中國電池網創立於2011年5月，是面向全球新能源特別是中國電池行業影響力最大、知名度廣泛的綜合行業入口網站，以電池行業與企業、上下游產業鏈、電池消費群體等為服務對象。
基本介紹
- 中文名：電池網
- 創立於：2011年5月
- 主辦：中國電池工業協會
- 類型：大型綜合入口網站
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電池網簡介
中國電池網創立於2010年5月，是由中國電池工業協會主辦、面向全球新能源特別是電池行業影響力最大、知
中國電池網名度最高的大型綜合入口網站，以電池企業、上下游產業鏈、電池消費群體為服務對象。
中國電池網堅持理性、專業的傳播視野，秉承發現價值、提升價值、創造價值的品牌理念，積極打造中國新能源產業網路領先媒體，搭建電池產業的信息交流和互動平台，面向電池行業內外提供全方位資訊服務，並推動中國電池業的信息化進程，為中國電池業逐步走向健康有序的發展軌道而努力。
電池簡介
電池的性能參數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等於單位正電荷由負極通過電池內部移到正極時，電池非靜電力（化學力）所做的功。電動勢取決於電極材料的化學性質，與電池的大小無關。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。在電池反應中，1千克反應物質所產生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。因為電池中的反應物並不全按電池反應進行，同時電池內阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大，其內阻越小。
實用的化學電池可以分成兩個基本類型：原電池與蓄電池。原電池製成後即可以產生電流，但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池，使用前須先進行充電，充電後可放電使用，放電完畢後還可以充電再用。蓄電池充電時，電能轉換成化學能；放電時，化學能轉換成電能的。
電池的原理
在化學電池中，化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果，這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負並在電解質中穩定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正並在電解質中穩定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料，如酸、鹼、鹽的水溶液，有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。當外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差(開路電壓)，但沒有電流，存儲在電池中的化學能並不轉換為電能。當外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部，由於電解質中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產物的物質遷移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時，電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反；電極反應必須是可逆的，才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。因此，電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。為吉布斯反應自由能增量(焦)；F為法拉第常數=96500庫=26.8安·小時；n為電池反應的當量數。這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關係式，也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。實際上，當電流流過電極時，電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢，這種現象稱為極化。電流密度（單位電極面積上通過的電流）越大，極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。極化的原因有三：①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化；②由電極－電解質界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化；③由電極－電解質界面層中傳質過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應面積、減小電流密度、提高反應溫度以及改善電極表面的催化活性。
參數
內容
電動勢
電動勢是兩個電極的平衡電極電位之差，以鉛酸蓄電池為例，E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。
其中：E—電動勢
Ф+0—正極標準電極電位，其值為1.690
Ф-0—負極標準電極電位，其值為-0.356
R—通用氣體常數，其值為8.314
T—溫度，與電池所處溫度有關
F—法拉第常數，其值為96500
αH2SO4—硫酸的活度，與硫酸濃度有關
αH2O—水的活度，與硫酸濃度有關
從上式中可看出，鉛酸蓄電池的標準電動勢為1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄電池的標稱電壓為2V。鉛酸蓄電池的電動勢與溫度及硫酸濃度有關。
額定容量
在設計規定的條件（如溫度、放電率、終止電壓等）下，電池應能放出的最低容量，單位為安培小時，以符號C表示。容量受放電率的影響較大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯數字標明放電率，如C20=50，表明在20時率下的容量為50安·小時。電池的理論容量可根據電池反應式中電極活性物質的用量和按法拉第定律計算的活性物質的電化學當量精確求出。由於電池中可能發生的副反應以及設計時的特殊需要，電池的實際容量往往低於理論容量。
額定電壓
電池在常溫下的典型工作電壓，又稱標稱電壓。它是選用不同種類電池時的參考。電池的實際工作電壓隨不同使用條件而異。電池的開路電壓等於正、負電極的平衡電極電勢之差。它只與電極活性物質的種類有關，而與活性物質的數量無關。電池電壓本質上是直流電壓，但在某些特殊條件下，電極反應所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會造成電壓的微小波動，這種現象稱為噪聲。波動的幅度很小但頻率範圍很寬，故可與電路中自激噪聲相區別。
開路電壓
電池在開路狀態下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等於電池在斷路時（即沒有電流通過兩極時）電池的正極電極電勢與負極的電極電勢之差。電池的開路電壓用V開表示，即V開=Ф+-Ф-，其中Ф+、Ф-分別為電池的正負極電極電位。電池的開路電壓，一般均小於它的電動勢。這是因為電池的兩極在電解液溶液中所建立的電極電位，通常並非平衡電極電位，而是穩定電極電位。一般可近似認為電池的開路電壓就是電池的電動勢。
內阻
電池的內阻是指電流通過電池內部時受到的阻力。它包括歐姆內阻和極化內阻，極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。由於內阻的存在，電池的工作電壓總是小於電池的電動勢或開路電壓。電池的內阻不是常數，在充放電過程中隨時間不斷變化（逐漸變大），這是因為活性物質的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內阻遵守歐姆定律，極化內阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關係。常隨電流密度增大而增加。
內阻是決定電池性能的一個重要指標，它直接影響電池的工作電壓，工作電流，輸出的能量和功率，對於電池來說，其內阻越小越好。
充放電速率
有時率和倍率兩種表示法。時率是以充放電時間表示的充放電速率，數值上等於電池的額定容量(安·小時)除以規定的充放電電流（安）所得的小時數。倍率是充放電速率的另一種表示法，其數值為時率的倒數。原電池的放電速率是以經某一固定電阻放電到終止電壓的時間來表示。放電速率對電池性能的影響較大。
阻抗
電池內具有很大的電極-電解質界面面積，故可將電池等效為一大電容與小電阻、電感的串聯迴路。但實際情況複雜得多，尤其是電池的阻抗隨時間和直流電平而變化，所測得的阻抗只對具體的測量狀態有效。
壽命
儲存壽命指從電池製成到開始使用之間允許存放的最長時間，以年為單位。包括儲存期和使用期在內的總期限稱電池的有效期。儲存電池的壽命有乾儲存壽命和濕儲存壽命之分。循環壽命是蓄電池在滿足規定條件下所能達到的最大充放電循環次數。在規定循環壽命時必須同時規定充放電循環試驗的制度，包括充放電速率、放電深度和環境溫度範圍等。
自放電率
電池在存放過程中電容量自行損失的速率。用單位儲存時間內自放電損失的容量占儲存前容量的百分數表示。
電池有關計算
其中E為電動勢,r為電源內阻,內電壓U內=Ir,E=U內+U外
適用範圍:任何電路
閉合電路中的能量轉化:
E=U+Ir
EI=UI+I^2R
P釋放=EI
P輸出=UI
純電阻電路中
P輸出=I^2R
=E^2R/(R+r)^2
=E^2/(R^2+2r+r^2/R)
當 r=R時 P輸出最大,P輸出=E^2/4r (均值不等式)
電池的使用
電池充電
不同電池各有特性，用戶必須依照廠商說明書指示的方法進行充電。在待機備用 狀態下，電話也要耗費電池，如果要進行快速充電，宜先將手機關閉或把電池拆下進行充電。?
