鎳鎘電池怎麼充電_鎳鎘電池充電方法

鎳鎘電池怎麼充電_鎳鎘電池充電方法

網絡整理 發表於 2019-12-03 09:42:16

　　鎳鎘電池充電方法

　　鎳鎘電池是靠化學物質的反應來動作，化學材料往往會自我消耗，在溫度高的環境下自我消耗的情形會較嚴重，容量會降低，也可能會有漏液與生鏽的情形，在高溫下進行充放電更是會對電池造成破壞降低壽命。鎘鎳電池可穩定工作的溫度範圍還算很廣，充電約0~45℃，放電約-20~60℃，保存約-30~45℃，平常最好保存於較冷但不潮溼的地方。溫度對於電池的壽命以及充放電特性影響很大，充放電時若環境溫度越高，則電池的材質受到破壞，極版之活性物質的功能降低使容量減小，陽極陰極隔離版間的隔離版絕緣降低造成短路，且溫度升高電池之電壓也變得較低，充放電效率降低了許多，電池的容量大大地減少。因此除非使用的鎳鎘電池是耐熱型的，否則充放電時應留意電池的溫度，不要使用過大之電流充放電以免溫度過高。

　　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，當電池儲存的電量達到飽和電極材料無法繼續充電時，若繼續充電則電解液會起電解，並且在陽極產生氧氣，在陰極產生氫氣，如此會在密封的電池內部造成內部壓力上升，會對電池內部結構造成破壞。像這種現象稱之為過度充電。

　　為了避免過充電電池遭毀損，通常將陰極之容量製作得比陽極容量大，如此當過度充電時陽極會先達到飽和並產生氧氣，而陰極卻未飽和而不會產生氫氣，陽極產生的氧氣擴散到陰極之後會與充電產生的金屬鎘起化學反應吸收掉氧氣，且此反應的速度與金屬鎘產生的速度平衡，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，電池的內壓過大會將電池的安全閥推開，氫氣和氧氣會洩漏到電池外部，直到壓力降低安全閥關閉電池才又再密封起來。但是氣體的洩漏已使得內部化學材料減少，造成電池壽命的縮短。

　　充電電壓的變化

　　電池過度充電時，因為陽極產生的氧氣與陰極起化學反應會產生熱，使得電池溫度會上升外殼發燙。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，電壓不再上升轉而由峰值開始下降。

　　標稱電壓

　　鎳鎘電池在標準放電條件下放電時，電壓會緩緩地下降直到當電量幾乎釋放完時，電壓會大幅度地下降，此電壓值稱之為標稱電壓。一般鎳鎘電池的標稱電壓為1.2V，與一般乾電池標註的1.5V是相同意思，都是標註於電池外殼上面。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，當電壓降到所要求的準位時就不再讓它繼續放電，稱為放電終止，而此電壓準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，電壓放電到此準位時電量幾乎已經放光了，此狀況稱為完全放電。若鎳鎘電池已經完全放電了還不移掉負載而讓它繼續放電下去，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稱電壓1.2V左右。

　　過度放電

　　鎳鎘電池的一大致命傷就是被過度放電，將放電終止電壓設定在此狀況下，不但沒有電力可以推動負載，對電池壽命也會造成損害。而且一旦不慎讓電壓繼續下降到幾乎等於0V時，就算想終止放電把負載移走恐怕也來不及了，電池的電壓無法再自動回升，一般的充電器也無法再把電充進去，它的電壓會一直固定住停留在0V不動。此刻的它就像是中風似的癱瘓在那邊，就別說折壽了，更是往往一命嗚呼哀哉不能再使用了。

　　電池容量的定義

　　電池的容量係指對電池放電，直到電壓降到終止電壓為止，在這期間所能取得的放電電荷量。若是在規定的電流和溫度等標準放電條件下，對充飽電的電池進行放電直到放電終止，所得到的容量稱之為額定容量（或標稱容量）。容量的大小與其所消耗的電極材料之活性物質的量有關，而標準放電條件則是依照電池種類的不同有所規定。容量是根據電池的放電反應來定義，而非充電反應來定義，因此我們常說的電池容量有多大，是指放電時可得到的累積放電電荷量有多少，而非充電時流進去的電荷量有多少。

　　電池容量的表示法

　　電池的容量的大小，可以用［（放電電流）x（電壓降到放電終止電壓所經之放電時間）］，計算後所得到的值來表示。之前所介紹的基本電學公式中，電量為電流x時間，單位是庫侖（Q），電池若以多少庫侖來表示電池容量的話，可能是比較不好理解，因此電池的容量都是把電流x時間的值，直接以C=IT（單位以mAh或Ah）來表示，其中C是容量（與庫侖是同意義），I是電流，A是安培，mA表示電流大小為豪安（千分之一安培，A），h代表小時（hour），也就是說以千分之一安培的電流放電一小時所累積的放電量為1mAh。因此C=IxT=多少mAh，mAh就是庫侖的等效表示方式。通常電池的外殼包裝上面都會標明電池的額定容量，用來表示該電池的最大容量。新的鎳鎘電池在第一次充放電時容量都可以達額定容量，但容量會隨著充放電次數的增加而減少。

