǎn)不要那麼興奮,盡量使用單發(fā)射擊而少用全自動(dòng)胡亂掃射揮霍BB彈的話,您會(huì)發(fā)現(xiàn)您的電池還可以打個(gè)好幾百發(fā)沒(méi)問(wèn)題,電池品質(zhì)好不好也可以從發(fā)射彈量來(lái)做比較客觀地的分析.
溫度對(duì)電池的影響
鎳鎘電池是靠化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)來(lái)動(dòng)作,化學(xué)材料往往會(huì)自我消耗,在溫度高的環(huán)境下自我消耗的情形會(huì)較嚴(yán)重,容量會(huì)降低,也可能會(huì)有漏液與生銹的情形,在高溫下進(jìn)行充放電更是會(huì)對(duì)電池造成破壞降低壽命.鎳鎘電池可穩(wěn)定工作的溫度范圍還算很廣,充電約0 ~ 45℃,放電約-20 ~ 60℃,保存約-30 ~ 45℃,平常最好保存於較冷但不潮濕的地方.
溫度對(duì)於電池的壽命以及充放電特性影響很大,充放電時(shí)若環(huán)境溫度越高,則電池的材質(zhì)受到破壞,極版之活性物質(zhì)的功能降低使容量減小,陽(yáng)極陰極隔離版間的隔離版絕緣降低造成短路,且溫度升高電池之電壓也變得較低,充放電效率降低了許多,電池的容量大大地減少.因此除非使用的 鎳鎘電池 是耐熱型的,否則充放電時(shí)應(yīng)留意電池的溫度,不要使用過(guò)大之電流充放電以免溫度過(guò)高.
充電方式
鎳鎘電池若不以當(dāng)備用電源為用途,而是以反覆性的充電和放電來(lái)使用時(shí),根據(jù)電流的大小可以把電池的充電方式分為標(biāo)準(zhǔn)充電與急速充電(快充)兩種,標(biāo)準(zhǔn)充電是指參考電池額定容量以0.1C的電流,對(duì)電池作14~16小時(shí)的充電,也就是說(shuō)充電容量大約是電池額定容量的1.5倍時(shí)可以將電池幾乎完全充飽.急速充電是使用較大的電流充電,并且在充電末期對(duì)電壓與電流加以控制防止過(guò)充電.急速充電的電流大小一般約在0.3C左右,使能夠在4~6小時(shí)完成充電,現(xiàn)在有些超急速型的電池,能以1.5C或更大電流做超急速充電,在不到一小時(shí)的極短時(shí)間內(nèi)完成
充電動(dòng)作.
一般型的鎳鎘電池若以快充方式來(lái)充時(shí),產(chǎn)生的氣體無(wú)法快速吸收會(huì)嚴(yán)重的影響電池壽命,雖然標(biāo)準(zhǔn)充電方式耗時(shí)數(shù)小時(shí),為了電池能用久一點(diǎn)好是遵照此方式來(lái)充比較好.快充型的電池是比較能能夠承受大電流,不過(guò)使用大電流充電對(duì)電池而言絕對(duì)是沒(méi)有好處,不同廠牌之電池的品質(zhì)良劣參差不齊,對(duì)使用者而言廠商標(biāo)榜的規(guī)格是否有夸大事實(shí)并無(wú)從得知,除非該電池之性能口碑值得信賴,否則時(shí)間不催促的話最好是以標(biāo)準(zhǔn)方式來(lái)充.
使用在急速充電里預(yù)防過(guò)充電的偵測(cè)方法,比較常見的有定電壓控制,溫度上升控制以及控制,或者三種方式混合使用.
定電壓控制
當(dāng)偵測(cè)到電池電壓上升到設(shè)定的電壓準(zhǔn)位時(shí)就停止充電.這種方式是最簡(jiǎn)單的方式,只要根據(jù)電池特性知道電池的電壓上升曲線,就可以將偵測(cè)電壓設(shè)為最接近充飽時(shí)的準(zhǔn)位,不同款式的電池充飽時(shí)之電壓準(zhǔn)位不大一樣,新舊電池特性也不一樣,用此方法比較無(wú)法設(shè)定理想電壓.這種方式雖然簡(jiǎn)單但也相當(dāng)危險(xiǎn),前面說(shuō)過(guò)溫度較高時(shí)電池電壓會(huì)降低,以大電流充電更是會(huì)提高電池溫度,如此電池有可能已經(jīng)充飽但是電壓卻尚未達(dá)到設(shè)定的準(zhǔn)位,且電池充飽后電壓不再上升而開始下降,如此的過(guò)充電后果相當(dāng)嚴(yán)重,若加上電池發(fā)生內(nèi)部短路充電器未具備保護(hù)電路時(shí),一旦電流過(guò)大造成危險(xiǎn)后果不堪設(shè)想,因此在此方式進(jìn)行充電期間,使用者必須加以留意.
溫度上升控制
電池容量充到飽和時(shí)產(chǎn)生的氧氣會(huì)在陰極和鎘反應(yīng)產(chǎn)生氧化熱,電池的溫度會(huì)開始快速上升,利用此現(xiàn)象偵測(cè)到溫度到達(dá)某程度時(shí)既結(jié)束充電.在同樣的充電量下充電電流越大此上升的溫度也越高,因此若充電電流過(guò)大時(shí),達(dá)到預(yù)定之溫度時(shí)電池可能尚未飽和,但是電流若太小,則氧化吸收快溫度就不會(huì)明顯上升,充電動(dòng)作就會(huì)一直持續(xù)下去而不知終止.此外這種方式會(huì)受周遭溫度影響,無(wú)法判別電池的溫度是內(nèi)部自行產(chǎn)生的化學(xué)熱,還是由周遭環(huán)境引起的高溫而誤判,因此此方式在高溫的環(huán)境下會(huì)充電不足而低溫的環(huán)境會(huì)充電過(guò)度.