快速充電
有些自動化的智慧型型快速充電器當指示燈信號轉變時，只表示充滿了90%，充電 器會自動改用慢速充電將電池完全充滿。用戶最好將電池完全充滿後使用，否則會縮短使用 時間。?
電池記憶效應
如果電池屬鎳鎘電池，長期不徹底充、放電，會在電池內留下痕跡，降低電 池容量，這種現象被稱為電池記憶效應。?
定期消除記憶
方法是把電池完全放電，然後重新充滿。放電可利用放電器或具有放電功能 的充電器，也可以利用手機待機備用模式，如要加速放電可把顯示屏及電話按鍵的照明燈打開。要確保電池能重新充滿，應依照說明書的指示來控制時間，重複充、放電兩至三次。
化學電池
化學電池
分類
乾電池和液體電池的區分。電池由裝滿電解液的玻璃容器和兩個電極組成。推出了以糊狀電解液為基礎的電池，也稱做乾電池。
仍然有“液體”電池。一般是體積非常龐大的品種。如那些做為不間斷電源的大型固定型鉛酸蓄電池或與太陽能電池配套使用的鉛酸蓄電池。對於移動設備，有些使用的是全密封，免維護的鉛酸蓄電池，這類電池已經成功使用了許多年，其中的電解液硫酸是由矽凝膠固定或被玻璃纖維隔板吸付的。 一次性電池和可充電電池 一次性電池俗稱“用完即棄”電池，因為它們的電量耗盡後，無法再充電使用，只能丟棄。常見的一次性電池包括鹼錳電池、鋅錳電池、鋰電池、鋅電池、鋅空電池、鋅汞電池、水銀電池、氫氧電池和鎂錳電池。 可充電電池按製作材料和工藝上的不同，常見的有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳鐵電池、鎳氫電池、鋰離子電池。其優點是循環壽命長，它們可全充放電200多次，有些可充電電池的負荷力要比大部分一次性電池高。普通鎳鎘、鎳氫電池使用中，特有的記憶效應，造成使用上的不便，常常引起提前失效。
理論
電池的理論充電時間：電池的電量除以充電器的輸出電流。
例如：以一塊電量為800MAH的電池為例，充電器的輸出電流為500MA那么充電時間就等於800MAH/500MA=1.6小時，當充電器顯示充電完成後，最好還要給電池大約半個小時左右的補電時間。
燃料電池
燃料電池是一種將燃料的化學能透過電化學反應直接轉化成電能的裝置燃 料電池是利用氫氣在陽極進行的是氧化反應，將氫氣氧化成氫離子，而氧氣在陰極進行還原反應，與由陽極傳來的氫離子結合生成水。氧化還原反應過程中就可以產生電流。燃料電池的技術包括了出現鹼性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固態氧化物燃料電池（SOFC），以及直接甲醇燃料電池（DMFC）等，而其中，利用甲醇氧化反應作為正極反應的燃料電池技術，更是被業界所看好而積極發展。
電池分類
常用的一種是碳－鋅乾電池。負極是鋅做的圓筒，內有氯化銨作為電解質，少量氯化鋅、惰性填料及水調成的糊狀電解質，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質的一根碳棒。電極反應是：負極處鋅原子成為鋅離子（Zn++），釋出電子，正極處銨離子(NH4+)得到電子而成為氨氣與氫氣。用二氧化錳驅除氫氣以消除極化。電動勢約為1.5伏。
種類很多，共同的特點是可以經歷多次充電、放電循環，反覆使用。 鉛蓄電池
鉛蓄電池的電動勢約為2伏，常用串聯方式組成6伏或12伏的蓄電池組。電池放電時硫酸濃度減小，可用測電解液比重的方法來判斷蓄 電池是否需要充電或者充電過程是否可以結束。
鉛蓄電池的優點是放電時電動勢較穩定，缺點是比能量（單位重量所蓄電能）小，對環境腐蝕性強。
由正極板群、負極板群、電解液和容器等組成。充電後的正極板是棕褐色的二氧化鉛（PbO2），負極板是灰色的絨狀鉛（Pb），當兩極板放置在濃度為27%～37%的硫酸(H2SO4)水溶液中時，極板的鉛和硫酸發生化學反應，二價的鉛正離子（Pb2+）轉移到電解液中，在負極板上留下兩個電子(2e-)。由於正負電荷的引力，鉛正離子聚集在負極板的周圍，而正極板在電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛（PbO2）滲入電解液，其中兩價的氧離子和水化合，使二氧化鉛分子變成可離解的一 種不穩定的物質——氫氧化鉛〔Pb（OH4〕）。氫氧化鉛由4價的鉛正離子（Pb4+）和4個氫氧根〔4（OH）-〕組成。4價的鉛正離子（Pb4+）留在正極板上，使正極板帶正電。由於負極板帶負電，因而兩極板間就產生了一定的電位差，這就是電池的電動勢。當接通外電路，電流即由正極流向負極。在放電過程中，負極板上的電子不斷經外電路流向正極板，這時在電解液內部因硫酸分子電離成氫正離子（H+）和硫酸根負離子（SO42-），在離子電場力作用下，兩種離子分別向正負極移動，硫酸根負離子到達負極板後與鉛正離子結合成硫酸鉛(PbSO4)。在正極板上，由於電子自外電路流入，而與4價的鉛正離子（Pb4+）化合成2價的鉛正離子（Pb2+），並立即與正極板附近的硫酸根負離子結合成硫酸鉛附著在正極上。
隨著蓄電池的放電，正負極板都受到硫化，同時電解液中的硫酸逐漸減少，而水分增多，從而導致電解液的比重下降在實際使用中，可以通過測定電解液的比重來確定蓄電池的放電程度。在正常使用情況下，鉛蓄電池不宜放電過度，否則將使和活性物質混在一起的細小硫酸鉛晶體結成較大的體，這不僅增加了極板的電阻，而且在充電時很難使它再還原，直接影響蓄池的容量和壽命。鉛蓄電池充電是放電的逆過程。
