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镍氢充电电池寿命 如何延长镍氢充电电池寿命

    小贴士: 充电电池品牌 2015-04-21 10:49

    镍氢充电电池寿命 如何延长镍氢充电电池寿命

    镍氢电池是镍镉电池的后代产品,各方面性能都优于镍镉电池。镍氢电池采用镍氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为氢氧化钾)作为电解液。额定电压为1.2V,满充电时的最大电压可达1.6V~1.8V。正常放电终止电压为1.0V,实际上可使用到0.9V。重复充电次数大于500次,自放电率20%/月。

    镍氢电池的最大放电电流可达3C(放电率C是指一小时放完全部容量的电流值。如500mAh电池的C为500mA)。能量重量比60~80Wh/kg,能量体积比远高于镍镉电池,其单节5号电池的最大容量可达2300mAh,为镍镉电池的近四倍多。镍氢电池成本低,无镉污染,温度使用范围广。具有良好的快充电性能,无记忆效应,可以随充随用。故在采用通用电池的设备中,镍氢电池的市场愈来愈大。

    但在实用中,人们发现镍氢电池的重复充电次数反而不及镍镉电池多,故有镍氢电池寿命不长之说。其实在理论上,镍氢电池的寿命比镍镉电池略长,但镍氢电池过充电时,对电池的不良影响比镍镉电池要大。

    如果长期充电不当就会损伤电池。

    目前市场上的几十元钱的镍镉/镍氢电池充电器都过于简单,很容易造成镍氢电池的过充电。而带充电控制芯片的充电器售价高达几百元,使用者不多。

    因此,造成镍氢电池不能全面发挥优良性能。

    所以,了解镍氢电池的充电机理,正确选购和使用充电器,对延长使用寿命至关重要。

    所谓正确的充电,就是要使充电电池的容量100%地发挥出来,而且又不损伤电池。充电不正确有二个结果,容量不能100%地发挥出来,或电池严重受损,在充电过程中异常发热、破裂,甚至起火。

    下图是镍氢充电电池充电时的充电电流和电池电压的特性关系。

    图中可见在大电流充电时,电压上升到100%后,电池电压不升反降。充电fC控制芯片就能利用电池电压从上升转为下降的特征来结束充电,这种结束充电的判据称为-△V检测。

    利用-△V检测结束充电必须恒流充电,因为电流的变动也会引起电池电压的变动。简单的充电器一般为恒压限流充电,充电后期电流越来越小,-△V的检测就变得困难。所以,利用这一特性结束镍氢电池充电时,充电电流必须保持恒定,而且必须用1C以上的大电流充电。

    充电电池充满电后,再继续充电,电能变成电池的热能,电池开始发热。

    充电IC控制芯片的另一个控制就是利用温度的上升率的增长来结束充电,称为△T/△t检测。一般达2℃/分钟时,充电停止。

    △T/△t检测时,也要求充电电流必须保持恒流。而且也是充电电流较大(0.3C以上)时,检测较为正确。当充电电流小或环境温度低、散热很好时,也会无法检出,形成过充电。

    这两种正规的检测方法都要求大电流恒流充电。用分立元件构成,控制电路复杂。用IC芯片较方便,但温度传感器还必须外接。关键是充电器的电源部份要求较高,恒定电流较大用简单的变压器整流己不合适,必须用开关电源。故正规的镍氢电池充电器的售价较高。

    最为简单的控制方式是用最大时间控制。按充电电流和电池容量及充电效率决定最大充电时间,超过这个时间就无条件停止充电。例如,用0.1C率充电,考虑充电效率,定时在12左右小时结束充电。但这样充电,若开始时电池内有残留量,就会有事实上的过充电。

    所以,定时充电电流必须小于0.3C率,大多数采用0.1C率充电。由于充电电流小,过充电在电池上产生的热量能较快地散发出去,对电池的影响不大。

    最大时间控制的充电器安全性能较好,最适宜充足用空的场合采用。对需随用随充的电器不太合适,常会存在不严重的过充电。如果开始充电时能估测出电池的残留量,就可用可变时间充电方法充足。还可在必要时进行人工干预,到达估计时间或手触电池外壳温度明显高于室温时,停止充电。

    好了,有了这些基础知识后就能正确选择充电电池和充电器了。如果你喜欢用容量较大的镍氢电池,如1600mAh以上的品种,那么最好还是买一只大电流、带IC控制器的充电器。这不但可以大大缩短充电时间,还能有效地保护较为昂贵的大容量充电电池。

    简易型充电器使用方便、小巧易带。但一般都是与镍镉电池通用的品种。为恒压限流型充电,电路非常简单。只在半波整流后,串一只电阻充电。

    这种充电方法一开始电流较大,后来电流就被限制在0.1C的小电流上,即50mA上。有的有快充电档,也就100mA,相当500mAh镍镉电池的0.2C充电。好处是,用户即使过充电,对电池的影响也不大。这种充电器充500mAh电池,差不多一个晚上。下班充电,上班使用正合适。

    若要充1600mAh的电池就要30~40小时,实用上几乎不可能被充足了。用户也会象对待用手机电池充电那样,有空就充。使这类镍氢电池长期工作在不饱不饿的状态,对寿命和实际最大可用容量都有影响。

    所以。选购镍氢电池若没有好鞍,也不必用好马。容量适中即可,核算一下以8~1 2小时能把电池充足为宜,且充电器小于O.3C。顺便提一句,大容量镍氢电池应该较重。如果两节镍氢电池重量差不多,标称容量大的有可能是假货。

    镍氢电池的放电也有讲究。由于镍氢电池放电终止电压在1.0V为正常,但在1.O~0.9伏时也还能放电。这时就是过放电,对电池寿命有损。而一般设备,如收音机、随身听、电须刀等等都不具备1.0伏自动终止放电的电路,容易使镍氢电池过放电。在这类设备上使用,用到差不多感觉没电时,就该充电,不能用到完全走不动再充。在数码相机、MP3等内部有电源管理系统的设备上没此问题。

    后期放电因内阻增高,电池温度也会上升。而镍氢电池的内阻虽比锂离子电池低几倍,但为镍镉电池内阻的2倍。故镍氢电池后期使用发热会比镍镉电池大。

    镍氢电池虽然一开始认为没有记忆效应,但与后来出现的锂离子电池相比,仍有一定的容量下降现象。镍氢电池若长期不用,就会出现休眠现象。

    容量大大降低。故对于新买来的或搁置了一段时间没用的镍氢电池,要先以涓流充足电量(宁过勿缺),然后以0.2C率放电到1.0V,此反复几次,以此激活。

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