電池外兩端連接在任何導體上都會造成外部短路，電池類型不同，短路有可能帶來不同嚴重程度的后果。如：電解液溫度升高、內部氣壓升高等。氣壓值如果超過電池蓋帽耐壓值，電池將漏液。這種情況嚴重損壞電池。如果安全閥失效，甚至會引起爆炸。因此切勿將電池外部短路。

1.什么叫電池?

電池(Batteries)是一種能量轉化與儲存的裝置，它通過反應，將化學能或物理能轉化為電能。根據電池轉化能量的不同，可以將電池分為化學電池和物理電池。

電池基本原理及基本術語50問

化學電池或化學電源就是將化學能轉化為電能的裝置。它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極，由一種能提供媒體傳導作用的化學物質作為電解質，當連接在某一外部載體上時，通過轉換其內部的化學能提供電能。

物理電池就是將物理能轉化為電能的裝置。

2.一次電池與二次電池的有哪些區(qū)別?

最主要的區(qū)別是活性物質的不同，二次電池的活性物質可逆，而一次電池的活性物質并不可逆。一次電池的自放電遠小于二次電池，但內阻遠比二次電池大，因此負載能力較低，此外，一次電池的質量比容量和體積比容量均大于一般充電電池。

3.鎳氫電池的電化學原理是什么?

鎳氫電池采用Ni氧化物作為正極，儲氫金屬作為負極，堿液(主要為KOH)作為電解液，鎳氫電池充電時：

正極反應：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O–e-

負極反應：M+H2O+e-→MH+OH-

鎳氫電池放電時：

正極反應：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-

負極反應：MH+OH-→M+H2O+e-

4.鋰離子電池的電化學原理是什么?

鋰離子電池正極主要成分為LiCoO2，負極主要為C，充電時，

正極反應：LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe-

負極反應：C+xLi++xe-→CLix

電池總反應：LiCoO2+C→Li1-xCoO2+CLix

放電時發(fā)生上述反應的逆反應。

5.電池常用的標準有哪些?

電池常用IEC標準：鎳氫電池的標準為IEC61951-2：2003;鋰離子電池行業(yè)一般依據UL或者國家標準。

電池常用國家標準：鎳氫電池的標準為GB/T15100_1994，GB/T18288_2000;鋰電池的標準為GB/T10077_1998，YD/T998_1999,GB/T18287_2000。

另外，電池常用標準也有日本工業(yè)標準JISC關于電池的標準。

IEC即國際電工委員會(InternationalElectricalCommission)，是由各國電工委員會組成的世界性標準化組織，其目的是為了促進世界電工電子領域的標準化。IEC標準是由國際電工委員會制定的標準。

6.鎳氫電池的主要結構組成是什么?

鎳氫電池的主要組成為：正極片(鎳氧化物)、負極片(儲氫合金)、電解液(主要為KOH)、隔膜紙、密封圈、正極帽、電池殼等。

7.鋰離子電池的主要結構組成是什么?

鋰離子電池的主要組成為：電池上下蓋、正極片(活性物質為氧化鋰鈷)、隔膜(一種特殊的復合膜)、負極(活性物質為碳)、有機電解液、電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)等。

8.什么是電池內阻?

是指電池在工作時，電流流過電池內部所受到的阻力。由歐姆內阻與極化內阻兩部分組成。電池內阻大，會導致電池放電工作電壓降低，放電時間縮短。內阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結構等因素的影響。是衡量電池性能的一個重要參數(shù)。注：一般以充電態(tài)內阻為標準。測量電池的內阻需用專用內阻儀測量，而不能用萬用表歐姆檔測量。

9.什么是標稱電壓?

電池的標稱電壓指的是在正常工作過程中表現(xiàn)出來的電壓，二次鎳鎘鎳氫電池標稱電壓為1.2V;二次鋰電池標稱電壓為3.6V。

10.什么是開路電壓?

開路電壓是指電池在非工作狀態(tài)下即電路無電流流過時，電池正負極之間的電勢差。工作電壓又稱端電壓，是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流過時電池正負極之間電勢差。

11.什么是電池的容量?