鉛蓄電池的工作電壓平穩、使用溫度及使用電流範圍寬、能充放電數百個循環、貯存性能好（尤其適於乾式荷電貯存）、造價較低，因而套用廣泛。採用新型鉛合金，可改進鉛蓄電池的性能。如用鉛鈣合金作板柵，能保證鉛蓄電池最小的浮充電流、減少添水量和延長其使用壽命；採用鉛鋰合金鑄造正板柵，則可減少自放電和滿足密封的需要。此外，開口式鉛蓄電池要逐步改為密封式，並發展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。
鉛晶蓄電池
鉛晶蓄電池套用的是專有技術，所採用的高導矽酸鹽電解質是傳統鉛酸電池電解質的複雜性改型，無酸霧內化成工藝是定型工藝的革新。這些技術工藝均屬國內外首創，該產品在生產、使用及廢棄物中都不存在污染問題，更符合環保要求，由於鉛晶蓄電池用矽酸鹽取代硫酸液作電解質，從而克服了鉛酸電池使用壽命短，不能大電流充放電的一系列缺點，更加符合動力電池的必備條件 ，鉛晶電池也必將對動力電池領域產生巨大的推動作用。
鉛晶蓄電池較鉛酸電池具有無可比擬的優越性：
1、鉛晶電池的使用壽命長
一般鉛酸電池循環充放電都在350次左右，而鉛晶電池在額定容量放電60%的前提下，循環壽命700多次，相當於鉛酸電池壽命的一倍。
2、高倍率放電性能好
特殊的工藝使鉛晶電池具有高倍率放電的特性，一般鉛酸電池放電只有3C，鉛晶電池放電最大可以達到10C。
3、深度放電性能好
鉛晶電池可深度放電到0V，繼續充電可恢復全部額定容量，這一特性相對鉛酸電池來講是難以達到的境界。
4、耐低溫性能好
鉛晶電池的溫度適應範圍比較廣，從-20—50℃都能適應，特別是在-20℃的情況下，放電能達到87%。對廣大低溫地區是不可多得的首選佳品。
5、環保性好
鉛晶電池所採用的新材料、新工藝和新配方，不存在酸霧等揮發的有害物質，對土地、河流等不會造成污染，更加符合環保要求。
也叫愛迪生電池。鉛蓄電池是一種酸性蓄電池，與之不同，鐵鎳蓄電池的電解液是鹼性的氫氧化鉀溶液，是一種鹼性蓄電池。其正極為氧化鎳，負極為鐵。充電、放電的化學反應是
電動勢約為1.3～1.4伏。其優點是輕便、壽命長、易保養，缺點是效率不高。
正極為氫氧化鎳，負極為鎘，電解液是氫氧化鉀溶液，充電、放電的化學反應是
其優點是輕便、抗震、壽命長，常用於小型電子設備。
正極為氧化銀，負極為鋅，電解液為氫氧化鉀溶液。
銀鋅蓄電池的比能量大，能大電流放電，耐震，用作宇宙航行、人造衛星、火箭等的電源。充、放電次數可達約100～150次循環。其缺點是價格昂貴，使用壽命較短。
一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學能直接轉換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外部分別向兩個電極區域連續地補充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料（例如氫、甲烷等）、氧化劑（例如氧和空氣等）、電極和電解液等四部分構成。其電極具有催化性能，且是多孔結構的，以保證較大的活性面積。工作時將燃料通入負極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進行電化學反應以獲得電能。
燃料電池把燃燒反應所放出的能量直接轉變為電能，所以它的能量利用率高，約等於熱機效率的2倍以上。此外它還有下述優點：①設備輕巧；②不發噪音，很少污染；③可連續運行；④單位重量輸出電能高等。因此，它已在宇宙航行中得到套用，在軍用與民用的各個領域中已展現廣泛套用的前景。
把太陽光的能量轉換為電能的裝置。當日光照射時，產生端電壓，得到電流，用於人造衛星、宇宙飛船中的太陽電池是半導體製成的（常用矽光電池）。日光照射太陽電池表面時，半導體PN結的兩側形成電位差。其效率在百分之十以上，典型的輸出功率是5～10毫瓦每平方厘米（結面積）。
兩種金屬接成閉合電路，並在兩接頭處保持不同溫度時，產生電動勢，即溫差電動勢，這叫做塞貝克效應（見溫差電現象），這種裝置叫做溫差電偶或熱電偶。金屬溫差電偶產生的溫差電動勢較小，常用來測量溫度差。但將溫差電偶串聯成溫差電堆時，也可作為小功率的電源，這叫做溫差電池。用半導體材料製成的溫差電池，溫差電效應較強。
把核能直接轉換成電能的裝置(核發電裝置是利用核裂變能量使蒸汽受熱以推動發電機發電，還不能將核裂變過程中釋放的核能直接轉換成電能）。通常的核電池包括輻射β射線（高速電子流）的放射性源（例如鍶-90），收集這些電子的集電器，以及電子由放射性源到集電器所通過的絕緣體三部分。放射性源一端因失去負電成為正極，集電器一端得到負電成為負極。在放射性源與集電器兩端的電極之間形成電位差。這種核電池可產生高電壓，但電流很小。它用於人造衛星及探測飛船中，可長期使用。
經一次放電（連續或間歇）到電池容量耗盡後，不能再有效地用充電方法使其恢復到放電前狀態的電池。特點是攜帶方便、不需維護、可長期（幾個月甚至幾年）儲存或使用。原電池主要有鋅錳電池、鋅汞電池、鋅空氣電池、固體電解質電池和鋰電池等。鋅錳電池又分為乾電池和鹼性電池兩種。
製造最早而至今仍大量生產的原電池。有圓柱型和疊層型兩種結構。其特點是使用方便、價格低廉、原材料來源豐富、適合大量自動化生產。但放電電壓不夠平穩，容量受放電率影響較大。適於中小放電率和間歇放電使用。新型鋅錳乾電池採用高濃度氯化鋅電解液、優良的二氧化錳粉和紙板漿層結構，使容量和壽命均提高一倍，並改善了密封性能。
以鹼性電解質代替中性電解質的鋅錳電池。有圓柱型和鈕扣型兩種。這種電池的優點是容量大，電壓平穩，能大電流連續放電，可在低溫(-40℃)下工作。這種電池可在規定條件下充放電數十次。