控制
充電時(shí)電池的電壓會(huì)隨著充電容量的增加而升高,當(dāng)充電容量達(dá)到飽和時(shí),電壓上升到峰值,并轉(zhuǎn)而開始緩慢下降.利用此電壓下降的特性可以用來(lái)控制充電終止,待電壓下降幅度達(dá)到時(shí)即停止充電,通常1.2V的鎳鎘電池其下降幅度差不多會(huì)有20mV以上(實(shí)際之?dāng)?shù)據(jù)得參考電池規(guī)格),在充電過(guò)程可以以電表明顯的觀察出來(lái).電池電壓的充電曲線受到充電電流與溫度的影響,在同樣的充電容量下,電流越大或溫度越低時(shí),電壓上升的幅度較大,下降的幅度也比較明顯.電流越小或溫度越高時(shí),電壓上升的幅度較小,下降的幅度也較為平坦不易分辨.因此控制方式比較適用在急速充電的方式里,且為了避免溫度的影響使偵測(cè)失靈,通常配合溫度上升控制使用,以防止過(guò)充電.
鎳鎘電池若經(jīng)保存過(guò)久未使用,或者已經(jīng)日薄西山,那麼初次再行充電的前幾分鐘,會(huì)發(fā)生電壓不但充上去且還往下降的情形然后再上升的情形,因而造成的誤判而終止充電.控制方式是較佳的控制方式,特性不同的電池仍能可利用的特性來(lái)對(duì)電池作完全充電,比較不用再擔(dān)心電壓控制設(shè)或溫度設(shè)定出問(wèn)題而傷害電池.
目前許多高級(jí)的微電腦控制型充電器都是使用此種控制方式,且價(jià)格比一般充電器昂貴,有些雖然打著的名號(hào),實(shí)際上其控制程式以及充電電路設(shè)計(jì)得并不怎好,對(duì)也往往有誤判的情形發(fā)生,不是將電池充到可以煎雞蛋,就是連充都還沒(méi)充到就罷工判斷電池已充飽,因此比較好的充電器除了增加溫度控制之外,再根據(jù)充電時(shí)間,電壓與電流的大小變化,計(jì)算出充電容量,并且判斷出是否電池真已達(dá)到飽和.
上述三種方式都是急速充電的方法,在充電終了后,基於電池會(huì)自我放電的特性,一般都是對(duì)電池繼續(xù)施以小電流的補(bǔ)充充電,以彌補(bǔ)電池的漏電電流,并且急速充電并不能保證一定能百分之百達(dá)到完全充電,以小電流繼續(xù)補(bǔ)充充電剛好能填補(bǔ)不足之容量.通常補(bǔ)充電流的大小約在C/20 ~ C/40之間,一般充電器在使用急速充電模式對(duì)電池充電終止后,都是逕行進(jìn)入所謂的慢充模式,其實(shí)也就是以此小電流對(duì)電池繼續(xù)補(bǔ)充充電.在此模式下,微小的電流幾乎不會(huì)讓電池產(chǎn)生多少熱,也不會(huì)讓電壓有明顯的變化,因此充電器幾乎都是設(shè)計(jì)成一直施行補(bǔ)充充電而不會(huì)自動(dòng)停止,雖然不還不至於對(duì)電池造成過(guò)充電,但是為了避免增加鎳結(jié)晶現(xiàn)象,使用者還是得斟酌補(bǔ)充
充電的持續(xù)時(shí)間.
容量的估算
電池的容量估算方式很多種,每每總都脫離不了C=IxT的計(jì)算方式.電池放電時(shí)流過(guò)電池的電流大小為,電池的端電壓,是負(fù)載電阻,電池的放電容量就是為,是時(shí)間.電池的電壓是隨著放電時(shí)間的長(zhǎng)短而逐漸降低的,要估算出比較準(zhǔn)確的放電容量的方法,就是采用積分方式,從開始放電起到電壓降至終止電壓為止這段期間內(nèi),每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的電壓值換算成電流之后對(duì)時(shí)間積分起來(lái),即可得到很準(zhǔn)確的放電容量.
因?yàn)殡姵氐姆烹娗€并非線性,且欲取得在每一時(shí)間點(diǎn)的電流變化來(lái)計(jì)算有困難,因此一般都是使用積分的近似估算方式,將時(shí)間細(xì)分成很多小時(shí)段,擷取每一個(gè)時(shí)段內(nèi)某一參考點(diǎn)的電壓值(或者該時(shí)段之平均電壓值)來(lái)當(dāng)作該時(shí)段的電壓值,每一時(shí)段各自計(jì)算其放電容量,再將每一時(shí)段的容量加起來(lái)就成了放電容量的近似值.時(shí)段切割得越細(xì)越準(zhǔn)確,但是要人工計(jì)算非常困難,因此只有具備微電腦處理能力的充電器才能做精密計(jì)算,而若要用手工計(jì)算可能以大時(shí)段計(jì)算出大略數(shù)值.