電池的容量有額定容量和實際容量之分。電池的額定容量是指設計與制造電池時規(guī)定或保證電池在一定的放電條件下，應該放出最低限度的電量。IEC標準規(guī)定鎳鎘和鎳氫電池在20℃±5℃環(huán)境下，以0.1C充電16小時后以0.2C放電至1.0V時所放出的電量為電池的額定容量，以C5表示。而對于鋰離子電池，則規(guī)定在常溫、恒流(1C)—恒壓(4.2V)控制的充電條件下充電3h，再以0.2C放電至2.75V時所放出的電量為其額定容量，而電池的實際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量，主要受放電倍率和溫度的影響(故嚴格來講，電池容量應指明充放電條件)。電池容量的單位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh).

12.什么是電池的放電殘余容量?

當對可充電電池用大電流(如1C或以上)放電時，由于電流過大使內部擴散速率存在的“瓶頸效應”，致使電池在容量未能完全放出時已到達終點電壓，再用小電流如0.2C還能繼續(xù)放電，直至1.0V/支(鎳鎘和鎳氫電池)和3.0V/支(鋰電池)時所放出的容量稱為殘余容量。

13.什么是放電平臺?

鎳氫充電電池的放電平臺通常是指電池在一定的放電制度下放電時，電池的工作電壓比較平穩(wěn)的電壓范圍，其數(shù)值與放電電流有關，電流越大，其數(shù)值就越低。鋰離子電池的放電平臺一般是恒壓充到電壓為4.2V且電流小于0.01C時停充電，然后擱置10分鐘，在任何們率的放電電流下下放電至3.6V時的放電時間。是衡量電池好壞的重要標準。

電池標識

14.IEC規(guī)定的可充電電池的標識方法是什么?

根據IEC標準，鎳氫電池的標識由5部分組成。

01)電池種類：HF、HR表示鎳氫電池

02)電池尺寸資料：包括圓形電池的直徑、高度、方型電池的高度、寬度、厚度、數(shù)值之間用斜杠隔開，單位：mm

03)放電特性符號：L表示適宜放電電流倍率在0.5C以內

M表示適宜放電電流倍率在0.5-3.5C以內

H表示適宜放電電流倍率在3.5-7.0C以內

X表示電池能在7C-15C高倍率的放電電流下工作

04)高溫電池符號：用T表示

05)電池連接片表示：CF代表無連接片，HH表示電池拉狀串聯(lián)連接片用的連接片，HB表示電池帶并排串聯(lián)連接用連接片。

例如：HF18/07/49表示方形鎳氫電池，寬為18mm,厚度為7mm，高度為49mm，

KRMT33/62HH表示鎳鎘電池，放電倍率在0.5C-3.5之間，高溫系列單體電池(無連接片)，直徑33mm，高度為62mm。

根據IEC61960標準，二次鋰電池的標識如下：

01)電池標識組成：3個字母，后跟5個數(shù)字(圓柱形)或6個(方形)數(shù)字。

02)第一個字母：表示電池的負極材料。I—表示有內置電池的鋰離子;L—表示鋰金屬電極或鋰合金電極。

03)第二個字母：表示電池的正極材料。C—基于鈷的電極;N—基于鎳的電極;M—基于錳的電極;V—基于釩的電極。

04)第三個字母：表示電池的形狀。R—表示圓柱形電池;L—表示方形電池。

05)數(shù)字：圓柱形電池：5個數(shù)字分別表示電池的直徑和高度。直徑的單位為毫米，高度的單位為十分之一毫米。直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm時，兩個尺寸之間應加一條斜線。

方型電池：6個數(shù)字分別表示電池的厚度、寬度和高度，單位毫米。三個尺寸任一個大于或等于100mm時，尺寸之間應加斜線;三個尺寸中若有任一小于1mm,則在此尺寸前加字母“t”，此尺寸單位為十分之一毫米。

例如：ICR18650表示一個圓柱形二次鋰離子電池，正極材料為鈷，其直徑約為18mm，高約為65mm。

ICR20/1050。

ICP083448表示一個方形二次鋰離子電池，正極材料為鈷，其厚度約為8mm,寬度約為34mm，高約為48mm。

ICP08/34/150表示一個方形二次鋰離子電池，正極材料為鈷，其厚度約為8mm,寬度約為34mm，高約為150mm。

ICPt73448表示一個方形二次鋰離子電池，正極材料為鈷，其厚度約為0.7mm,寬度約為34mm，高約為48mm。

15.電池的包裝材料有哪些?