由美國S.羅賓發明，故又名羅賓電池。是最早發明的小型電池。有鈕扣型和圓柱型兩種。放電電壓平穩，可用作要求不太嚴格的電壓標準。缺點是低溫性能差（只能在0℃以上使用），並且汞有毒。鋅汞電池已逐漸被其他系列的電池代替。
以空氣中的氧為正極活性物質，因此比容量大。有鹼性和中性兩種系列，結構上又有濕式和乾式兩種。濕式電池只有鹼性一種，用NaOH為電解液，價格低廉，多製成大容量（100安·小時以上）固定型電池供鐵路信號用。乾式電池則有鹼性和中性兩種。中性空氣乾電池原料豐富、價格低廉，但只能在小電流下工作。鹼性空氣乾電池可大電流放電，比能量大，連續放電比間歇放電性能好。所有的空氣乾電池都受環境濕度影響，使用期短，可靠性差，不能在密封狀態下使用。
以固體離子導體為電解質，分高溫、常溫兩類。高溫的有鈉硫電池，可大電流工作。常溫的有銀碘電池，電壓0.6伏，價格昂貴，尚未獲得套用。已使用的是鋰碘電池，電壓2.7伏。這種電池可靠性很高，可用於心臟起搏器。但這種電池放電電流只能達到微安級。
以鋰為負極的電池。它是1960年以後發展起來的新型高能量電池。按所用電解質不同分為：①高溫熔融鹽鋰電池；②有機電解質鋰電池；③無機非水電解質鋰電池；④固體 電解質鋰電池；⑤鋰水電池。鋰電池的優點是單體電池電壓高，比能量大，儲存壽命長（可達10年），高低溫性能好，可在-40～150℃使用。缺點是價格昂貴，安全性不高。另外電壓滯後和安全問題尚待改善。來大力發展動力電池和新的正極材料的出現，特別是磷酸亞鐵鋰材料的發展，對鋰電發展有很大幫助。
最著名的是惠斯頓標準電池，分飽和型和非飽和型兩種。其標準電動勢為1.01864伏(20℃)。非飽和型的電壓溫度係數約為飽和型的1/4。
糊式鋅-錳乾電池
由鋅筒、電糊層、二氧化錳正極、炭棒、銅帽等組成。最外面的一層是鋅筒，它既是電池的負極又兼作容器，在放電過程中它要被逐漸溶解；中央是一根起集流作用的碳棒；緊緊環繞著這根碳棒的是一種由深褐色的或黑色的二氧化錳粉與一種導電材料（石墨或乙炔黑）所構成的混合物，它與碳棒一起構成了電池的正極體，也叫炭包。為避免水分的蒸發，乾電池的上部用石蠟或瀝青密封。鋅-錳乾電池工作時的電極反應為鋅極：Zn→Zn2++2e
紙板式鋅-錳乾電池
在糊式鋅-錳乾電池的基礎上改進而成。它以厚度為70～100微米的不含金屬雜質的優質牛皮紙為基，用調好的糊狀物塗敷其表面，再經過烘乾製成紙板，以代替糊式鋅-錳乾電池中的糊狀電解質層。紙板式鋅-錳乾電池的實際放電容量比普通的糊式鋅-錳乾電池要高出2～3倍。標有“高性能”字樣的乾電池絕大部分為紙板式。
鹼性鋅-錳乾電池
其電解質由汞齊化的鋅粉、35%的氫氧化鉀溶液再加上一些鈉羧甲基纖維素經糊化而成。由於氫氧化鉀溶液的凝固點較低、內阻小，因此鹼性鋅-錳乾電池能在－20℃溫度下工作，並能大電流放電。鹼性鋅-錳乾電池可充放電循環40多次，但充電前不能進行深度放電（保留60%～70%的容量），並需嚴格控制充電電流和充電期終的電壓。
疊層式鋅-錳乾電池
由幾個結構緊湊的扁平形單體電池疊在一起構成。每一個單體電池均由塑膠外殼、鋅皮、導電膜以及隔膜紙、炭餅（正極）組成。隔膜紙是一種吸有電解液的表面有澱粉層的漿層紙，它貼在鋅皮的上面；隔膜紙上面是炭餅。隔膜紙如同糊式乾電池的電糊層，起隔離鋅皮負極和炭餅正極的作用。疊層式鋅-錳乾電池減去了圓筒形糊式乾電池串聯組合的麻煩，其結構緊湊、體積小、體積比容量大，但貯存壽命短且內阻較大，因而放電電流不宜過大。
與同容量的鉛蓄電池相比，其體積小，壽命長，能大電流放電，但成本較高。鹼性蓄電池按極板活性材料分為鐵鎳、鎘鎳、鋅銀蓄電池等系列。以鎘鎳蓄電池為例，鹼性蓄電池的工作原理是：蓄電池極板的活性物質在充電後，正極板為氫氧化鎳〔Ni（OH）3〕，負極板為金屬鎘（Cd）；而放電終止時，正極板轉變為氫氧化亞鎳〔Ni(OH2)〕，負極板轉變為氫氧化鎘〔Cd(OH)2〕，電解液多選用氫氧化鉀（KOH）溶液。
以空氣中的氧氣作為正極活性物質，金屬作為負極活性物質的一種高能電池。使用的金屬一般是鎂、鋁、鋅、鎘、鐵等；電解質為水溶液。其中鋅?空氣電池已成為成熟的產品。
金屬-空氣電池具有較高的比能量，這是因為空氣不計算在電池的重量之內。鋅?空氣電池的比能量是現生產的電池中最高的，已達400瓦·小時/千克（Wh/kg），是一種高性能中功率電池，並正向高功率電池的方向發展。生產的金屬-空氣電池主要是一次電池；研製中的二次金屬-空氣電池為採用更換金屬電極的機械再充電電池。由於金屬-空氣電池工作時要不斷地供應空氣，因此它不能在密封狀態或缺少空氣的環境中工作。此外，電池中的電解質溶液易受空氣濕度的影響而使電池性能下降；空氣中的氧會透過空氣電極並擴散到金屬電極上，形成腐蝕電池引起自放電。
鋰錳電池
* 大功率型:
o CR14250SL; CR14335SL; CR14505SL; CR2SL; CR123ASL;
o CR17285SL; CR17335SL; CR17450SL; CR17505SL; CR17505SL;
o CR18505SL; CR20505SL; CR26500SL; CR26600SL; CR34615SL;
o 2CR5SL; CR-P2SL
* 標稱電壓: 3.0V
* 容量: 650至10,000mAh
* 結構: 螺旋結構，雷射密封。最適用於高電流放電持續以及脈衝電流
* 大容量類型:
o CR14250BL; CR14335BL; CR14505BL; CR17335BL; CR17450BL
* 線軸結構，雷射密封
* 適合低電流長期使用
納米電池