另一種比較簡(jiǎn)單但是誤差較大的估算方式,是在放電期間內(nèi)任意選取幾個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)(包括放電啟始與終止),以梯形面積的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算,求取每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)之間的放電容量之后,將整個(gè)放電期間各放電容量加起來(lái)即可得到粗略的放電容量了. 電動(dòng)槍受制於槍身空間狹小的關(guān)系,只能擠得下體積較小電流額度也小的電池,要推動(dòng)電動(dòng)槍馬達(dá)這樣的重負(fù)載負(fù)荷相當(dāng)沈重,大電流縮短了鎳鎘電池的壽命降低了可容量,尤其槍友們喜歡把槍改得特別強(qiáng),更換了更強(qiáng)的彈簧更是讓電池與馬達(dá)吃不消,在如此的摧殘下電池的耗損相當(dāng)?shù)貒?yán)重,往往充放電不到幾十次電池容量就下降到剩下不到50%了,短短期間下降范圍相當(dāng)?shù)拇?因此采用梯形面積的計(jì)算方式,來(lái)對(duì)使用在電動(dòng)槍的鎳鎘電池估算算是可以接受的了.
要測(cè)量電壓,電流以及電阻,最方便最簡(jiǎn)單的工具就是三用電表,很多槍友為了了解自己的電池狀況都備有三用電表,平常除了做一般電氣量測(cè)之外,在電池充放電時(shí)也用來(lái)輔助充電器觀察電壓電流之變化,以隨時(shí)掌握過(guò)程求取最佳狀況.通常估算得到的值都只是個(gè)概略值,也會(huì)比理論上的容量還稍微少一些,但作為測(cè)量電池壽命的參考指標(biāo)已經(jīng)是綽綽有余了.
記憶效應(yīng)
鎳鎘電池放電時(shí)若不予以完全的放電,而是以特定的放電深度來(lái)重復(fù)地放電充電的話,那麼在反覆充放電幾次之后,因?yàn)槊看坞姵囟加袣堄嗳萘?使得電池會(huì)有記憶現(xiàn)象而將此放電終止電壓的值記憶住,當(dāng)電池不再只以此放電深度來(lái)放電時(shí),電壓逐漸下降超過(guò)被記憶住的電壓值時(shí),電池電壓會(huì)突然間崩潰性地急速下降很大的準(zhǔn)位,然后才又繼續(xù)慢慢地下降,這種現(xiàn)象稱為記憶效應(yīng).
記憶效應(yīng)是反覆充放電產(chǎn)生的,在實(shí)際應(yīng)用方面這種反覆以特定放電深度充放電的情形很多,像是攝影機(jī),手機(jī),刮胡刀等等.記憶效應(yīng)并不影響電池容量,但是定電壓崩潰的特性卻對(duì)對(duì)負(fù)載影響很大,往往不為負(fù)載所接受而形同電力不足,無(wú)法繼續(xù)推動(dòng)負(fù)載.因此形成記憶效應(yīng)之后雖仍有相當(dāng)大的容量,但是可使用的容量卻是減少了許多.
記憶現(xiàn)象在周遭溫度高時(shí)會(huì)比較明顯,使用較低充電電流(C/15以下)時(shí)也會(huì)有記憶現(xiàn)象,因此在使用時(shí)要特別留意工作溫度,以及不要使用太小的電流來(lái)充電.記憶效應(yīng)形成之后,若要消除記憶效應(yīng)所造成的影響,必須對(duì)電池做一兩次完全充放電,以 C/10 ~ C/2的充電電流,C/2 ~ 1C的放電電流來(lái)進(jìn)行時(shí),可以比較有效地消除記憶效應(yīng).做完全放電時(shí),額定電壓1.2V的電池只要降到廠商建議的放電終止電壓,也就是不會(huì)有殘余容量的0.95V左右即可,不要過(guò)放電以免毀損電池.
電動(dòng)槍之電池
鎳鎘電池的標(biāo)稱電壓是1.2V,將若顆電池串聯(lián)起來(lái)后,整體電壓是.串聯(lián)后工作電壓雖增加了倍,不過(guò)額定電流可是不變沒(méi)有增加喔,在對(duì)電池串進(jìn)行充放電時(shí),可不要誤以為容許的工作電流也增加了而改以倍的大電流去充,那麼電池是否會(huì)爆炸是不曉得,不過(guò)引起電線過(guò)熱溶毀電線短路引起火災(zāi)是非常有可能的.
目前Marui的電動(dòng)槍系列大部分都是使用內(nèi)部構(gòu)造相似,彈簧強(qiáng)弱也相近之mecabox,為了配合馬達(dá)的驅(qū)使Marui訂制了專用之鎳鎘電池,以7顆1.2V 600mAh的單體包裝成8.4V的電池串,全新電池完全充電后,大約可射擊1000發(fā)左右.不過(guò)由於電動(dòng)槍的威力不強(qiáng),大部分的槍友們都會(huì)另行購(gòu)買改裝套件,包括將彈簧改強(qiáng)一點(diǎn),使得原廠電池的推動(dòng)能力降低,充飽電之后能射擊數(shù)十發(fā)至數(shù)百發(fā),甚至完全推不動(dòng)齒輪導(dǎo)致電流過(guò)大燒掉保險(xiǎn)絲,大大地降低電池的壽命.
