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鎳氫電池與鎳鎘電池的區別

鎳氫充電電池 Ni-MI(Nickel Metal Hyoride Battery)

鎳氫充電電池為目前市場主流之充電電池,它是使用氧化鎳作為陽極,以及吸收了氫的金屬合金作為陰極,一般可進行500次以上的充放電循環。由于不含汞及鎘之原料,不必回收。

鎳氫電池

鎳鎘充電電池 Ni-Cd(Nickel Cadmium Battery)

鎳鎘充電電池已為大眾早期廣泛使用,可重覆約500次之充放電,但約10次充放電后即會產生記憶效應;另一個缺點是,在充放電時,陰極會長出鎘的針狀結晶,有時會穿透分隔物而引起內部枝狀晶體式的短路。由于含有鎘之成份,因此必須回收。

1、鎳氫電池與鎳鎘電池的對比

鎳鎘電池(Ni-Cd Rechargeable Battery:鎳鎘電池是最早應用于手機、筆記本電腦等設備的電池種類,它具有良好的大電流放電特性、耐過充放電能力強、維護簡單。鎳鎘電池最致命的缺點是,在充放電過程中如果處理不當,會出現嚴重的“記憶效應”,使得服務壽命大大縮短。所謂“記憶效應”就是電池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會引起電池容量的降低,在電池充放電的過程中(放電較為明顯),會在電池極板上產生些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當然,我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕“記憶效應”。此外,鎘是有毒的,因而鎳鎘電池不利于生態環境的保護。眾多的缺點使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數碼設備電池的應用范圍。

鎳鎘電池的包裝分為零售用的正極凸頭和組裝用的正極平頭包裝兩種,在容量上沒有差異。在充電回路也和下面所介紹的鎳氫電池類似,采用1.6倍電壓充電。通常鎳鎘電池的充電次數為300~800次,在充放電達500次后電容量會下降至約80%。鎳鎘電池的記憶效應比鎳氫電池來的嚴重。所以必須在完全沒電時才可進行充電,以確保使用壽命。

鎳氫電池(Ni-MHRechargeable Battery:鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產品,不再使用有毒的鎘,可以消除重金屬元素對環境帶來的污染問題。它是使用氧化鎳作為陽極,以及吸收了氫的金屬合金作為陰極,由于此合金可吸收高達本身體積100倍的氫,儲存能力極強。

鎳氫電池的能量密度比鎳鎘電池大,其容量約為鎳鎘電池的數倍;另外,它具有同鎳鎘電池的1.2伏電壓,及自身放電特性,可在一小時內再充電,內阻較低,一般可進行500次以上的充放電循環。鎳氫電池具有較大的能量密度比,這意味著可以在不為設備增加額外重量的情況下,使用鎳氫電池能有效地延長設備的工作時間。同時鎳氫電池在電學特性方面與鎳鎘電池亦基本相似,在實際應用時完全可以替代鎳鎘電池,而不需要對設備進行任何改造。鎳氫電池另一個優點是:大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應”,這使鎳氫電池可以更方便地使用。

2、鎳氫電池與鎳鎘電池電池壽命的比較

電池是一種化學物質,因而也是有一定服務壽命的,諸如干電池(包括普通的堿性電池)等一次電池是不能充電的,服務壽命當然只有一次。對于充電電池,一般我們以充電次數來衡量其服務壽命的長短。鎳鎘電池的循環使用壽命在300~700次左右,鎳氫電池的可充電次數一般為400~1000次,鋰離子電池為500~800次。充電電池的服務壽命不僅受制作電池采用的原料、制作工藝等因素的影響,還與電池的充放電方法及實際使用情況有密切關系。例如,某人于1985年開始使用的6節HITACHI(日立)鎳鎘電池,一直到現在還在繼續使用,只是電池容量有些降低了。看來,只要使用方法合理,充電電池是完全可以達到甚至大大超過標稱的服務壽命的。四、電池的電壓和容量

在電學上,常用電壓、容量等概念來衡量電池個體的屬性和性能。一般單個干電池(包括堿性電池)的額定電壓為1.5V,鎳鎘電池和鎳氫電池為1.2V,而鋰離子電池是3.6V(有些廠商生產的鋰離子電池標定的額定電壓為3.7V),相當于3節鎳鎘或鎳氫電池串聯所得的電壓,一些常見的不可充電的鋰電池的電壓是3V。

容量是指電池存儲電量的大小。電池容量的單位是“mAh”,中文名稱是毫安時(在衡量大容量電池如鉛蓄電池時,為了方便起見,一般用“Ah”來表示,中文名是安時,1Ah=1000mAh)。

如V-BOT電池的額定容量是2400mAh,如果以0.1C(C為電池容量)即240mA的電流給電池放電,那么該電池可以持續工作10小時(2400mAh/240mA=10h);如果放電電流為2400mA,那供電時間就只有1小時左右(實際工作時間因電池的實際容量的個別差異而有一些差別)。這是理想狀態下的分析,機器在實際工作時的電流不可能始終恒定在某一數值(以數碼相機為例,工作電流會因為LCD顯示屏、閃光燈等部件的開啟或關閉而發生較大的變化),因而電池能對某個設備的供電時間只能是個大約值,而這個值也只有通過實際操作經驗來估計。

由于單個電池的電壓和容量都十分有限,一般需要用幾個電池組成電池組,以滿足不同設備的實際供電需要。最常見的電池組合方式是串聯,即把電池正負極首尾相連,如把4節1.2V、

1300mAh的電池串聯,就組成了一個電壓是4.8V、容量為1300mAh的電池組;而在筆記本電腦中,電池一般采用的是混聯方式,即有串聯也有并聯。

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