納米即10-9米,納米電池即用納米材料(如納米MnO2,LiMn2O4,Ni(OH)2等)製作的電池,納米材料具有特殊的微觀結構和物理化學性能(如量子尺寸效應,表面效應和隧道量子效應等。國內技術成熟的納米電池是納米活性碳纖維電池。主要用於電動汽車，電動摩托，電動助力車上。該種電池可充電循環1000次，連續使用達10年左右一次充電只需20分鐘左右，平路行程達400km，重量在128kg，已經超越美日等國的電池汽車水平。它們生產的鎳氫電池充電約需6-8小時平路行程300km。
磷酸鐵鋰電池
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。 鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是絕大多數鋰離子電池使用的正極材料，而其它正極材料由於多種原因，市場上還沒有大量生產。磷酸鐵鋰也是其中一種鋰離子電池。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。磷酸鐵鋰電池具有超長壽命、使用安全、可大電流快速放電、耐高溫、大容量、無記憶效應、體積小、重量輕、綠色環保等諸多優點；因此該電池又列入了“十五”期間的“863”國家高科技發展計畫，成為國家重點支持和鼓勵發展的項目。
電池的型號
一般分為：1、2、3、5、7號，其中5號和7號尤為常用，所謂的AA電池就是5號電池，而AAA電池就是7號電池！AA、AAA都是說明電池型號的。
例如：
AA就是我們通常所說的5號電池，一般尺寸為：直徑14mm，高度49mm；
AAA就是我們通常所說的7號電池，一般尺寸為：直徑11mm，高度44mm。
其他型號
說說常見的“AAAA，AAA，AA，A，SC，C，D，N，F”這些型號
AAAA型號少見，一次性的AAAA勁量鹼性電池偶爾還能見到，一般是電腦筆裡面用的。標準的AAAA(平頭)電池高度41.5±0.5mm，直徑8.1±0.2mm。
AAA型號電池就比較常見，一般的MP3用的都是AAA電池，標準的AAA(平頭)電池高度43.6±0.5mm，直徑10.1±0.2mm。
只有一個A表示型號的電池不常見，這一系列通常作電池組裡面的電池芯，我經常給別人換老攝像機的鎳鎘，鎳氫電池，幾乎都是4/5A，或者4/5SC的電池芯。標準的A(平頭)電池高度49.0±0.5mm，直徑16.8±0.2mm。
SC型號也不常見，一般是電池組裡面的電池芯，多在電動工具和攝像機以及進口設備上能見到，標準的SC(平頭)電池高度42.0±0.5mm，直徑22.1±0.2mm。
C型號也就是二號電池，用途不少，標準的C(平頭)電池高度49.5±0.5mm，直徑25.3±0.2mm。
D型號就是一號電池，用途廣泛，民用，軍工，特異型直流電源都能找到D型電池，標準的D(平頭)電池高度59.0±0.5mm，直徑32.3±0.2mm。
N型號不常見，我還不知道啥東西裡面用，標準的N(平頭)電池高度28.5±0.5mm，直徑11.7±0.2mm。
F型號電池，電動助力車，動力電池的新一代產品，大有取代鉛酸免維護蓄電池的趨勢，一般都是作電池芯（個人見解：其實個太大，不好單獨使用，呵呵）。標準的F(平頭)電池高度89.0±0.5mm，直徑32.3±0.2mm。
大家注意到，（平頭）字樣，指的是電池正極是平的，沒有突起，使用做電池組點焊使用的電池芯，一般同等型號尖頭的（可以用作單體電池供電的），在高度上就多了0.5mm。以此類推，我不逐一解釋。還有，電池很多的時候並不是規規矩矩的“AAA，AA，A，SC，C，D，N，F”這些主型號，前面還時常有分數“1/3，2/3，1/2，2/3，4/5，5/4，7/5”，這些分數表示的是池體相應的高度，例如“2/3AA”就是表示高是一般AA電池的2/3的充電電池；再如“4/5A”就是表示高是一般A電池的4/5的充電電池。
還有一種型號表示方法，是五位數字，例如，14500，17490，26500，前兩位數字是指池體直徑，後三位數字是指池體高，例如14500就是指AA電池，即大約14mm直徑，50mm高
電池的回收
鋅錳乾電池的處理
(1) 濕法冶金法
該法基於Zn，MnO2可溶於酸的原理，將電池中的Zn，MnO2與酸作用生成可溶性鹽進入溶液，溶液經過淨化後電解生產金屬鋅和電解MnO2或生產其它化工產品、化肥等。濕法冶金又分為焙燒-浸出法和直接浸出法。
焙燒-浸出法是將廢電池焙燒，使其中的氯化銨、氯化亞汞等揮發成氣相併分別在冷凝裝置中回收，高價金屬氧化物被還原成低價氧化物，焙燒產物用酸浸出，然後從浸出液中用電解法回收金屬，焙燒過程中發生的主要反應為： MeO+C→Me+CO↑A（s）→A（g）↑
浸出過程發生的主要反應： Me+2H+→Me2++H2↑MeO+2H+→Me2++H2O
電解時，陰極主要反應： Me2++2e→Me
直接浸出法是將廢乾電池破碎、篩分、洗滌後，直接用酸浸出其中的鋅、錳等金屬成分，經過濾，濾液淨化後，從中提取金屬並生產化工產品。
反應式為：
MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+2HCl→MnCl2+H2OMn2O3+6HCl→2MnCl2+Cl2↑+3H2OMnCl2+NaOH→Mn(OH)2+2NaClMn(OH)2+氧化劑→MnO2↓+2HCl
電池中的Zn以ZnO的形式回收，反應式如下：
Zn2++2OH－→ZnO2－→Zn(OH)2（無定型膠體）→ZnO（結晶體）+H2O
(2) 常壓冶金法
該法是在高溫下使廢電池中的金屬及其化合物氧化、還原、分解和揮發以及冷凝的過程。