有鑒於此,槍友們的解決之道,不外乎采購(gòu)較大容量的電池(例如2000mAh),或者串聯(lián)更多顆電池,藉以彌補(bǔ)推動(dòng)能力不足之遺憾.茲將此兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)說(shuō)明如下.
1. 提高容量
電動(dòng)槍改強(qiáng)之后消耗電流增大,希望電池能堪承受大電流,又希望電量充足BB可以多打幾發(fā),使用大容量的電池是最佳的辦法. 額定容量越大的電池其可承受的充放電電流也越大,只要彈簧沒(méi)改太強(qiáng),就不用擔(dān)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的大電流會(huì)太過(guò)傷害電池,超大的容量,讓槍手不須再攜帶數(shù)條備用電池,不再有打沒(méi)發(fā)就得拆槍更換電池的困擾.
容量較大的電池相對(duì)的體積比較大,在狹小的槍身內(nèi)部是沒(méi)有多少空間可以容納電池的,不同款式的槍枝擺置電池的部位也不一樣,通常不外乎固定槍托內(nèi)部以及前護(hù)木內(nèi),部分則填塞於其他小縫隙.目前為止能塞得進(jìn)大電池的地方,大概只有某些槍型的固定槍托了,2000mAh左右的大電池勉強(qiáng)塞進(jìn)去不成問(wèn)題.至於塞不進(jìn)去的槍型,
只好把大電池以電池袋綁在槍身外面,直接將電線接頭從縫隙拉進(jìn)槍身內(nèi)接好.當(dāng)然,丑不垃圾的外觀破壞槍枝美感是無(wú)法避免的了,重重的電池也讓手臂增加不少負(fù)擔(dān).不過(guò)使用電池袋外掛也有個(gè)好處,電池能獲得較佳的散熱,壽命比填裝在密閉的槍身內(nèi)部發(fā)燙還長(zhǎng).
電池的造型很多多,有些AA型(尺寸與3號(hào)乾電相近) 鎳鎘電池容量約有1000mAh左右,某些款式的槍空間許可塞得下,若槍沒(méi)改太強(qiáng)對(duì)於此容量又可以接受的話,就不用外掛重重的大電池了.
2. 提高電壓
外掛電池丑丑的外貌另很多人無(wú)法接受,好端端漂亮的一把槍表面卻增加了一陀大大的電池包,叫人怎不心疼呢.因此很多同好在空間許可的情況下,自行購(gòu)買電池來(lái)焊接,以8~10顆電池串成提供9.6V以上的較高電壓,希望藉此增加射擊彈量.
雖然電池推動(dòng)馬達(dá)時(shí)隨著容量的消耗電壓逐漸降低內(nèi)阻逐漸增大,電流也逐漸減小,當(dāng)電流小至馬達(dá)無(wú)法推動(dòng)齒輪而停下時(shí),電池的殘余容量相當(dāng)?shù)亩?彈簧越強(qiáng)殘余容量也越大.此種提高電壓的方法會(huì)讓流過(guò)馬達(dá)的電流大一些,馬達(dá)比較不容易因?yàn)殡娏鞑粔驈?qiáng)而被齒輪拖住,殘余容量也能小一些,活塞每多轉(zhuǎn)一行程子彈就多射出一發(fā).不過(guò)有一點(diǎn)得注意的是,電池串聯(lián)時(shí)容量并沒(méi)有增加,在相同的電池容量下,耗電流增大會(huì)使馬達(dá)轉(zhuǎn)速增加,
子彈射擊的速度增快(發(fā)/分),相對(duì)的會(huì)使得可供射擊的時(shí)間縮短.
因此此種方式使用在單發(fā)射擊時(shí),可以增加射擊的次數(shù)和時(shí)間,而使用在全自動(dòng)射擊時(shí),打得很過(guò)癮,不過(guò)很快就又得填裝子彈(都是錢啊),以及更換備用電池了.在游戲中可具有優(yōu)越的連發(fā)火力壓制對(duì)方,若戀戰(zhàn)下去很快地會(huì)彈盡援絕,只好好壯烈成仁了.
小容量的電池提升電壓后,固然有重量輕與高連發(fā)速度的好處,但也承受較高的電流,用來(lái)推動(dòng)M100的彈簧(初速100m/s)壽命還沒(méi)問(wèn)題,若欲驅(qū)動(dòng)更強(qiáng)的彈簧時(shí),以大容量之電池來(lái)驅(qū)動(dòng)才是正確的方法.
充電器之選擇
在***電動(dòng)槍販?zhǔn)鄢鋈サ臄?shù)量非常的多,不過(guò)卻很難見到為電動(dòng)槍設(shè)計(jì)的專用充電器,原因是日本方面生產(chǎn)的專用充電器,引進(jìn)***后價(jià)格昂貴因而乏人問(wèn)津,要***的BB槍愛好者,自動(dòng)自發(fā)當(dāng)起凱子,以天價(jià)去購(gòu)買價(jià)格昂貴的日本塑膠BB槍,是一件非常輕易的事,但是要叫***的凱子,掏出腰包以高價(jià)去購(gòu)買***到處買得到的『充電器』,是不大可能的事.在販?zhǔn)蹖Ｓ贸潆娖骼麧?rùn)不如電動(dòng)槍的前提下,店家也賣得興趣缺缺.槍店通常有販?zhǔn)塾迷谌邕b控模型上面所使用的充電器等等,很多槍友們也是將就點(diǎn)購(gòu)買來(lái)使用,不過(guò)比較講究的槍友還是會(huì)另行去找尋讓自己滿意的充電器.
