电池以化学能的形式储存电能，而化学能又能转化为电能。化学能转化为电能的过程称为放电。放电过程中的化学反应使电子流过连接在终端的外部负载，从而导致电子流向相反方向的电流。
有些电池可以通过施加反向电流将这些电子返回到同一个电子，这个过程称为充电。能够在同一电极上回收电子的电池称为可充电电池，如果它们不能这样做，则称为不可充电电池。
在电池中，发生还原的电极叫做阴极，发生氧化的电极叫做阳极。

市面上常用的充电池有三种。

铅酸蓄电池
镉镍电池
镍氢电池
锂离子电池

铅酸蓄电池

首先，铅酸蓄电池是在1859年由法国物理学家 Gaston Plante 发明的。这是一个负极(阳极)是由海绵或多孔铅。正极(阴极)由氧化铅组成。阳极和阴极电极都浸没在硫酸和水(稀硫酸)的电解液中。

铅酸蓄电池的放电

Pb + HSO4-ーーーー > PbSO4 + h + 2e- 在负电极上的反应
PbO2 + HSO4-+ 3H + + 2e-ーーーー > PbSO4 + 2H2O 正电极上的反应
总反应 Pb + PbO2 + 2h2so4ーーーー > 2PbSO4 + 2H2O

铅酸蓄电池的放电引起正极(阴极)和负极(阳极)上硫酸铅(PbSO4)晶体的形成，并由于铅的价电荷的变化而释放出电子。这种形成硫酸铅的方法是利用硫酸形成硫酸盐，硫酸是电池中的电解液。这使得硫酸在充分放电时浓度较低，两个电极都被硫酸铅和水覆盖，电极周围没有硫酸。在全放电时，电极被同一种材料完全覆盖，材料是硫酸铅，因此两个电极之间没有化学电位或电压。在实践中，早在这个点之前，就有一个截止电压来停止放电。
让我们来看看放电率，铅酸蓄电池通常指定在8,10，或20小时的比率是 c/8，c/10，c/20。如果你发现电池12v 200Ah/10h 或 c/10。
c/10 = 200 Ah/10 h = 20A
该 c/10米电压切断后的特定时间，这里10小时为 c/10。

铅酸蓄电池的充电

充电开始时，充电器是连接在正面和负面终端。铅酸蓄电池在负极将硫酸铅(PbSO4)转化为铅(Pb) ，在正极将硫酸铅(PbSO4)转化为氧化铅。化学反应在放电过程中发生逆转

铅酸蓄电池的充电

PbSO4 + 2H2O 正电极上的反应ーーーーー > PbO2 + HSO4-+ 3H + + 2e-
PbSO4 + h + + 2e-ーーーーー > Pb + HSO4- 在负电极上的反应
全反应2pbso4 + 2H2O ーーーーー > Pb + PbO2 + 2H2SO4
充电电流从电解液中电解水，氢气和氧气都会产生这种过程，称为电池的“气体”。这种气体排放引起了电池的几个问题。由于产生的氢具有爆炸性质，这是不安全的。这也减少了电池中的水，可以手动更换，但它增加了一个维护因素。气体排放可能导致电解液中活性物质的遮蔽，从而永久性地降低电池容量，这就是为什么电池不应该定期充电超过导致气体排放的电压。放气电压可以随充电速率而改变
铅酸蓄电池的充电方法有多种。但是我们应该采用最好的方法来减少放气的机会，以获得最大的电池使用寿命和容量。下面给出的方法列表。

恒压:-作为一个名称，这种方法将提供恒定的电压，直到电池的电流为零。这需要很长时间
恒流:-作为一个名称，这种方法将提供恒定的电流，直到电压达到其规定的放气电压。这也需要很长的时间。
多级恒流充电电流:-在这种方法中，充电电流在电压达到放气电压时保持恒定，然后电流开始逐步降低，以保持电压低于放气电压。这个充电器制造起来很复杂。
改进的恒压恒流:-在这种方法电池充电三个阶段。第一阶段是恒流阶段，在这个电流施加到电池直到电压达到其规定的放气电压。在第二阶段，电压保持不变，直到电流减小到0.1 c20左右(也称为 C20/10)。电压是将降低到浮动电压(一般为2.25 v 到2.27 v) ，以保持电池充电。
充电电流和充气电压可以在电池的标签上找到，正如你可以在图中看到有两种模式可以选择充电电压和电流，这是待机使用和循环使用。循环使用是指需要快速充放电的电池的使用。待机使用是指电池已经充电并在需要时使用。0.1 c 意味着0.1乘以电池的总容量。如果你有一个40ah 电池，那么0.1 c 就是0.1 x 40 = 4 a。0.25 c = 0.25 x 40 = 10A.