方法一：在較低的溫度下，加熱廢乾電池，先使汞揮發，然後在較高的溫度下回收鋅和其它重金屬。
方法二：先在高溫下焙燒，使其中的易揮發金屬及其氧化物揮發，殘留物作為冶金中間產品或另行處理。
濕法冶金和常壓治金處理廢電池，在技術上較為成熟，但都具有流程長、污染源多、投資和消耗高、綜合效益低的共同缺點。1996年，日本TDK公司對再生工藝作了大膽的改革，變回收單項金屬為回收做磁性材料。這種做法簡化了分離工序，使成本大大降低，從而大幅度提高了乾電池再生利用的效益。近年來，人們又開始嘗試研究開發一種新的冶金法--真空冶金法：基於廢電池各組分在同一溫度下具有不同的蒸氣壓，在真空中通過蒸發與冷凝，使其分別在不同溫度下相互分離從而實現綜合利用和回收。由於是在真空中進行，大氣沒有參與作業，故減小了污染。雖然目前對真空冶金法的研究尚少，且還缺乏相應的經濟指標，但它明顯克服了濕法冶金法和常壓冶金法的一些缺點，因而必將成為一種很有前途的方法。
鉛蓄電池的處理
鉛蓄電池體積較大且鉛的毒性較強，所以在各類電池中，最早進行回收利用，故其工藝也較為完善並在不斷發展中。
在廢鉛蓄電池的回收技術中，泥渣的處理是關鍵，廢鉛蓄電池的泥渣物相主要是PbSO4，PbO2，PbO，Pb等。其中PbO2是主要成分，它在正極填料和混合填料中所占重量為41%～46%和24%～28%。因此，PbO2還原效果對整個回收技術具有重要的影響，其還原工藝有火法和濕法兩種。火法是將PbO2與泥渣中的其它組分PbSO4，PbO等一同在冶金爐中還原冶煉成Pb。但由於產生SO2和高溫Pb塵第二次污染物，且能耗高，利用率低，故將會逐步被淘汰。濕法是在溶液條件下加入還原劑使PbO2還原轉化為低價態的鉛化合物。已嘗試過的還原劑有許多種。其中，以硫酸溶液中FeSO4還原PbO2法較為理想，並具有工業套用價值。
硫酸溶液中FeSO4還原PbO2，還原過程可用下式表示：
PbO2（固）+2FeSO4（液）+2H2SO4（液）→PbSO4（固）+Fe2(SO4)3（液）+2H2O
此法還原過程穩定，速度快，還可使泥渣中的金屬鉛完全轉化，並有利於PbO2的還原：
Pb（固）+Fe2(SO4)3（液）→PbSO4（固）+2FeSO4（液）Pb（固）+PbO（固）+2H2SO4（液）→2PbSO4（固）+2H2O
還原劑可利用鋼鐵酸洗廢水配製，以廢治廢。Ni－MH電池、新型的鋰離子電池隨著近年手持電話和電子設備的發展得到了大量的套用。在日本，Ni－MH電池的產量，1992年達1800萬隻，1993年達7000萬隻，到2000年已占市場份額的近50%。可以預計，在不久的將來，將會有大量的廢Ni－MH電池產生。這些廢Ni－MH電池的正、負極材料中含有許多有用金屬，如鎳、鈷、稀土等。因此，回收Ni－MH電池是十分有益的，有關它們的再生利用技術亦在積極開發中。
鋰離子電池的處理
鋰離子電池處理工藝為先將電池焚燒以除去有機物，再篩選去鐵和銅後，將殘餘粉加熱並溶於酸中，用有機溶媒便可提出氧化鈷，可用作顏料、塗料的製作原料 。
鎳氫電池的處理
一、失效負極合金粉的回收處理
將失效MH/Ni電池外殼剝開，從電池芯中分選出負極片，用超音波震盪和其它物理方法，得到失效負極粉，再經化學處理得到處理後的負極粉，將此負極粉壓片，在非自耗真空電弧爐中反覆熔煉3～4次。除去熔煉鑄錠表面的氧化層，將其破碎，混合均勻後，用ICP方法測其混合稀土、鎳、鈷、錳、鋁各元素的百分含量，根據儲氫合金元素流失的不同，以鎳元素的含量為基準，補充其它必要元素，再進行冶煉，最終得到性能優良的回收合金。
二、失效MH/Ni電池負極合金的回收
將失效負極粉採用化學處理的方法，利用處理液對合金表面的浸蝕，破壞合金表面的氧化物，但又要使合金中未氧化的其它元素及導電劑受到的浸蝕影響降至最小。採用0 5mol·L-1的醋酸溶液，將失效合金粉在室溫下處理0.5h，再用蒸餾水洗滌、真空條件下乾燥。結果看出，AB5型儲氫合金的主體結構沒有變，仍屬於 CaCu5型六方結構，但負極粉中Al(OH)3和La(OH)3的雜相基本完全消失，說明這些氧化物經化學處理後，表面的氧化物幾乎完全被溶解掉。將化學處理後的失效負極粉與製作電池用的原合金粉以及未經化學處理的失效合金粉，做充放電性能對比，經過化學處理的失效負極粉的放電比容量比未經化學處理的失效負極粉高23mAh·g-1，說明經過化學處理以後，由於表面氧化物被大部分除去，使失效負極粉中儲氫合金的有效成分增加。
XPS測試結果表明，負極粉表面鎳原子的濃度由化學處理前的6.79%升高到9.30%，這說明經過化學處理以後，合金的表面形成了具有較高電催化活性的富鎳層,這不但提高了儲氫電極的電催化活性，而且也提供了氫原子的擴散途徑，因而使電極的放電性能提高。但經過化學處理的失效負極粉與製作電池用的原合金粉相比較，放電比容量仍低90mAh·g-1，一方面可能是由於合金的氧化不僅僅是局限於表面，也可能會深入到合金的內部，化學處理僅僅是將表面的氧化物除去，顆粒內部的深層氧化並沒有被完全除去;另一方面可能是由於合金的粉化使比表面積增大，同時使合金與O2反應以及受電解液的腐蝕更加容易，兩方面原因共同作用導致合金的放電性能下降。所以，僅僅通過化學處理的方法並不能使失效負極恢復功能，還需進行熔煉處理。
將上述經過化學處理的負極粉，於非自耗電弧爐中進行第一次冶煉。將所得合金鑄錠拋光，去除表面雜質後，分析各元素含量，結果可以看出合金中的元素含量偏離原合金，鎳含量遠大於原合金粉中的鎳含量，這是因為在製作電極的過程中加入鎳粉做導電劑，為了有效的利用它，以它為基準，調整其它元素的含量使其符合組成為MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比，進行第二次冶煉。冶煉後，將得到的合金鑄錠破碎，研磨後，測其結構，為CaCu5型，沒有其它雜相生成。