01)不干介子(紙)如纖維紙、雙面膠

02)PVC膜、商標管

03)連接片：不銹鋼片、純鎳片、鍍鎳鋼片

04)引出片：不銹鋼片(易于焊錫)

純鎳片(點焊牢)

05)插頭類

06)保護元器件類如溫控開關、過流保護器、限流電阻

07)紙箱、紙盒

08)塑料殼類

16.電池包裝、組合及設計的目的是什么?

01)美觀、品牌

02)電池電壓的限制，要獲得較高電壓需串聯(lián)多只電池

03)保護電池，防止短路延長電池使用壽命

04)尺寸的限制

05)便于運輸

06)特殊功能的設計，如防水，特殊外型設計等。

電池性能與測試

17.通常所說的二次電池的性能主要包括哪些方面?

主要包括電壓、內阻、容量、能量密度、內壓、自放電率、循環(huán)壽命、密封性能、安全性能、儲存性能、外觀等，其它還有過充、過放、耐腐蝕性等。

18.電池的可靠性測試項目有哪些?

01)循環(huán)壽命

02)不同倍率放電特性

03)不同溫度放電特性

04)充電特性

05)自放電特性

06)貯存特性

07)過放電特性

08)不同溫度內阻特性

09)溫度循環(huán)測試

10)跌落測試

11)振動測試

12)容量測試

13)內阻測試

14)GMS測試

15)高低溫沖擊測試

16)機械沖擊測試

17)高溫高濕測試

19.電池的安全性測試項目有哪些?

01)短路測試

02)過充、過放測試

03)耐壓測試

04)撞擊測試

05)振動測試

06)加熱測試

07)火燒測試

09)變溫循環(huán)測試

10)涓流充電測試

11)自由跌落測試

12)低氣壓測試

13)強制放電測試

15)電熱板測試

17)熱沖擊測試

19)針刺測試

20)擠壓測試

21)重物沖擊測試

20.常見的充電方式有哪幾種?

鎳氫電池的充電方式：

01)恒流充電：整個充電過程個中充電電流為一定值，這種方法最常見;

02)恒壓充電：充電過程中充電電源兩端保持一恒定值，電路中的電流隨電池電壓升高而逐漸減小;

03)恒流恒壓充電：電池首先以恒流充電(CC)，當電池電壓升高至一定值時，電壓保持不變(CV)，電路中電流降至很小，最終趨于0。

鋰電池的充電方式：

恒流恒壓充電：電池首先以恒流充電(CC)，當電池電壓升高至一定值時，電壓保持不變(CV)，電路中電流降至很小，最終趨于0。

21.什么是鎳氫電池的標準充放電?

IEC國際標準規(guī)定鎳氫電池的標準充放電為：首先將電池以0.2C放電至1.0V/支，然后以0.1C充電16小時，擱置1小時后，以0.2C放至1.0V/支，即為對電池標準充放電。

22.什么是脈沖充電?對電池性能有什么影響?

脈沖充電一般采用充與放的方法，即充5秒鐘，就放1秒鐘，這樣充電過程產生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液。不僅限制了內部電解液的氣化量，而且對那些已經嚴重極化的舊電池，在使用本充電方法充放電5-10次后，會逐漸恢復或接近原有容量。

23.什么是涓流充電?

涓流充電是用來彌補電池在充滿電后由于自放電而造成的容量損失。一般采用脈沖電流充電來實現(xiàn)上述目的。

24.什么是充電效率?

充電效率是指電池在充電過程中所消耗的電能轉化成電池所能儲蓄的化學能程度的量度。主要受電池工藝及電池的工作環(huán)境溫度影響，一般環(huán)境溫度越高，則充電效率要低。

25.什么是放電效率?

