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充电电池简介

目前大量应用的充电电池包括铅酸

蓄电池、镍镉／镍氢电池、锂离子／锂

聚合物电池。这几种电池的特性如表１

所示。

铅酸蓄电池容量大，内阻低（一般

４００Ａｈ的２Ｖ蓄电池内阻大约为０．５ｍΩ），

可进行大电流放电，但是笨重且体积庞

大、不便于携带，常用在汽车和工业场

合。其电极材料含铅，可对环境造成极

大污染。铅酸蓄电池对充电控制的要求

不高，可以进行浮充。

镍镉电池容量较大，内阻低、放电

电压平稳，适合作为直流电源。与其他

种类的电池相比，镍镉电池耐过充电和

过放电，操作简单方便，但是具有记忆

效应，应尽量在完全放电之后进行充

电。电极材料含有剧毒重金属镉，随着

环保要求的提高，其市场份额越来越

小。

镍氢电池是在镍镉电池的基础上发

展而来的，采用金属化氢替代有毒的

镉，在大部分场合可以替代镍镉电池。

其容量约为镍镉电池的１．５～２倍，

且没

有记忆效应。相对于镍氢电池，它对充

电控制的要求较高，目前大量使用在一

些便携电子产品中。

锂离子电池是目前最常见的二次锂

电池，拥有高能量密度，与高容量镍镉／

镍氢电池相比，其能量密度为前者的

１．５～２倍。其平均使用电压为３．６Ｖ，是

镍镉电池、镍氢电池的３倍。它的内阻

较大，不能进行大电流充放电，并且需

要精确的充放电控制，以防止电池损坏

并达到最佳使用性能。锂离子电池广泛

使用在各种便携电子产品中，包括手

机、笔记本电脑、ＭＰ３等。

锂聚合物电池是一种新型的二次锂

电池，具有更大的容量；内阻较低，允

许１０Ｃ充放电电流。它和锂离子电池一

样需要精确的充放电控制。目前，锂聚

合物电池主要用于一些需要大电流充放

电的应用中，如动力／模型汽车等。

充电电池容量估算方法

在多数便携应用中，都需要随时了

解电池剩余容量以估算电池使用时间。

最早应用的方法是通过监视电池开

路电压来获得剩余容量。这是因为电池

端电压和剩余容量之间有一个确定的关

系，测量电池端电压即可估算其剩余容

量。这种方法的局限是：１）对于不同厂

商生产的电池，其开路电压与容量之间

的关系各不相同。２）只有通过测量电池

空载时的开路电压才能获得相对准确的

结果，但是大多数应用都需要在运行中

了解电池的剩余容量，此时负载电流在

内阻上产生的压降将会影响开路电压测

量精度。而电池内阻的离散性很大，且

随着电池老化这种离散性将变得更大，

表１　常见二次电池的特性

电池类型

　铅酸蓄电池

镍镉电池

镍氢电池

　锂离子电池

锂聚合物电池

单体电压

　　２Ｖ

１．２Ｖ

１．２Ｖ

３．６Ｖ

３．６Ｖ

循环寿命

　　３００－５００

＞　１０００

５００－１０００

５００

５００

能量密度

　２８～４０　Ｗｈ／Ｋｇ

４０～５０Ｗｈ／ｋｇ

５０～６０Ｗｈ／ｋｇ

９０～１１０Ｗｈ／ｋｇ

１５０～２００Ｗｈ／ｋｇ

６４－７２　Ｗｈ／Ｌ

１３０－２００Ｗｈ／Ｌ

２５０－３００Ｗｈ／Ｌ

２５０－３００Ｗｈ／Ｌ

３５０－４２０Ｗｈ／Ｌ

自放电率

　＜　３％／月

　　２５％／月

　　２０－２５％／月

８％／月

１０％／月

工作温度

　　－２０～＋５０ ℃

－１０～＋５０℃

－１０～＋５０℃

－２０～＋５０℃

－２０～＋６０℃

充电控制精度

低

低

中

高

高

价格

低

低

中

高

高