電動(dòng)槍的電池是由7～9顆1.2V的電池串成,每顆電池充飽電時(shí)電壓上升到約1.4V左右,因此充電器的輸出電壓至少必須有10~13V以上得驅(qū)動(dòng)能力,才能將電池串做完全充電.電槍使用的電池容量從600mAh ~ 2000mAh以上都有,充電器要能夠大小通吃就必須能提供足夠大的電流才行,否則只能以小電流慢充的話,打仗前夕您可就得徹夜未眠,守著一堆排隊(duì)等著充電的電池了.充電器的種類琳瑯滿目,規(guī)格不見得一定適用,有些是有電池座針對(duì)UM-3/4/5等的小電池設(shè)計(jì),有些是使用大空中接頭與您的電池接頭不合,有些提供的電池個(gè)數(shù)或電壓根本不足滿足您的電池的需求,不同各種功能和不同的價(jià)位,想找到完全符合要求的充電器是得靠點(diǎn)運(yùn)氣.若對(duì)槍店尋所陳列的機(jī)型不滿意,只好辛勤點(diǎn)到遙控模型店,電池行以及電子材料行打探看看.若您怎找就是找不到滿意的充電器,
那麼只好將就點(diǎn)買個(gè)比較電器特性相容的,去電子材料行購(gòu)買電線和相容之連接頭自己焊上去,暫時(shí)能用就好,等待來(lái)日有機(jī)會(huì)時(shí)再更換.
一般電動(dòng)遙控模型上的鎳鎘電池,也是用來(lái)推動(dòng)耗大電流之馬達(dá),電器特性和電槍很接近,不過(guò)遙控模型使用充電器雖有很多種并但不是設(shè)計(jì)給電動(dòng)槍使用,其輸出電壓范圍不一樣,比較常見的輸出電壓都太低,尤其是附有電池座用來(lái)充UM-3/UM-4電池的那一類,購(gòu)買此類充電器時(shí)必須留意充電器上標(biāo)明的規(guī)格,了解一下它提供的電壓范圍有多高,充電電流有多大,是否足以充飽您的電池毫無(wú)問(wèn)題.一般情況可充6顆單體電壓7.2V的充電器,用來(lái)充7~8顆單體串成的電池時(shí)是還可以接受,只是要注意的是,尚未充飽時(shí)充電器會(huì)因誤判電壓準(zhǔn)位而自動(dòng)終止充電,使用時(shí)得觀察電池的溫度和壓降變化,多充幾幾次之后電池之充電容量才能比較接近飽和. 遙控模型中有比較高級(jí)的充電器,內(nèi)部是以具A/D轉(zhuǎn)換介面之微處理器控制,以方式偵測(cè)電池飽和容量,外表具備有LCD液晶顯示器,可以顯示電池的電壓,電流以及已充放電量之值,甚至檢查電池的好壞.這類充電器通常提供了快充,慢充,快充快放,慢放,快放,快放快充等功能,充電電流大小可由使用者自行調(diào)整,范圍小至幾mA到至數(shù)安培都可以,而電池的單體數(shù)量范圍大約在4~8顆甚至更多,使用者可以根據(jù)您的電池狀況決定要使用哪種操作模式,不用擔(dān)心過(guò)充電或是過(guò)放電.這類充電器完全滿足電動(dòng)槍之需求,小笨鳥的充電器就是屬於這類型,可接4~9顆單體串接之電壓模組,270mAH~4500mAh之容量,0~6.5A之充電電流,汽車直流電源或交流電源,在使用上非常方便,不但不用擔(dān)心充放電池,還可以根據(jù)顯示之?dāng)?shù)據(jù)隨時(shí)掌握電池之各種狀況.
很多槍友自己備有電源供應(yīng)器,那麼就省下一筆錢不再另行購(gòu)買充電器了.電源供應(yīng)器可提供巨大的電壓和電流,要對(duì)電池充電時(shí)必須非常小心,充電電流不可調(diào)整過(guò)大,首先必須先調(diào)整限流大小到您希望的充電電流大小,將電壓往上調(diào)整至快接近可使電池充飽的電壓準(zhǔn)位,然后才將電池接上去.電池街上后電源供應(yīng)器上的電壓表會(huì)往下掉至電池之電壓,電流表則顯示充電電流,在充電期間得留意電池溫度以及電壓電流之變化.若電流快速下降表示電池電壓已充到接近您設(shè)定的電壓值,若您發(fā)現(xiàn)電壓上升到某程度又開始微微下降時(shí),表示您電源供應(yīng)器的電壓調(diào)整過(guò)高,而現(xiàn)在電池已經(jīng)充到過(guò)飽和電壓并開始下降,相信此時(shí)已經(jīng)有點(diǎn)遲,電池已經(jīng)滾燙燙,必須立刻取下電池停止充電.
使用電源供應(yīng)器充電是一件非常危險(xiǎn)的事,電壓電流調(diào)整不好電池會(huì)報(bào)銷,在充飽電時(shí)沒(méi)稍微留意充過(guò)頭電池也是報(bào)銷,尤其是在充電時(shí)人員不在旁邊待命,跑去別處又忘記正在充電的話,萬(wàn)一出意外讓正負(fù)兩端的鱷魚夾碰在一起,就算電源供應(yīng)器有保護(hù)電路,鎳鎘電池的短路也是照樣會(huì)引起電線走火,有引發(fā)火災(zāi)的危機(jī),因此使用時(shí)必須非常小心,最好在電源端加上定時(shí)器以增加一層保護(hù)措施.