放電效率是指在一定的放電條件下放電至終點電壓所放出的實際電量與額定容量之比，主要受放電倍率，環(huán)境溫度，內阻等的因素影響，一般情況下，放電倍率越高，則放電效率越低。溫度越低，放電效率越低。

26.什么是電池的輸出功率?

電池的輸出功率指在單位時間里輸出能量數(shù)的能力。它是根據放電電流I和放電電壓來計算的，P=U*I，單位為瓦特。

電池的內阻越小，輸出功率越高，電池的內阻應小于用電器的內阻，否則電池本身消耗的功率還要大于用電器消耗的功率，這是不經濟的，而且可能損壞電池。

27.什么是二次電池的自放電?不同類型電池的自放電率是多少?

自放電又稱荷電保持能力，它是指在開路狀態(tài)下，電池儲存的電量在一定環(huán)境條件下的保持能力。一般而言，自放電主要受制造工藝、材料、儲存條件的影響。自放電是衡量電池性能的主要參數(shù)之一。一般而言，電池儲存溫度越低，自放電率也越低，但也應注意溫度過低或過高均有可能造成電池損壞，無法使用。

電池充滿電開路擱置一段時間后，一定程度的自放電屬于正常現(xiàn)象。IEC標準規(guī)定鎳氫電池充滿電后在溫度為20℃±5℃，濕度為(65±20)%條件下開路擱置28天，0.2C放電容量達到初始容量的60%。

28.什么是24小時自放電測試?

鋰電池的自放電測試為：

一般采用24小時自放電來快速測試其荷電保持能力，將電池以0.2C放電至3.0V，恒流恒壓1C充電至4.2V，截止電流：10mA,擱置15分鐘后，以1C放電至3.0V測其放電容量C1，再將電池恒流恒壓1C充電至4.2V，截止電流：10mA，擱置24小時后測1C容量C2，C2/C1*100%應大于99%。

29.什么是充電態(tài)內阻與放電態(tài)內阻有何不同?

充電態(tài)內阻指電池100%充滿電時的內阻;放電態(tài)內阻指電池充分放電后的內阻。

一般說來，放電態(tài)內阻不太穩(wěn)定，且偏大，充電態(tài)內阻較小，阻值也較為穩(wěn)定。在電池的使用過程中，只有充電態(tài)內阻具有實際意義，在電池使用的后期，由于電解液的枯竭以及內部化學物質活性的降低，電池內阻會有不同程度的升高。

30.什么是靜態(tài)電阻?什么是動態(tài)電阻?

靜態(tài)內阻為放電時電池內阻，動態(tài)內阻為充電時的電池內阻。

31.是標準耐過充測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池的標準耐過充測試為：

將電池以0.2C放電至1.0V/支，以0.1C連續(xù)充電48小時，電池應無變形、漏液現(xiàn)象，且過充電后其0.2C放電至1.0V的時間應大于5小時。

32.什么是IEC標準循環(huán)壽命測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池標準循環(huán)壽命測試為：

電池以0.2C放至1.0V/支后

01)以0.1C充電16小時，再以0.2C放電2小時30分(一個循環(huán))

02)0.25C充電3小時10分，以0.25C放電2小時20分(2-48個循環(huán))

03)0.25C充電3小時10分，以0.25C放至1.0V(第49循環(huán))

04)0.1C充電16小時，擱置1小時，0.2C放電至1.0V(第50個循環(huán))。對鎳氫電池，重復1-4共400個循環(huán)后，其0.2C放電時間應大于3小時;對鎳鎘電池重復1-4共500個循環(huán)，其0.2C放電時間應大于3小時。

33.什么是電池的內壓?

指電池的內部氣壓，是密封電池在充放電過程中產生的氣體所致，主要受電池材料、制造工藝、電池結構等因素影響。其產生原因主要是由于電池內部水分及有機溶液分解產生的氣體于電池內聚集所致。一般電池內壓均維持在正常水平，在過充或過放情況下，電池內壓有可能會升高：

例如過充電，正極：4OH--4e→2H2O+O2↑;①

產生的氧氣與負極上析出的氫氣反應生成水2H2+O2→2H2O②

如果反應②的速度低于反應①的速度，產生的氧氣來不及被消耗掉，就會造成電池內壓升高。

34.什么是標準荷電保持測試?