铅酸蓄电池使用说明
铅酸蓄电池的寿命周期
铅酸蓄电池的寿命周期取决于多种因素。一般来说，浅循环电池的充放电周期约为200ー300次，但这个数字可以增加也可以减少。这种电池的寿命周期取决于三个因素: 放电深度、正确的充电周期和温度。深循环电池可以维持1000左右的生命周期，但什么是黄色循环和深循环？，你可以在下面找到它。

深度

放电深度(DOD)意味着电池的放电量。让我们假设你有一个100ah 电池，你已经放电20分钟，50A，所以放电深度给出如下
以小时计算的隐蔽时间 = 20/60
计算排放时间 = 50x20/60 = 16.7 a
排放深度 = (排放量/容量) x100 = (16.7/100) x100 = 16.7%
按照电池按按需要分为两类，即按需要具备50% 以上按需能力的电池, 深循环电池,
深循环电池即使放电深度超过50% 也能保持1000左右的寿命周期，而浅循环电池则可以很好地保持其寿命周期，如下图所示。

浅循环蓄电池容量、放电深度与循环寿命的关系
充电: 如果充电不正确，则会导致过充或充电不足，这也会降低电池的容量。

温度: 温度还影响电池的寿命周期，电池的容量在低温运行时降低，高温运行增加了电池的老化速度。

镉镍电池

首先，镉镍电池是在1899年由沃尔德玛 · 容格纳发明的。它的正极(阴极)由碱式氧化镍(NiO (OH))和负极(阳极)由金属镉(Cd)制成。所用的电解质是在蒸馏水中加入30% 的氢氧化钾。电解液的水平保持在电极上方。在充电和放电过程中，电解液没有明显的变化。

镉镍电池的放电

这种电池的放电/充电周期约为2000次。
其标称电压为1.2伏每个电池，其充电电压为1.55伏，当电压下降到1.1伏时完全放电，可通过串联电池增加电压。电池的容量由制造商决定，一般 AA 电池的容量接近1000mah。
镉镍电池的放电
当负载连接到终端时，电池开始放电。氢氧化钾(KOH)中的氢氧化钾分解成钾离子和羟基离子。羟基(OH -)离子走向负电极。负电极释放电子，正电极通过外部连接接收电子。这导致电流通过负载从正极流向负极。
Cd + 2OH ーーーー > Cd (OH)2 + 2e-在负电极上的反应
NiO (OH) + H2O + 2e-ーーーーー > Ni (OH)2 + OH-正电极上的反应
全反应 Cd + 2NiO (OH) + 2H2O ーーーー > 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2
放电速率随电池的大小而变化，普通的 AA 电池可以提供大约1.8安培的电流，d 大小的电池可以提供大约3.5安培的电流。
镉镍电池的充电
在充电时，充电器在终端连接。反应由放电反向进行。正极将氢氧化镍转化为氢氧化镍并释放电子。负电子从外部连接处获得电子，并将 Cd (OH)2转化为 Cd。

镉镍电池的充电
Ni (OH)2 + OH-ーーーーー > NiO (OH) + H2O + 2e-正电极上的反应
Cd (OH)2 + 2e-ーーーー > Cd + 2OH 负电极上的反应
总反应2ni (OH)2 + Cd (OH)2ーーー > Cd + 2NiO (OH) + 2H2O
在充电周期结束时，电池会放出气体，当电池充电过量时也会发生这种情况。从这种气体，水在电解质将分解成氢在负电极和氧在正电极。这种气体析出取决于电池充电所用的电压和温度。镉镍蓄电池要充满电，必须进行微量析气，从而利用电解液浓度中的一部分水。
镉镍电池有两种充电方式: 慢速充电和快速充电。

慢速充电:-慢速充电电流约为0.1 c，充满电后不会损坏电池。这种方法也用于克服镍镉电池的自放电现象。
快速充电:-在快速充电时，电池以约1摄氏度的恒定电流充电。是电池的容量，如果你用的是4ah 电池，那么1c 意味着1 x 4 = 4A。一旦它完全充电，可以通过下面给出的电荷检测算法检测到。电流将降低到0.1摄氏度，并采用滴流充电。滴流充电是指以与电池自放电相同的速率充电。这将保持电池在充满电状态。
全电荷检测算法可以使用两个因素负增量 v 或温度。
如果使用温度检测算法，那么快速充电时温度为45度，慢速充电时为50度。
在负增量 v 检测算法中，充满电后电压下降。这种液滴的检测可以用来检测全电荷状态。这种方法叫做负增量 v。这种方法提供了精确的全电荷检测。
镍氢电池
首先，1967年巴特尔-日内瓦研究中心发明了镍氢电池。2005年，三洋推出了 Eneloop 品牌。在这种电池中，正极(阴极)由碱式氧化镍和负极(金属氢化物)制成。所用的电解液是用蒸馏水浓缩的氢氧化钾。