制作放電器
一般低價(jià)位的充電器并沒(méi)有提供放電功能,要避免記憶效應(yīng)就必須自己制作放電器,以便適時(shí)地對(duì)電池進(jìn)行完全放電.電阻是最簡(jiǎn)單的放電器,根據(jù)你所希望的最大放電電流選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚?將之接在電池接頭兩端即可放電.假設(shè)你希望放電電流不超過(guò)300mA,而你的電池是7顆串成標(biāo)稱電壓8.4V,有殘余電量時(shí)電壓范圍在8.4V~9.8V之間,因此你必須選擇的電阻值最小必須為以上.電阻必須能承受300mA之電流,因此并且該電阻之額定功率必須大於,以免電池過(guò)熱而冒煙燒毀.要能耐高溫又能承受此消耗功率,水泥電阻是最佳選擇,電子材料行有販?zhǔn)?價(jià)格不到十塊錢.在放電時(shí)水泥電阻非常的熱,使用者切莫以手觸摸以免灼傷. 或許讀者思緒一晃已經(jīng)考慮到兩個(gè)問(wèn)題,我要如何知道它已經(jīng)放完電 有沒(méi)有辦法讓它自動(dòng)停止放電而不會(huì)過(guò)放電呢 當(dāng)然是有方法羅!水泥電阻串接一汽機(jī)車用之小燈泡,當(dāng)燈光暗掉時(shí)就知道電量已經(jīng)差不多放光了.話雖如此但并不知道電壓準(zhǔn)位已經(jīng)掉到多低,且人要在旁邊守候著也是非常無(wú)聊浪費(fèi)時(shí)間的事,因此你可以在電子材料行買到稱為二極體(Diode)的電子零件,二極體只有兩只腳一端正一端負(fù),必須正端接上超過(guò)0.7V以上的正電源時(shí)二極體才會(huì)導(dǎo)通,若是正負(fù)接反了二極體就不導(dǎo)通.將一顆(或更多顆)二極體,水泥電阻和燈泡串在一起,當(dāng)電池電壓降至0.7V(或二極體個(gè)數(shù)x0.7V)時(shí),電池就不再放電了,.
如果沒(méi)加二極體萬(wàn)一不小心電池電壓被放電至0V時(shí)怎麼辦 此時(shí)電壓會(huì)一直保持在0V無(wú)法上升,使用充電器不但無(wú)法將電量充進(jìn)去且被充電器判定為短路,比較差點(diǎn)的充電器保護(hù)電路若做得不好還會(huì)燒掉.小笨鳥也遇過(guò)這種情形,解決的方法是用電源供應(yīng)器,將電流限流調(diào)到電池可承受的最大電流,電壓調(diào)到0V以減少火花,電池接上之后電源供應(yīng)器是在短路狀態(tài),將電壓旋鈕慢慢調(diào)高,通常不須調(diào)到正常狀況10V的位置時(shí),您就可以聽到喀一聲電壓表的指針?biāo)查g跳至正常電壓位置,電池已經(jīng)恢復(fù)到正常標(biāo)稱電壓以上的準(zhǔn)位了.電池之所以能救回是靠電源供應(yīng)器強(qiáng)而有力的電流推動(dòng)力,對(duì)電池做電擊強(qiáng)迫電池還陽(yáng)的,若電池已停在0V不馬上處理,電池內(nèi)部會(huì)起化學(xué)反應(yīng),拖得越久救回的希望是更渺茫.
電池DIY
Marui訂制的8.4V 600mAh的鎳鎘電池品質(zhì)不錯(cuò),推動(dòng)為改強(qiáng)的電動(dòng)槍是沒(méi)問(wèn)題,可惜在***販?zhǔn)鄣膬r(jià)格非常昂貴,加上槍友們不喜
歡玩太弱的槍,喜歡把槍改得強(qiáng)一點(diǎn),那麼Marui的電池再好也無(wú)用武之地了,必須以更適合的電池來(lái)取代.槍店和代理商會(huì)自行向電池廠商訂制各式電池組擺在槍店販?zhǔn)?價(jià)格比Marui的電池低了近一半,不過(guò)很多像我們這樣子的窮人家,有時(shí)候都是自行到電池行買電池來(lái)焊,自己 DIY未必能比較便宜多少,不過(guò)可以挑選自己喜愛的電池廠牌,容量,以及針對(duì)愛槍的需求排列成適當(dāng)之形狀.
同樣的一顆電池在不同的電池行或電子材料行,價(jià)格差異甚大,日本比較有名的大廠如三洋與TOSHIBA等制造出來(lái)的品質(zhì)還不錯(cuò),至於一些包裝上沒(méi)有廠牌,只打著 MADE IN JAPAN等字樣的電池,多是來(lái)路不明的冒牌貨,買到***制造的的還好,買到大陸偽造的日本貨品質(zhì)就非常的低落.對(duì)電動(dòng)槍而已,如果槍沒(méi)有怎改,MADE IN JAPAN的電池還可以用很久,槍有改的話這些電池就不適合,周期壽命非常的短.