IEC規(guī)定鎳氫電池的標準荷電保持測試為：

電池以0.2C放至1.0V后，以0.1C充電16小時，在溫度為20℃±5℃，濕度為65%±20%條件下，儲存28天后，再以0.2C放電至1.0V，而鎳氫電池應大于3小時。

國家標準規(guī)定鋰電池的標準荷電保持測試為：(IEC無相關標準)電池以0.2C放至3.0/支，后，以1C恒流恒壓充電到4.2V，截止電流10mA,在溫度為20℃±5℃下，儲存28天后，再以0.2C放電至2.75V，計算放電容量，再與電池標稱容量相比，應不小于初始容量的85%。

35.什么是短路實驗?

將充滿電的電池在防爆箱內用一根內阻≤100mΩ導線連接正負極短路，電池不應爆炸或起火。

36.什么是高溫高濕測試?

鎳氫電池高溫高濕測試為：

電池充滿電后，將其置于定溫度、濕度條件下儲存若干天，貯存過程中觀察無有漏液現(xiàn)象。

鋰電池高溫高濕測試為：(國家標準)

將電池1C恒流恒壓充電到4.2V，截止電流10mA,然后放入(40±2)℃,相對濕度為90%-95%的恒溫恒濕箱中擱置48h后，將電池取出在(20±5)℃的條件下擱置2h，觀測電池外觀應該無異常，再以1C恒流放電到2.75V，然后在(20±5)℃的條件下,進行1C充電、1C放電循環(huán)，直至放電容量不少于初始容量的85%，但循環(huán)次數(shù)不多于3次。

37.什么是溫升實驗?

將電池充滿電后放進烘箱，以5℃/min的速度從室溫開始升溫，烘箱溫度達130℃時保持30分鐘，電池不應爆炸或起火。

38.什么是溫度循環(huán)實驗?

溫度循環(huán)實驗包含27個循環(huán)，每個循環(huán)由以下步驟組成：

01)電池從常溫轉為在66±3℃，15±5%條件下放置1小時，

02)轉為在溫度在33±3℃，濕度90±5℃的條件下放置1小時，

03)條件轉為-40±3℃，放置1小時

04)電池在25℃擱置0.5小時

此4步即完成一個循環(huán)，經過此27個循環(huán)實驗后，電池應該無漏液，爬堿、生銹或其它異常情況出現(xiàn)。

39.什么是跌落測試?

將電池或者電池組充滿電后三次從1m高處跌落至混凝土(或者水泥)地面上，以此獲得隨機方向的沖擊。

40.什么是振動實驗?

鎳氫電池振動實驗方法為：

電池以0.2C放電至1.0V后，0.1C充電16小時，擱置24小時后按下述條件振動：

振幅：0.8mm

使電池在10HZ-55HZ之間震動，每分鐘以1HZ的振動速率遞增或遞減。

電池電壓變化應在±0.02V之間，內阻變化在±5mΩ以內。(振動時間在90min)

鋰電池振動實驗方法為：

電池以0.2C放電至3.0V后，1C充電恒流恒壓充電到4.2V，截止電流10mA，擱置24小時后按下述條件振動：

以振動頻率在5分鐘內由10Hz到60Hz再到10Hz為一循環(huán)，振幅為0.06英寸進行振動實驗。電池在三軸方向上振動，每軸振動半小時。

電池電壓變化應在±0.02V之間，內阻變化在±5mΩ以內。

41.什么是撞擊實驗?

電池充滿電后，將一個硬質棒橫放于電池上，用一個20磅的重物從一定高度掉下來砸在硬質棒上，電池不應爆炸、不起火。

42.什么是穿透實驗?

電池充滿電后，用一定直徑的釘子穿過電池的中心，并把釘子留在電池內，電池不應爆炸、起火。

43.什么是火燒實驗?

