锂电池与镍电池

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锂离子电池及其充电器
-- 随着便携式电子产品的迅猛发展及电池技术的进步，开发出多种新型电池，其中发展最快的是可充电电池。在镍镉电池后相继开发出镍氢电池、锂离子电池及最新发展的锂聚合物（Li-Polymer）电池。锂离子电池与镍镉电池及镍氢电池在主要性能上的比较如表1所示。
表1：锂离子电池/镍镉电池/镍氢电池主要性能比较
参数/电池种类 锂离子 镍镉 镍氢
单位重量能量密度（W－Hr/kg） 90 40 60
额定电压（V） 3.6 1.2 1.2
充电次数 1000 1000 800
自放电率（％/月） 6 15 20
---- 由表1可看出锂离子电池的单位重量能量密度及单位体积能量密度都是最高的，即同样的电池重量、同样的电池体积，在同样的负载电流时，锂离子电池的两次充电的时间间隔是最长的；并且它的自放电率最低，也无记忆效应。由于有这些优点，虽然目前它的价格较贵，但仍然是灵巧型便携式产品，如手机、PDA、掌上电脑等产品的最佳选择。
---- 锂离子电池比较"娇气"，在使用不当时（过充、过温、过放）会造成损害或报废。因此各半导体器件公司纷纷开发出各种安全、高效的锂离子电池充电器IC及锂离子电池保护器IC，这保证了电池充电、放电的安全。MAXIM公司、TI公司、LT公司、ADI公司、MICREL公司、沛亨公司等近年来开发了多种新型锂离子电池充电器IC，其中沛亨公司生产了系列锂离子电池保护器IC；连过去不生产充电器的Telcom公司在2000年9月也开发出一种新型锂离子电池充电器IC。
锂离子电池基本知识
---- 锂离子电池有各种形状（圆柱形、长方形等）以适合不同产品的需要，其容量一般有几百毫安时到几安时。另外，有将几个锂离子电池串联在一起，并与电池保护器封装在一起的电池组。
---- 锂离子电池的额定电压为3.6V（有的公司的产品为3.7V）。电池充满电时的电压（称为终止充电电压）与电池的阳极材料有关：阳极材料为石墨时为4.2V；阳极材料为焦炭时为4.1V。另外，它们的内阻也不相同，焦炭阳极的略大，故其放电曲线也略有差别，如图1所示。锂离子电池终止放电电压为2.5V（各电池制造厂的参数略有不同）。如果锂离子电池在使用过程中电压已降到2.5V后还继续使用，则称为过放电（或过放），对电池有损害。
---- 电池的容量C以mAh或Ah表示。它可以用来估算工作时间。例如，C=1600mAh的锂离子电池若工作电流为400mA，则可估算工作时间约为4小时。实际上电池有自放电损耗，电池存放时间长则会影响使用时间。另外，锂离子电池不适合大电流放电，过大的电流放电会降低放电的时间，如图2所示。一种容量为3Ah的锂离子电池，在0.75A电流放电时，工作时间为4小时。若以2A电流放电时，本应工作1.5小时，但实际为1.25小时（相当于2.5Ah了）；若以3A电流放电，本应工作1小时，但实际为0.6小时（相当于1.8Ah了）。这是因为大电流放电时，内部有较大的损耗的缘故。因此，不同容量的电池由电池制造厂给出允许最大的放电电流值。