镍氢电池
这种电池的放电/充电周期约为180-2000次。这取决于各种因素，你如何充电或放电的电池。
这种电池几乎与镉镍电池相似。镍氢电池的标称电压为1.2 v，用于单个电池。但在充满电时，电压为1.5 v，充满放电电压为1.0 v。这种电池的电流容量随其大小而变化，一节 AA 电池的容量可以接近2000mah。
镍氢电池的放电
当负荷连接到终端时，开始发生放电反应。金属氢化物(MH)与 OH 离子反应生成 m 和水，也释放出一个电子。电子被 NiO (OH)通过外加载荷带走。这导致电流通过负载。

镍氢电池的充电
MH + OH-ーーーーーーー > m + H2O + e-中的反应
NiO (OH) + H2O + e-ーーーーー > Ni (OH)2 + OH-正电极上的反应
总反应 NiO (OH) + MH ーーー > Ni (OH)2 + m
正常情况下，镍氢电池的放电速率为3c (其中 c 是电池的容量，但高品质的电池可以放电高达15c 的速率。
镍氢电池的充电
在充电时，充电器连接在电池的末端，充电反应与放电反应相反。正极将氢氧化镍转化为水，并释放出一个电子。这个电子被负电极从外部导线和它从 MH 再次。

镍氢电池的充电
Ni (OH)2 + OH-ーーーー > NiO (OH) + H2O + e-正电极上的反应
负极 m + H2O + e-ーーーーー > MH + OH-的反应
总反应 Ni (OH)2 + m ーーーー > NiO (OH) + MH
镍氢电池充电化学利用恒流和恒压算法，可分为四个部分给出如下。

充电:-当电池深度放电时，每个电池的电压低于0.9 v。用来给电池充电的最大恒定电流为0.1摄氏度，这种电流称为滴流充电。
恒流:-当每个电池的电压高于0.9 v 时，在0.2 c 到1c 范围内施加恒流来进行恒流充电。
充电终端:-充满电的电池可以检测到一个完整的充电检测算法，这是解释如下。充满电后，涓流充电按照自放电的速度使用，以保持电池充满电。
全电荷检测算法可以使用两个因素负增量 v 或温度。
如果该算法利用温度来检测，那么温度将在45度到50度之间检测到充满电。
在负增量 v 检测算法中，充满电后电压下降。这种液滴的检测可以用来检测全电荷状态。这种方法称为负增量 v。这种方法提供了精确的全电荷检测。

锂离子电池

首先，吉野彰在1985年开发了一个锂离子电池。正极(阴极)由锂钴氧化物制成，负极(阳极)由石墨制成。锂盐作为一种有机溶剂被用作电解质。分离器用来分离电极

锂离子电池
这种电池的放电/充电周期约为400-1200次循环。这取决于各种因素，你如何充电或放电的电池。
锂离子电池的额定电压为3.60 v。当电池完全充电时，电压约为4.2 v，当电池完全放电时，电压约为3.0 v。锂离子电池有不同的尺寸和形状，其容量也可根据需要提供。
锂离子电池的放电
在电池放电时，负载连接到终端电池。锂离子从负电极中释放出来，进入电解液中。这种锂离子被正电极吸收。负电极也释放穿过外部导线到正电极的电子。这给我们的电路提供了电流。

锂离子电池的放电
(锂离子电池放电)
Lic6ーーーーー > C6 + Li + e-在负极上的反应
Coo_2 + Li + e-ーーーー > licoo_2正电极上的反应
全反应 LiC6 + coo_2ーーーーー > C6 + LiCoO2
锂离子电池可以以10c 的速率放电(其中 c 是电池的容量)。如果你的电池可以提供1000mah，那么放电速率将是10x1000 = 10000mAh。
锂离子电池的充电
锂离子电池充电时，电池与充电器连接。正电极损失一个带负电荷的电子。为了维持负电极上的电荷平衡，等量的正电离子溶解到电解质溶液中。这些锂离子移动到正极，在那里它们被石墨吸收。这种吸收反应也将电子沉积到石墨阳极上，以“束缚”锂离子。