　　例子：以1安培電流放電需要二小時才能將電池電量放光，那麼電池容量約為2000mAh。若將電池容量以庫侖來表示的話，那麼C=IxT=1Ax7200sec=7200庫倫。您是不是也發現用2000mah來表示比用7200庫倫來表示比較不空洞而明了多了呢？

　　C表示式

　　電池除了以安培（或毫安）做單位來表示電池的充放電流大小之外，也使用英文字母C（capacity）來當作額定容量（電流x時間）之電流部分，以它做為電流大小衡量的單位。比如說額定容量600mAh的電池，C就是600mA的意思，所以電流1C就是600mA，電流2C就是1.2mA，電流0.1C就是60mA。以後購買電池時若在規格上找不到充放電流的安培數時，請先別著急，別忘了找找看有沒有寫著多少C喔。

　　充放電率

　　所謂充（放）電率是將全部容量的電荷放（充）完所需要的時間，做為充（放）電時的標準速度。一般用來說明放（充）電的速度是多少，比如說二小時率的放電，是指用0.5C的電流，在二個小時的時間將電池全部容量放完。20分鐘率表示用3C的電流在20分鐘內將電池額定電量全部放完。在廠商的電池規格書上面，也常使用小時率來表示標準放電時間，只要根據額定容量來換算就知道標準放電電流是多少了。通常廠商提供的規格上額定容量是以溫度20℃，而放電是以5小時率0.2C的條件來量測。

　　充電效率

　　電池不可能充多少電量進去就能儲存有多少電量，一定會有所耗損，除了陽極和陰極漏電間的絕緣體漏電之外，材料也不可能無瑕地儲存所有電量。電池放電時取出的電量與充電時流進去電池的電量之比，稱之為充電效率。

　　通常電池廠商都是建議充電量必須為額定容量的1.5倍，才能將電池充飽。也就是說若以0.1C的電流充電需要充15小時，以3C的電流充電需要充半小時，雖理論填充量是額定容量的1.5倍，但實際填充量差不多剛好為額定容量。

　　利用率

　　雖然理論上電池的額定容量很大，但實際上充飽電後再放電時可得到的電量卻往往小於理論容量，表示電池可儲存的實際儲存容量並沒有那麼大，此實際容量相對於理論容量的比率稱之為利用率。通常電池的放電電流越大，或者周遭溫度降低時，利用率會減小。

　　放電深度

　　電池放電時所放電量與所儲存電量的比率稱之為放電深度，比百分比表示。例如放電深度20%表示電量放電到剩下80%電量的程度。

　　周期壽命

　　通常鎳鎘電池在應用上都是拿來做反覆充電與放電的周期性工作，電池的壽命是有限的，容量不可能一直保持而不下降，在一定的工作條件之下反覆充放電之後，電池的容量會下降到額定容量的80%（或定義在60%）。此反覆充放電的次數稱之為周期壽命，周期壽命越高表示該電池的使用壽命越長。有些電池的參考規格上面會標明充放電周期，寫著放電深度多少時約多少次，意旨周期壽命。隨著充放電流、放電深度與其它充放條件的不同，周期壽命也隨著變化，尤其是使用大電流充放電時，一定會有壽命縮短的現象。現在的鎳鎘電池只要依照購買時廠商所附的說明正常地使用，通常都可以反覆使用500次以上。

　　電池內阻與電壓

　　電池是有內阻的電壓源，可以視為是一個理想電壓源（沒有內阻）串聯一電阻輸出。未接負載時電池兩端量到的端電壓就是理想電壓源的電壓，稱之為開路電壓，當電池外接負載時，負載與內阻串聯接到理想電壓源上，因此負載上所得到的分壓也就是電池的端電壓，會小於理想電壓源的電壓，稱之為閉路電壓。電池的內阻越高則負載可分得的電壓就越小，因此理想的電池是沒有內阻。

　　鎳鎘電池的內部電阻非常的低，一般只有幾毫奧姆到數十毫奧姆左右，因此外接大小不同之負載時放電電壓還是很穩定，放電電流曲線很平坦，可以做大電流放電使用。一般乾電池內阻動輒數奧姆，放電電壓不穩定放電電流曲線不平坦，相較之下鎳鎘電池屬於特性較理想的電池。

　　鎳鎘電池充電步驟

　　第1步：請確認電池已經完全康復出院。NiCads表現最好的時候從一個完全空白的狀態充電。

　　第2步：檢查以確保你有適當類型的充電器-鎳鎘電池不會在充電鎳金屬氫化物（NiMH）電池，這是一個不同的配方設計的充電器正常。重要的是要確保你的充電器是有能力處理NiCads因為不匹配可能會導致爆炸或火災化學。一些充電器在這種情況下給予支持選項-將有一個開關來選擇NiCads。

　　第3步：選擇您充電時間的速度。鎳鎘電池充電最好在一段時間較長，但一些充電器給您選擇，以加快收費。隨著時間的推移，這將拖垮電池的壽命。

　　第4步：讓你的電池充電。這可能需要長達12小時。

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