充電電池知識集錦（長）

首先來介紹幾個很簡單的基本電學(xué)公式,希望讓沒有電子方面背景的讀者們能對幾個物理現(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產(chǎn)生電荷流過該阻抗,阻抗越大則單位時間內(nèi)(一秒)流過的電荷量越小,阻抗越小則單位時間內(nèi)流過的電荷量越多.若將電位差增大則單位時間內(nèi)流過的電荷量越多,將電位差減小則單位時間內(nèi)流過的電荷量越少.此電位差稱之為電壓(V),單位為伏特(V),單位時間內(nèi)流過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)度越大表示單位時間內(nèi)流過的電荷數(shù)目越多,那麼在在T秒內(nèi)流過電阻的電荷數(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),時間越久消耗能量越大,同樣時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,消耗電流為3A,消耗功率為4.5W,10秒鐘內(nèi)共流過了30庫侖的電荷,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極是使用過氧氫氧化鎳,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 鎳鎘電池 充電時,會在陽極上面產(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 的陽極和陰極兩端外接負(fù)載放電時,陰極端產(chǎn)生帶負(fù)電的電子經(jīng)由外接負(fù)載流向陽極,因此提供能量供外部負(fù)載消耗.
過度充電
　　在充電過程中電池的電壓會隨著儲存電量的增加而逐漸上升,當(dāng)電池儲存的電量達(dá)到飽和電極材料無法繼續(xù)充電時,若繼續(xù)充電則電解液會起電解,并且在陽極產(chǎn)生氧氣,在陰極產(chǎn)生氫氣,如此會在密封的電池內(nèi)部造成內(nèi)部壓力上升,會對電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞.像這種現(xiàn)象稱之為過度充電.
　　為了避免過度充電電池遭毀損,通常將陰極之容量制作得比陽極容量大,如此當(dāng)過度充電時陽極會先達(dá)到飽和并產(chǎn)生氧氣,而陰極卻未飽和而不會產(chǎn)生氫氣,陽極產(chǎn)生的氧氣擴(kuò)散到陰極之后會與充電產(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.但是若充電電流過大(使用快充時)就會失去平衡,電池的內(nèi)壓過大會將電池的安全閥推開,氫氣和氧氣會泄漏到電池外部,直到壓力降低安全閥關(guān)閉電池才又再密封起來.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
　　電池過度充電時,因?yàn)殛枠O產(chǎn)生的氧氣與陰極起化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生熱,使得電池溫度會上升外殼發(fā)燙.由於溫度越高電池的充電電壓會變得比較低,因此充電時電池電壓會持續(xù)上升直到過度充電時,電池溫度會突然地快速上升,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,電壓會緩緩地下降直到當(dāng)電量幾乎釋放完時,電壓會大幅度地下降,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,儲存的電量越多電壓也越高.
放電終止電壓
　　電池在放電時其電壓會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,那麼就成了過度放電,電壓會急速下降直到0V為止.若電壓尚未降到0V左右就終止放電,則電池電壓會自動快速回升到標(biāo)稱電壓1.2V左右.