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便攜式電子產品以電池作為電源。隨著便攜式產品的迅猛發展,各種電池的用量大增,并且開發出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外,還有近年來開發的鋰電池。本文主要介紹有關鋰電池的基本知識。這包括它的特性、主要參數、型號的意義、應用范圍及使用注意事項等。 鋰是一種金屬元素,其化學符號為Li(其英文名為lithium),是一種銀白色、十分柔軟、化學性能活潑的金屬,在金屬中是最輕的。它除了應用于原子能工業外,可制造特種合金、特種玻璃(電視機上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽極。 鋰電池也分成兩大類:不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電池,它只能將化學能一次性地轉化為電能,不能將電能還原回化學能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱為二次性電池(也稱為蓄電池)。它能將電能轉變成化學能儲存起來,在使用時,再將化學能轉換成電能,它是可逆的,如電能化學能鋰電池的主要特點 靈巧型便攜式電子產品要求尺寸小、重量輕,但電池的尺寸及重量與其它電子元器件相比往往是最大的及最重的。例如,想當年的“大哥大”是相當“粗大、笨重”,而今天的手機是如此的輕巧。其中電池的改進是起了重要作用的:過去是鎳鎘電池,現在是鋰離子電池。 鋰電池的最大特點是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位,W是瓦、h是小時;kg是千克(重量單位),L是升(體積單位)。這里舉一個例來說明:5號鎳鎘電池的額定電壓為1?2V,其容量為800mAh,則其能量為 0?96Wh(1?2V×0?8Ah)。同樣尺寸的5號鋰-二氧化錳電池的額定電壓為3V,其容量為1200mAh,則其能量為3?6Wh。這兩種電池的體積是相同的,則鋰-二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的3?75倍! 一節5號鎳鎘電池約重23g,而一節5號鋰-二氧化錳電池約重18g。一節鋰-二氧化錳電池為3V,而兩節鎳鎘電池才2?4V。所以采用鋰電池時電池數量少(使便攜式電子產品體積減小、重量減輕),并且電池的工作壽命長。 另外,鋰電池具有放電電壓穩定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應及無公害等優點。 鋰電池的缺點是價格昂貴,所以目前尚不能普遍應用,主要應用于掌上計算機、PDA、通信設備、照相機、衛星、導彈、魚雷、儀器等。隨著技術的發展、工藝的改進及生產量的增加,鋰電池的價格將會不斷地下降,應用上也會更普遍。 不可充電的鋰電池 不可充電的鋰電池有多種,目前常用的有鋰-二氧化錳電池、鋰—亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。本文僅介紹前兩種最常用的。 1?鋰-二氧化錳電池(Li?MnO2) 鋰-二氧化錳電池是一種以鋰為陽極、以二氧化錳為陰極,并采用有機電解液的一次性電池。該電池的主要特點是電池電壓高,額定電壓為3V(是一般堿性電池的2倍);終止放電電壓為2V;比能量大(見上面舉的例子);放電電壓穩定可靠;有較好的儲存性能(儲存時間3年以上)、自放電率低(年自放電率 ≤2%);工作溫度范圍-20℃~+60℃。 該電池可以做成不同的外形以滿足不同要求,它有長方形、圓柱形及紐扣形(扣式)。圓柱形的也有不同的直徑及高度尺寸。這里列舉大家較熟悉的1#(尺寸代碼D)、2#(尺寸代碼C)及5#(尺寸代碼AA)電池的主要參數,如表1所示。 型號中的CR表示為圓柱形鋰-二氧化錳電池;五位數字中,前兩位表示電池的直徑,后三位表示帶一位小數的高度。例如,CR14505,其直徑為14mm,高度為50?5mm(這種型號是通用的)。 這里要指出的是不同工廠生產的同型號的電池其參數可能有些差別。另外,表1中的標準放電電流值是較小的,實際放電電流可以大于標準放電電流,并且連續放電及脈沖放電的允許放電電流也不同,由電池廠提供有關數據。例如,力興電源公司生產的CR14505給出最大連續放電電流為1000mA,最大脈沖放電電流可達2500mA。 照相機中用的鋰電池多半是鋰-二氧化錳電池。這里將照相機中常用的鋰-二氧化錳電池列入表2,供參考。 紐扣式(扣式)電池尺寸較小,其直徑為12?5~24?5mm,高度為1?6~5?0mm。幾種較常用的扣式電池如表3所示。 表3中的型號CR為圓柱形鋰-二氧化錳電池,后四位數字中前兩位為電池的直徑尺寸,后兩位為帶小數點的高度尺寸。例如,CR1220的直徑為12?5mm(不包括小數點后的數),其高度為2?0mm。這種型號表示方法是國際通用的。 這種扣式電池常用于時鐘、計算器、電子記事本、照相機、助聽器、電子游戲機、IC卡、備用電源等。 |