Marui的電池以及一般日本正廠制作的電池,最初幾次充電時(shí)容量可以達(dá)到600mAh沒(méi)問(wèn)題,拿去讓電動(dòng)槍摧殘好幾次之后,容量還是保有近550mAh左右,且周期壽命非常的長(zhǎng),充放電特性也非常的棒.至於MADE IN JAPAN等雜牌電池,第一次能充600mAh是有可能,不過(guò)充放幾次之后能再充到400mAh至500mAh以上似乎已經(jīng)有點(diǎn)勉強(qiáng),充電過(guò)程中充得是滾燙燙,周期壽命相當(dāng)?shù)亩?有些充放一兩次后,充電電流太小即無(wú)法充進(jìn)去,雖然還是新電池,但也只能死馬當(dāng)活馬醫(yī)從此改以快充硬充.日本正廠電池的價(jià)格當(dāng)然是比較貴,不過(guò)在電槍馬達(dá)的摧殘下,壽命可是底得過(guò)幾條雜牌電池.
電池行是有幫人焊電池,槍友不放心他們焊接的技術(shù)的話也可自己焊,焊接時(shí)有些事項(xiàng)必須注意的.馬達(dá)是低阻抗,電線上的電阻必須非常的小才不會(huì)把功率浪費(fèi)在電線上,電池之電線時(shí)越粗是越好以塞得進(jìn)接頭為參考,里面的線蔥不要太小條,可以的話使用價(jià)格較貴的鐵弗龍線或銀線等導(dǎo)電性較佳的電線.電線端之空中接頭有大小公母之分,得參考槍身方面之接頭形式來(lái)選用,接頭里面的金屬插鞘夾在電線上后得焊接好以免造成產(chǎn)生接觸不良.電線要焊接於電池上時(shí)必須避免烙鐵直接接觸電池,以免電池過(guò)熱傷害電池,應(yīng)先將焊錫焊於電線上后,再快速地將電線焊於電池正負(fù)極,并確保錫溶解黏著后表面光亮,無(wú)松動(dòng)或阻抗過(guò)大之情形.焊接時(shí)切記不要造成電池陽(yáng)極和陰極外殼的短路,眼睛和手指離焊接點(diǎn)遠(yuǎn)一點(diǎn),免得短路時(shí)被灼傷和被噴濺的焊錫燙傷.
有些槍友為了提高電池電壓,直接將舊有電池直接加上一顆新電池,這是錯(cuò)誤的作法,因?yàn)榕f電池上面殘有的容量不等於新電池殘有的容量,且就電池特性早已惡化,與新電池串接等於是舊木接新條,不但新木沒(méi)活成舊木沒(méi)更好,而且會(huì)弄巧成拙讓新組合的電池更糟糕.電池串聯(lián)時(shí),流過(guò)每一顆單體的電流是相等,每顆增加(或減少)的電量也是相等,若充電時(shí)其中一顆的容量先飽和,繼續(xù)充的話這顆會(huì)會(huì)過(guò)充電,下降的微弱電壓還不如其他顆增加的電壓,因而充電器無(wú)法偵測(cè)而繼續(xù)充,該顆充壞了不能再充放電,其他各顆也別想能流過(guò)電流了.同樣的若放電時(shí)容量較少的先放光,再繼續(xù)放此顆會(huì)先過(guò)放電,然后變成反向充電,電池反向充電會(huì)如何就不用說(shuō)明了,等其他各顆放到幾乎光時(shí)這顆是帶負(fù)電壓的,這些電池也報(bào)銷了.當(dāng)你將新舊電池混在一起充電后才發(fā)現(xiàn)電量不足使用時(shí)間便短時(shí),這些電池差不多可以扔掉了,你不知道哪幾顆電池已經(jīng)遭破壞.新電池要焊接之前要確保每一顆電量是空的或電量相等,通常新電池每一顆都充著微小的電量,直接焊接即可,切莫對(duì)其中部分做充放電,基於同樣的道理,不同額定容量的電池串接一起也是行不通的,徒增困擾而已.
電池焊接后總是得包裝,電池行當(dāng)然是有電池專用的熱縮膠包裝,將電池套進(jìn)熱縮膠之后,以吹風(fēng)機(jī)對(duì)其均勻地烘一下,它縮小就緊緊的包住電池了.如果找不到電池行,到五金行或橡膠行應(yīng)該找得到熱縮膠或熱縮套管等替代品.如果包裝過(guò)后散熱不良,可在不暴露電池串接處的部位開幾個(gè)小洞以幫助散熱.
