在电池的领域中,有许多专有名词,使用者通常对其真正的函意,大多一知半解,什么是一次电池,什么是二次电池,什么是记忆效应……等,其实要了解电池世界,先从了解电池相关的名词,对于使用者或是电源设计工程师而言,在电池使用及应用上,能够有更正确的观念,以避免使用异常而造成您的电子产品毁损,严重时还可能伤害周围的人.本期电池教室,将从电池组成,应用及电气特性的专有名词,来一一为各位批注,希望对各位读者有所帮助.

    电池词汇

    一次电池(Primary battery): 电池仅能放电,当电池电力用謦时,无法再充电的电池.市售的碱性电池,锰干电池,水银电池等,皆属一次电池.

    二次电池(Rechargeable battery): 电池电力用完后,可经由充电重复使用之电池,如:铅酸,镍氢,锂离子电池等.

    额定容量(Nominal Capacity): 一般电池的蓄电量,会以mAH-毫安小时或AH-安培小时来表示,二次电池通常会加以标示,当电池充饱电后,放电至截止电压时,所能取出之电量,就是此电池的容量.一次电池之容量,因与使用的负载有很大的关系,所以通常不勿加以标示.

    额定电压(Nominal Voltage): 电池正负极材料,因化学反应,所造成之电位差高低,利用此关系,所产生的电压,称为额定电压.不同的正负极材料,产生的电压不同,如: 铅酸电池-2V/cell, 镍氢电池1.2V/cell, 锂离子电池3.6V/cell.

    内阻: 电池为许多化学材料组成, 其都有一定的阻抗,电池的高低内阻往往影响充放电的特性.

    正极(Positive Electrode): 符号为 ＋,电位较负极高.

    负极(Negative Electrode): 符号为 - ,电位较正极高.

    电解质(Electrolyte): 当正负极间引起化学反应时, 可使离子移动之离子导电体, 而不是电子导电体, 主要在传递整个电化学反应离子的传导工作.

    隔离膜(Separator): 置于正负极板中, 为一微孔性及多孔性之薄膜, 材质以PP,PE为主,主要在隔离正负极板,防止电路,可使离子通过,并具保持电解液的功能.

    C-rate: 用来表示电池充放电时电流大小的比率单位. 如: 容量1600mAh的电池, 0.2C 代表以320mA的电流来进行充电或放电, 1C代表以1600mA. 此比率单位C-rate 对于二次电池是重要的观念.

    放电截止电压(Cut-off discharge voltage): 电池在放电试验时, 到达终点的电压. 一般Ni-MH电池设定为1.0V,Li-ion电池设定在3.0V或2.7V.

    开路电压(Open circuit voltage, OCV): 指电池在无负载的情况下, 电池正负极之间的电压.

    过放电(Over discharge): 超过电池放电截止电压值, 若继续放电则可能造成电池漏液或劣化.

    放电深度(Depth of discharge, DOD): 与电池额定容量比较, 放电电量的比率.

    过充电(Over charge): 电池到达饱充状态后, 再继续充电的程度大小, 过度充电可能会使电池劣化.

    能量密度(Energy density): 表示方法有两种, 一为体积能量密度(Wh/l), 另一为重量能量密度(Wh/kg), 用以表示单位体积或单位重量能取出的能量.常用于表示各种化学材料所能提供能量的参考.

    自我放电(Self discharge): 电池在储存过程中, 电池蓄电容量会逐渐减少的现象, 所以一般储存电池时都有一储存温度范围, 过高的温度会加速电池的自我放电.

    循环寿命(Cycle life): 二次电池在反复充放电的使用下, 电池容量会逐渐下降, 通常以该电池的额定容量作标准, 电池容量降至其80%或60%时的充放电次数, 称为循环寿命.

    记忆效应(Memory effect): 电池在没有放完电的情况下, 若施以充电, 则电池容量可能无法回到原有的水平, 但若施以强制深度放电后在充电, 容量可能就能回复, 通常此种现象常发生于镍镉电池上.

    定电流(Constant current, CC): 以固定的电流对电池充电或放电.

    定电压(Constant current, CV): 以固定的电压对电池充电, 充电电流会随着电压值接近而下降, 对于Li-ion电池充电, 一般使用CC-CV充电模式, 前段采用CC, 当电池电压到达4.2V, 转用CV充电.

    涓流充电(Trickle charge): 以一微小的电流对电池充电, 常用于对电池开始充电前或充饱电后.

    –dV: 此为Ni-MH或Ni-Cd电池在侦测充电截止的一个重要参考值.这两种电池的充电特性, 在电池充饱时, 电压会有一峰值, 若在施以充电, 电压会有下降的趋势, 以下降多少mV,作为充电的截止条件, 一般会设定于8~10mV / cell.

    dT/dt: Ni-MH及Ni-Cd在充电快充饱时, 电池的温度会随时间而快速上升, 以每分钟上升的温度作为充电的截止条件,一般设定在每分钟上升1度作为截止点.

    串并联(Series and parallel): 电池串联来提高电压, 以并联来提高电池容量, 如: Notebook电池,用12颗Li-ion电池,以4串3并的组合, 来符合Notebook的工作电压及延长操作时间.