將充滿電的電池置于一個帶有特殊防護罩的加熱裝置上進行火燒，無碎片穿出防護罩。

電池常見問題與分析

44.公司的產品通過了哪些認證?

已通過了ISO9001:2000質量體系認證和ISO14001：2004環(huán)保體系認證;產品獲歐盟CE認證和北美UL認證，通過了SGS環(huán)保測試，并已取得Ovonic的專利許可;同時公司的產品已由PICC在全球范圍承保。

45.什么是Ready-To-Use電池?

Ready-to-use電池是公司隆重推出的一款新型的高荷電保持率Ni-MH電池，它是一種耐儲存電池，具有一次電池和二次電池的雙重性能，可替代一次電池。也就是說該電池不僅可以循環(huán)使用，而且與普通二次Ni-MH電池相比，在儲存相同時間后有著更高的剩余電量。

46.為什么說Ready-To-Use(HFR)是替代一次性電池的最理想產品?

該種產品與同類相比，具有如下顯著的特點：

01)更小的自放電;

02)更長的儲存時間;

03)耐過放;

04)循環(huán)壽命長;

05)尤其當電池電壓低于1.0V時，具有良好的容量恢復功能;

更重要的是，該類電池在25℃環(huán)境中儲存一年的荷電保持率可達75%，所以說這種電池是替代一次性電池的最理想產品。

47.電池使用時有哪些注意事項?

01)使用前，請仔細閱讀電池說明書;

02)電器和電池接觸件應清潔，必要時用濕布擦凈，待干燥后按極性標示裝入;

03)新舊電池不要混用，同一種型號但不同種類的電池也不能混用，以免降低使用效能;

04)不能通過加熱或充電方式使一次性電池再生;

05)不能將電池短路;

06)不要拆卸和加熱電池，或將電池丟入水中;

07)用電器具長期不用時應取出電池，使用后應切斷開關;

08)廢電池不要隨意丟棄，盡可能與其它垃圾分開投放，以免污染環(huán)境;

09)無成人監(jiān)護時，勿讓兒童更換電池，小型電池應放在兒童不能拿到的地方;

10)電池應保存在陰涼、干燥、無陽光直射處.

48.目前常見的各種可充電電池之間有什么區(qū)別?

目前鎳鎘，鎳氫，鋰離子充電電池大量應用于各種便攜式用電設備(如筆記本電腦，攝像機和移動電話等到)中，每種充電電池都具自已獨特的化學性質。鎳鎘和鎳氫電池之間主要差別在于：鎳氫電池能量密度比較高。與相同型號電池對比，鎳氫電池容量是鎳鎘電池的二倍。這意味著在不為用電設備增加額外重量時，使用鎳氫電池能大大地延長設備工作時間。鎳氫電池另一優(yōu)點是;A大大減少了處鎘電池中存在的：“記憶效應”問題，從而使得鎳氫電池可更方便地使用。鎳氫電池比鎳鎘電池更環(huán)保，因為它內部沒有有毒重金屬元素。Li-ion也已經快速成為便攜設備的標準電源，Li-ion能提供和鎳氫電池一樣的能量，但在重量方面則可減少大約35%，這對于旬攝像機和筆記本電腦之類的用電設備來說是至關重要的。Li-ion完全沒有“記憶效應”和不含有毒物質的優(yōu)點也是使它成為標準電源的重要因素。

鎳氫電池的放電效率在低溫會有顯著的降低，一般充電效率會隨溫度的升高而升高，但當溫度升到45℃以上，高溫下充電電池材料的性能會退化，電池的循環(huán)壽命也將大大縮短。

49.何為電池的倍率放電?何為電池的小時率放電?

倍率放電是指放電時放電電流(A)與額定容量(A?h)的倍率關系表示。小時率放電是指按一定輸出電流放完額定容量所需的小時數(shù)。

50.為什么冬天拍攝時需要對電池進行必要的保溫?

由于數(shù)碼相機中的電池在氣溫過低的情況下，活性物質的活躍度大大降低，從而可能無法提供相機的正常工作電流，因此在氣溫較低地區(qū)戶外拍攝，尤

其要注意相機或電池的保暖。