安全性
鎳鎘電池是能量密度很高的能量?jī)?chǔ)存元件,而不是消耗能量的元件,內(nèi)阻非常的小,外接負(fù)載時(shí)放電曲線平坦,正負(fù)兩端短路時(shí)電流相當(dāng)?shù)卮?產(chǎn)生的高溫與火花可以將電線與焊接點(diǎn)融毀引發(fā)火災(zāi).為了預(yù)防萬(wàn)一,鎳鎘電池平常不使用時(shí)最好先作放電,再保存於乾燥陰冷處,切莫置於潮濕處以免短路.鎳鎘電池遇熱時(shí)化學(xué)物亦遭破壞而發(fā)生漏液生銹等減少壽命之情形,應(yīng)避免棄置於高溫或日曬處. 鎳鎘電池尤其嚴(yán)禁置於火中,否則內(nèi)部的氣體與電解液因過(guò)熱而沸騰會(huì)造成外殼爆裂,皮膚或眼睛遭電解液噴濺時(shí)會(huì)造成傷害
第二篇 長(zhǎng)須高人鎳氫在此
隨著空間技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電源的要求越來(lái)越高。70年代中期，美國(guó)研制成功了功率大、重量輕、壽命長(zhǎng)、成本低的鎳氫電池，并且于1978年成功地將這種電池應(yīng)用在導(dǎo)航衛(wèi)星上，鎳氫電池與同體積鎳鎘電池相比，容量可提高一倍，而且沒(méi)有重金屬鎘帶來(lái)的污染問(wèn)題。它的工作電壓與鎳鎘電池完全相同，工作壽命也大體相當(dāng)，但它具有良好的過(guò)充電和過(guò)放電性能。近年來(lái)，鎳氫電池受到世界各國(guó)的重視，各種新技術(shù)層出不窮。鎳氫電池剛問(wèn)世時(shí)，要使用高壓容器儲(chǔ)存氫氣，后來(lái)人們采用金屬氫化物來(lái)儲(chǔ)存氫氣，從而制成了低壓甚至常壓鎳氫電池。1992年，日本三洋公司每月可生產(chǎn)200萬(wàn)只鎳氫電池。目前國(guó)內(nèi)已有20多個(gè)單位研制生產(chǎn)鎳氫電池，
國(guó)產(chǎn)鎳氫電池的綜合性能已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
鎳氫電池的工作原理
鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比，容量增加一倍，充放電循環(huán)壽命也較長(zhǎng)，并且無(wú)記憶效應(yīng)。鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為NiOOH（放電時(shí)）和Ni(OH)2(充電時(shí))，負(fù)極板的活性物質(zhì)為H2（放電時(shí)）和H2O（充電時(shí)），電解液采用30%的氫氧化鉀溶液，充放電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)如下：
充電
正級(jí)Ni(OH)2+OH- -e <------->NiOOH+H2O
放電
充電
負(fù)極H2O+e<------>1/2H2+OH-
放電
充電
總反應(yīng) Ni(OH)2 <---->NiOOH+1/2H2
放電
從方程式看出：充電時(shí)，負(fù)極析出氫氣，貯存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳（NiOOH）和H2O；放電時(shí)氫氣在負(fù)極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。
蓄電池過(guò)量充電時(shí)，正極板析出氧氣，負(fù)極板析出氫氣。由于有催化劑的氫電極面積大，而且氫氣能夠隨時(shí)擴(kuò)散到氫電極表面，因此，氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內(nèi)部再化合生成水，使容器內(nèi)的氣體壓力保持不變，這種再化合的速率很快，可以使蓄電池內(nèi)部氧氣的濃度，不超過(guò)千分之幾。
從以上各反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池的反應(yīng)與鎳鎘電池相似，只是負(fù)極充放電過(guò)程中生成物不同，從后兩個(gè)反應(yīng)式可以看出，鎳氫電池也可以做成密封型結(jié)構(gòu)。鎳氫電池的電解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。
隔膜采用多孔維尼綸無(wú)紡布或尼龍無(wú)紡布等。為了防止充電過(guò)程后期電池內(nèi)壓過(guò)高，電池中裝有防爆裝置。
鎳氫電池的充電特性與鎳鎘電池類似，充電終止時(shí)，鎳鎘電池電壓下降比鎳氫電池要大得多。當(dāng)電池容量達(dá)到額定容量的80%以前，鎳鎘電池的溫度緩慢上升，當(dāng)電池容量達(dá)到90%以后，鎳鎘電池的溫度才很快上升。當(dāng)電池基本充足電時(shí)，鎳鎘/鎳氫電池的溫度上升率基本相同。
結(jié) 論
論負(fù)載力，也就是誰(shuí)的力氣最大龍虎排行榜如下
最強(qiáng)??！-----鎳鎘充------只要齒輪箱結(jié)構(gòu)跟上，拖動(dòng)150左右的簧沒(méi)問(wèn)題。
其次??！-----鎳氫充------看來(lái)拖120左右就差不多鳥
再次?。。ㄐJ）-----鋰離子充------還是老老實(shí)實(shí)用原裝簧好。
論電池保養(yǎng)，也就是比誰(shuí)最不嬌氣之金玲排行榜如下
命賤最好養(yǎng)活??！-----鋰離子充
命還尚可??！-----鎳氫充------續(xù)航時(shí)間差不多 剛好沖出第一島鏈
嬌柔，需要經(jīng)常呵護(hù)！----（小JJ）鎳鎘充 （大家閨秀）
論電池續(xù)航力，比誰(shuí)跑得遠(yuǎn)。
續(xù)航時(shí)間久 遠(yuǎn)洋海軍-------鋰離子充
續(xù)航時(shí)間差不多 剛好沖出第一島鏈------鎳氫充
黃水海軍 近海防御----------鎳鎘充
鋰離子電池與Cd-Ni和MH-Ni比較特性列表
項(xiàng)目 Cd-Ni MH-Ni Li-iON
單節(jié)工作電壓（V） 1.2 1.2 3.6
質(zhì)量比能量（wh/kg） 50 65 100~160
體積比能量（wh/l） 150 200 250~300
循環(huán)壽命 500 500 1000
-20℃容量與25℃容量比較 60% 60% 90%
自放電（%月） 25~30 30~35 〈10%
記憶效應(yīng) 有 有 無(wú)