电池的分类和特性

一次性电池(Primary Battery)俗称“用完即弃”电池,因为它们的电量耗尽后,无法再充电使用,只能丢弃。常见的一次性电池包括:
锌锰电池—电压约1.5V,电池容量较低,能输出的电池也较低,几乎被碱锰电池所取代,唯独是不会在长期存放后漏出有害腐蚀液体,所以仍被使用于低用电量同时需长期使用的装置,例如钟、红外线摇控等。
碱锰电池—电压约1.5V,电池容量及输出的电池较锌锰电池高,但不及镍氢电池,长期存放后漏出有害腐蚀液体。

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市面上常见不可充电5号(AA)、7号(AAA)电池都属于上述介绍的两种电池,还有一种常见的9V电池也常常也用来和Arduino供电

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当这种电池其实是内部由多组各自是1.5V的电池串联来达到对外9V供电的,这种电池往往也是不可循环充电使用。处于日益受重视的环境问题,以及消费者使用产品的经济性,我们越来越倾向于使用可充电的电池,而干电池只在功耗较低的设备上仍旧使用。
可充电电池又称二次电池(Secondary battery)、蓄电池。可充电电池按制作材料和工艺上的不同,其优点是在充电后可多次循环使用,它们可全充放电两百多次甚至达2500次,充电电池的输出电流(负荷力)要比大部分一次性电池高。常见的类型有:

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铅酸电池—电压约12V,能量密度较低,所以体积庞大。但可以做出大容量的、且能放出巨大电流的电池,所以仍然无法淘汰。汽车启动电机通常需要200A 左右的电流,目前只有铅酸电池能胜任。它还有一个好处:充电简单,不用放电完就可以充,而且是简单的恒压充电。过放电将导致电池性能下降,需要激活处理。体积较大的机器人可以考虑使用。

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镍氢电池NiMH —电压约1.2V,有极轻微的记忆效应,容量较镍镉电池及碱性电池大,可充放电循环使用数百至二千几次。虽然镍氢电池的电压时1.2V,但在大多数场合可以替代1.5V的干电池。旧镍氢电池有较大的自放电,新的低自放电镍氢电池 自放电低至与碱性电池相约,已取代了镍镉电池和绝大部份碱性电池的用途,能量密度要求不高的场景下推荐使用。

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市面上常见的18650锂离子电池

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锂离子电池Li-ion—电压约3.6、3.7V,锂离子电池具有重量轻(容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍)、容量大、无记忆效应等优点,具有很低的自放电率,因而即使价格相对较高,仍然得到了普遍应用,包括许多电子产品,而且不含有毒物质,但这类用于消费性电子产品的Li-ion电池在存放一段时期后电量会永久减少。另也有用于纯电动车(如特斯拉)及混合动力车的Li-ion电池,用于这用途的锂离子电池容量相对略低,但有较大的输出、充电电流,也有的有较长的寿命,但成本较高。

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锂聚合物电池 ( lithium polymer ) 或聚合物锂电池又可简称为锂聚电池 ( Li-Po )、或聚锂电池都是一种锂离子电池升级替代品。锂聚电池通常是由数个相同的平行子电池芯 ( secondary cells ) 来增加放电电流,或由数个电池包(pack)串联来增加可用电压。锂离子电池为锂聚电池的前身,主要差异为电解质使用液态有机溶液而非胶状或固态的聚合物,这使得锂聚合物电池在过压充电和短路时只会鼓起、不会发生爆炸的危险。现在电子产品(如智能手机、平板电脑、蓝牙耳机、非廉价移动充)中已有替代锂离子电池的趋势。
电池使用的基本准则:
1、任何时刻都不允许将电池短路,购买正规厂家的电池和符合规格的充电器进行充电,不要图便宜,本书附录将介绍一些较为正规的厂家及购买途径。
2、在能量密度没有特殊要求的场合,优先考虑镍氢电池NiMH,能量密度要求较高的场合(如四轴飞行器),优先考虑锂聚合物电池( Li-Po )。因为锂离子电池Li-ion虽然能量密度大,但意外短路或者充电方式不正确(这通常是由劣质充电器造成)都可能引发爆炸,威胁人身安全。
3、认真阅读电池及充电器的说明书或规格书,依照规范使用电池,必要时做好防护措施。

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18650锂电短路爆炸后                                锂电过压充电爆炸试验