將回收的合金粉做充放電性能測試，可以看出，回收合金粉的放電容量比失效負極粉高約100mAh·g-1，與原合金粉的放電容量相比基本相同，並且回收合金粉的放電平台壓比原合金粉的放電平台壓高約20mV左右，這可能是由於合金回收的過程中經過數次熔煉,使合金的成分和微觀結構得到了改善的原因。
電池與環保
廢舊電池潛在的污染已引起社會各界的廣泛關注。我國是世界上頭號乾電池生產和消費大國，有資料表明，我國有1400多家電池生產企業，1980年乾電池的生產量已超過美國而躍居世界第一。1998年我國乾電池的生產量達到140億隻，而同年世界乾電池的總產量約為300億隻。
如此龐大的電池數量，使得一個極大的問題暴露出來，那就是如何讓這么多的電池不去破壞污染我們生存的環境。據我們調查，廢舊電池內含有大量的重金屬以及廢酸、廢鹼等電解質溶液。如果隨意丟棄，腐敗的電池會破壞我們的水源，侵蝕我們賴以生存的莊稼和土地，我們的生存環境面臨著巨大的威脅。如果一節一號電池在地里腐爛，它的有毒物質能使一平方米的土地失去使用價值；扔一粒紐扣電池進水裡，它其中所含的有毒物質會造成60萬升水體的污染，相當於一個人一生的用水量；廢舊電池中含有重金屬鎘、鉛、汞、鎳、鋅、錳等，其中鎘、鉛、汞是對人體危害較大的物質。而鎳、鋅等金屬雖然在一定濃度範圍內是有益物質，但在環境中超過極限，也將對人體造成危害。廢舊電池滲出的重金屬會造成江、河、湖、海等水體的污染，危及水生物的生存和水資源的利用，間接威脅人類的健康。廢酸、廢鹼等電解質溶液可能污染土地，使土地酸化和鹽鹼化，這就如同埋在我們身邊的一顆定時炸彈。因此，對廢舊電池的收集與處置非常重要，如果處置不當，可能對生態環境和人類健康造成嚴重危害。隨意丟棄廢舊電池不僅污染環境，也是一種資源浪費。有人算了一筆帳以全國每年生產100億隻電池計算，全年消耗15.6萬噸鋅，22.6萬噸二氧化錳，2080噸銅，2.7萬噸氯化鋅，7.9萬噸氯化銨，4.3萬噸碳棒。儘管先進的科技已給了我們正確的指向，但我國的電池污染現象仍不容樂觀。我國的大部分廢舊電池混入生活垃圾被一併埋入地下，久而久之，經過轉化使電池腐爛，重金屬溶出，既可能污染地下水體，又可能污染土壤，最終通過各種途徑進入人的食物鏈。生物從環境中攝取的重金屬經過食物鏈的生物放大作用，逐級在較高級的生物中成千上萬倍地富集，然後經過食物鏈進入人的身體，在某些器官中積蓄造成慢性中毒，日本的水俁病就是汞中毒的典型案例。
電池一般分為一次性電池和充電電池。主要的一次性電池包括鋅錳電池(含鋅及二氧化錳)、鋅汞電池（含鋅及氧化汞）及鋰電池等幾類。主要的充電電池則包括鎘—鎳、鐵—鎳、鋅—銀、鋅—空氣和鋰—硫化鐵及鉛酸蓄電池等。我們日常生活中使用最多的是鋅錳電池及鋅汞電池，而使電池造成污染的主要是汞（Hg）和鎘(Cd)。
汞的毒性
汞即我們俗稱的“水銀”，是一種常溫下為液體的物質，可以阻止電池中陰極金屬鋅的氧化，這一作法提高了電池的貯存壽命。因此，早在以前採用的鋅做陰極度的電池幾乎都有一定量的汞做防腐劑。但是汞和汞的化合都具有神經毒性，對內分泌系統，免疫系統等也有不良影響，它會引發人的口齒不清、步態不穩、四肢麻痹，最後導致全身痙攣，精神失常而死。
長期以來，我國在生產乾電池時，要加入一種有毒物質——汞或汞的化合物。我國的鹼性乾電池的汞含量達1%~5%，中性乾電池為0.025%，全國每年用於生產乾電池的汞就達幾十噸之多。隨著科技的進步，電池開始逐漸實行低汞化和無汞化，汞的代替品表面活性劑Forafac氟化聚合物，在防止鋅的腐蝕上取得了良好的效果。
廢棄在自然界電池中的汞會慢慢從電池中溢出來，進入土壤或水源，再在微生物的作用下，無機汞可以轉化成甲基汞，聚集在魚類的身體裡，人食用了這種魚後，甲基汞會進入人的大腦細胞，使人的神經系統受到嚴重破壞，重者會發瘋致死。著名的日本水俁病就是甲基汞所致。
鎘的毒性
鎘不是人體所必需的痕量元素，新生嬰兒體內並沒有鎘，而是隨著年齡的增長，逐漸累積起來的。鎘具有腎毒性，它所致的腎損傷是不可逆的。同時腎損傷後還可能繼發骨質疏鬆、軟骨症和骨折。在1993年，國際抗癌聯盟就將鎘定為IA級致癌物。基於以上原因，許多已開發國家已建議禁止使用鎘鎳電池而鎳氫電池已取代鎘鎳電池，避免了鎘的使用。而我國的絕大多數電池生產企業仍用鎘作為生產電池的原料，使得電池的危害進一步加大。長期食用受鎘污染的水和食物，可導致骨痛病，鎘進入人體後，引起骨質軟化骨骼變形，嚴重時形成自然骨折，以致死亡。
錳的毒性
過量的錳蓄積於體內可引起神經功能障礙，早期表現為綜合性功能紊亂，較重的出現言語單調，表情呆板，感情冷漠，伴有精神症狀。
鉛的毒性
鉛主要作用於神經系統、造血系統、消化系統、和肝、腎等器官，能抑制血紅蛋白的的合成代謝，還能直接作用於成熟紅細胞，對嬰、幼兒的毒害很大，它將導致兒童體格發育遲緩，慢性鉛中素的兒童智力低下。
鎳的毒性
鎳粉溶解於血液，參加體內循環，有較強毒性，能損害中樞神經，引起血管變異，嚴重者導致癌症。
鋅的毒性
鋅是人體不可缺少的元素，毒性較低，口服1000mg的硫酸鋅才會使人急性中毒，但吸入氧化鋅煙塵會引起中毒。其症狀為全身疲乏，肌肉疼痛，呼吸困難、嘔吐、腹瀉，嚴重時心臟衰弱、虛脫、痙攣後死亡。硫酸鋅、氯化鋅侵入皮膚黏膜時，可產生皮炎和潰瘍。鋅對魚類和水生生物的毒性比對人的毒性大，故漁業水質要求為每升水中鋅的含量不得超過0.1mg。
廢電池的回收