锂离子电池的充电

Licoo2ーーーーーー > coo_2 + Li + e-正电极上的反应
C6 + Li + + e-ーーーー > lic6负电极上的反应
全反应 C6 + licoo2ーーーー > LiC6 + CoO2
锂离子电池充电化学使用恒流和恒压算法，可分为四个部分。
充电:-当电池深度放电时，每个电池的电量低于3.0 v。用来给电池充电的最大恒定电流为0.1摄氏度，这种电流称为滴流充电。
恒流:-当电压高于每个电池3.0 v 时，在0.2 c 到1c 范围内施加恒流进行恒流充电。
恒压:-当电压达到每个电池4.2 v 的恒流充电。恒定的电压直到电池的电流降为零，这最大限度地提高了电池的性能。
充电终止:-充电结束检测算法，检测当前范围下降到0.02 c 到0.07 c 或使用计时器方法。它检测当一个恒定电压阶段启动它终止充电器后2小时的恒定电压阶段。

白纪龙老师从事电子行业已经有15个年头，到目前为止已开发过的产品超上百款，目前大部分都已经量产上市，
从2018年开始花了5年的时间，潜心录制了上千集的实战级电子工程师系列课程，该课程从元器件到核心模块到完整产品
老白的初心是“愿天下工程师不走弯路” 其中，就有详细讲解MOS管和IGBT的课程！

充电电池、充电和放电循环是如何工作的相关推荐

电动汽车充放电最优调度研究了EV充电和放电的调度优化问题我们首先制定全局调度优化问题，其中优化充电功率以最小化所有在白天执行充电和放电的EV的总成本
电动汽车充放电最优调度20 研究了EV充电和放电的调度优化问题. 我们首先制定全局调度优化问题,其中优化充电功率以最小化所有在白天执行充电和放电的EV的总成本. 全球最佳解决方案提供全球最小的总成本. ...
DW01G系列电路是一款高精度的单节可充电锂电池的过充电和过放电保护电路ic
概述 DW01G系列电路是一款高精度的单节可充电锂电池的过充电和过放电保护电路,它集高精度过电压充电保护.过电压放电保护.过电流放电保护等性能于一身.正常状态下,DW01G的VDD端电压在过电压充电 ...
优恩解答GDT放电管是怎么工作的
陶瓷气体放电管,以下简称GDT放电管,它是一种应用广泛的元件,常用于防雷击浪涌,适用于交流和直流电源以及信号电路的防雷保护,是优恩半导体主打产品之一. 陶瓷气体放电管(GDT)是一种过压保护开关型元器 ...
DW01A单节可充电锂电池的过充电和过放电保护电路IC
DW01-A系列电路是一款高精度的单节可充电锂电池的过充电和过放电保护电路,它集高精度过电压充电保护.过电压放电保护.过电流放电保护等性能于一身.正常状态下,DW01-A的VDD端电压在过电压充电保 ...
vba 跳到下一个循环_遍历工作薄和工作表(For Each循环的利用)
今日的内容是"VBA之EXCEL应用"的第三章"工作簿(Workbook)和工作表(Worksheet)对象(Object)"中第三节"遍历工作薄和工 ...
如何掌握反馈循环并在工作场所表现出色
在大多数情况下,从获得服装建议到寻求对下一个科学发现的同行评议,我们都利用周围人们的帮助来讨论和分析潜在的下一步. 几乎没有人立即想到完美的解决方案. 这是一个反复试验,反复试验,调整和新实验的过程. ...
从充电电路问题看笔记本的工作原理及维修
当按下电源开关,如供电系统正常(3.3V和5V和CPU供电正常输出),电源芯片就会产生出PG(电源好)信号分别送往南北桥和CPU.当南桥接收到PG信号后,就会产生出两路时钟控制信号PCISTOP和CP ...
java inflater_java – Inflater和循环不能正常工作
您看起来只需要在膨胀的视图上运行findViewById,否则它只会找到第一个只是循环中的第一个: View child = getLayoutInflater().inflate(R.layout. ...
python中for循环运行不起_python中for循环不能正常工作
编了一个检测轮廓,计算中心坐标的小程序,目标是显示所有轮廓中心坐标,运行结果只能显示一个程序如下: import cv2 import imutils import argparse img=cv2 ...

充电电池、充电和放电循环是如何工作的

铅酸蓄电池

深度

镉镍电池

锂离子电池

充电电池、充电和放电循环是如何工作的相关推荐

最新文章

热门文章