廢電池雖小，危害卻甚大。但是，由於廢電池污染不像垃圾、空氣和水污染那樣可以憑感官感覺得到，具有很大的隱蔽性，所以沒有得到應有的重視。我國以成為電池生產和消費的大國，廢電池污染是迫切需要解決的一個重大環境問題。
據環保專家介紹，在廢電池中每回收1000克金屬，其中就有82克汞、88克鎘，可以說，回收處置廢電池不僅處理了污染源，而且也實現了資源的回收再利用。國外已開發國家對廢電池的回收與利用極為重視。西歐許多國家不僅在商店，而且直接在大街上都設有專門的廢電池回收箱，廢電池中95%的物質均可以回收，尤其是重金屬回收價值很高。如國外再生鉛業發展迅速，現有鉛生產量的55%均來自於再生鉛。而再生鉛業中，廢鉛蓄電池的再生處理占據了很大比例。100千克廢鉛蓄電池可以回收50～60千克鉛。對於含鎘廢電池的再生處理，國外已有較成熟的技術，處理100千克含鎘廢電池可回收20千克左右的金屬鎘，對於含汞電池則主要採用環境無害化處理手段防止其污染環境。而我國在這方面的管理相當薄弱。
根治電池與環保衝突的辦法：
推廣無汞鹼性電池，對廢舊電池分散處理是比較妥善的辦法。國內外的實驗數據表明，一次性電池的污染控制提倡以電池生產的無汞化來實現，國家不鼓勵以環境保護為目的的集中收集。
廢舊電池對環境的污染主要來自電池中的汞和鎘等化學元素，這些是電池生產過程中的添加劑。
中國電池工業協會公布了第一批11個無汞“綠色環保鹼錳電池產品”，包括南孚、雙鹿、555、白象、火車、長虹、野馬、高力、三圈等品牌的鹼錳電池產品。這11家骨幹企業鹼錳電池都能夠長期儲存，電量穩定，而其汞含量均在0.0001%以下，其中南孚等3個品牌的鹼錳電池的汞含量只有0.00002%，大大低於限量。這樣的汞含量，接近甚至低於未被污染的土壤中自然存在的汞含量，廢棄的無汞鹼錳電池可以與生活垃圾混合收集和填埋。
電路設計
1 電路設計
1.1 電路概述
鋰離子電池保護電路包括過度充電保護、過電流/ 短路保護和過放電保護等,該電路就是要確保這樣的過度充電及放電狀態時的安全,並防止特性劣化。它主要由集成保護電路IC、貼片電阻、貼片電容、場效應管(MOSFET) 、有的還有熱敏電阻(NTC) 、識別電阻( ID) 、保險絲( FUSE) 等構成。其電路圖如圖1所示。
鋰離子電池保護電路圖
其中集成保護電路IC 用來檢測保護電路當前的電壓、電流、時間等參數以此來控制場效應管的開關狀態;場效應管(MOSFET) 則根據保護IC 來控制迴路中是否有需開或關; 貼片電阻用作限流; 貼片電容作用為濾波、調節延遲時間;熱敏電阻用來檢測電池塊內的環境溫度; 保險絲防止流過電池的電流過大,切斷電流迴路。
1.2 電路原理及參數確定
1.2.1 過度充電保護
當充電器對鋰電池過度充電時,鋰電池會因溫度上升而導致內壓上升,需終止當前充電的狀態。此時,集成保護電路IC 需檢測電池電壓,當到達4.25V 時(假設電池過充電壓臨界點為4.25 V) 即激活過度充電保護,將功率MOS 由開轉為切斷,進而截止充電。另外,為防止由於噪音所產生的過度充電而誤判為過充保護,因此需要設定延遲時間,並且延遲時間不能短於噪音的持續時間以免誤判。過充電保護延時時間tvdet1計算公式為:
t vdet1 = { C3 ×( Vdd - 0. 7) }/ (0. 48 ×10 - 6 ) (1)
式中: Vdd為保護N1 的過充電檢測電壓值。
簡便計算延時時間: t = C3/ 0. 01 ×77 (ms) (2)
如若C3 容值為0.22 F ,則延時值為:0. 22 /0. 01 ×77 = 1694 (ms)
1.2.2 過度放電保護
在過度放電的情況下,電解液因分解而導致電池特性劣化,並造成充電次數的降低。過度放電保護IC 原理:為了防止鋰電池的過度放電狀態,假設鋰電池接上負載,當鋰電池電壓低於其過度放電電壓檢測點(假定為2.3 V) 時將激活過度放電保護,使功率MOS FET 由開轉變為切斷而截止放電,以避免電池過度放電現象產生,並將電池保持在低靜態電流的待機模式,此時的電流僅0.1μA 。當鋰電池接上充電器,且此時鋰電池電壓高於過度放電電壓時,過度放電保護功能方可解除。另外,考慮到脈衝放電的情況,過放電檢測電路設有延遲時間以避免產生誤動作。
1.2.3 過電流及短路電流保護
因為不明原因(放電時或正負極遭金屬物誤觸) 造成過電流或短路,為確保全全,必須使其立即停止放電。過電流保護IC 原理為,當放電電流過大或短路情況產生時,保護IC 將激活過(短路) 電流保護,此時過電流的檢測是將功率MOSFET 的Rds (on) 當成感應阻抗用以監測其電壓的下降情形,如果比所定的過電流檢測電壓還高則停止放電,運算公式為:
V_ = I ×Rds ( on) ×2 ( V_為過電流檢測電壓, I 為放電電流) (3)假設V_ = 0. 2V , Rds (on) = 25 mΩ,則保護電流的大小為I = 4 A 。
同樣,過電流檢測也必須設有延遲時間以防有突發電流流入時產生誤動作。通常在過電流產生後,若能去除過電流因素(例如馬上與負載脫離) ,將會恢復其正常狀態,可以再進行正常的充放電動作。
2 結束語
在進行保護電路設計時使電池充電到飽滿的狀態是使用者很關心的問題,同時兼顧到安全性問題,因此需要在達到容許電壓時截止充電狀態。要同時符合這兩個條件,必須有高精密度的檢測器,檢測器的精密度為25 mV 。另外還必須考慮到集成保護電路IC 功耗、耐高電壓問題。此外為了使功率MOSFET的Rds ( on) 在充電電流與放電電流時有效套用, 需使該阻抗值儘量低, 該阻抗約為20～30 mΩ,這樣過電流檢測電壓就可較低。
