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關(guān)于充電電池及充電器
看來(lái)大家對(duì)電池真的很不熟悉呀,有必要給大家補(bǔ)補(bǔ)課。
鎳氫電池也有記憶效應(yīng),只是沒(méi)鎳鎘電池明顯。記憶效應(yīng)最不明顯的是鋰電池。
記憶效應(yīng)不明顯意味著,可以多次充電,甚至每用完就充電而不會(huì)有太打的影響。因此使用鎳氫電池時(shí),一般可以不考慮放電而直接充電。
當(dāng)然,從延長(zhǎng)使用壽命角度來(lái)看,在充放電30－50次左右,可以做一次深度放電,以恢復(fù)到最大容量。
放電不是如AUDIOPHONE說(shuō)的那么簡(jiǎn)單,接個(gè)小燈泡,一直到不亮了就可以。這樣做的話往往會(huì)過(guò)度放電,反而傷害電池。
大家都知道,一節(jié)鎳氫電池的額定電壓是在1.2V,在剛充滿電的時(shí)候?qū)嶋H是超過(guò)這個(gè)值的,一般在1.4-1.5V之間。隨著使用,電壓會(huì)逐漸降低,在一般的使用場(chǎng)合,當(dāng)電壓低于1V時(shí),就基本無(wú)法使用,例如WALKMAN,CDDISKMAN,MD,MP3,DC等等。你可以自己測(cè)試一下“電用完”的電池電壓是多少。
但如果使用的場(chǎng)合是低電壓,小電流的則會(huì)繼續(xù)放電使用。我們所說(shuō)的深度放電一般指電壓下降到0.85V-0.9V之間。通過(guò)低電壓,小電流的放電,達(dá)到這個(gè)值的時(shí)候,鎳氫電池(也包括鎳鎘)就能恢復(fù)到最大的容量,延長(zhǎng)使用壽命。但如果繼續(xù)放電,一旦低于0.8V就有可能造成對(duì)電池不可逆的傷害,反而是影響了電池的壽命。這就是為什么AUDIOPHONE的方法不被推薦的原因,因?yàn)槟銦o(wú)法控制電壓到了一定的值就自動(dòng)停止。同理,鎳鎘電池和鎳氫電池都不被推薦用于遙控器之類的小電流電器。
對(duì)電池深度放電比較好的方法是購(gòu)買(mǎi)有放電功能的充電器或?qū)ｉT(mén)的放電器。最簡(jiǎn)易的方法是可以用AUDIOPHONE的方法,但一定要經(jīng)常用表讀電壓值,一旦到危險(xiǎn)區(qū)域立刻停止。
如果是串聯(lián)的話,簡(jiǎn)單的將上述電壓值乘以電池?cái)?shù)目就可以了。
再來(lái)說(shuō)一下長(zhǎng)期不用的電池保存和恢復(fù)方法。注意了,由于鎳鎘電池和鎳氫電池特性不同,所以保存方法葉不同。鎳鎘電池是要將電用完來(lái)保存,所以大家以前買(mǎi)的新鎳鎘電池是基本沒(méi)有電的,需要自己來(lái)重。一般來(lái)講,采用正確的充電方法,大概需要充放3－5次才能將電池恢復(fù)到最佳狀態(tài)。而鎳氫電池要長(zhǎng)期保存前,應(yīng)該充電到80%左右(這個(gè)大家自己應(yīng)該會(huì)算),然后再保存。這也是為什么現(xiàn)在買(mǎi)新的鎳氫電池回來(lái)后多少有點(diǎn)電的原因,因?yàn)閺S家已經(jīng)預(yù)充電,防止運(yùn)輸周轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng),而電池沒(méi)電受到影響。長(zhǎng)期保存的鎳氫電池用的時(shí)候,先將余電用完,再用正確方法充放2－3次就可以恢復(fù)到最佳狀態(tài)了。
再說(shuō)說(shuō)關(guān)于充電的問(wèn)題。其實(shí)最難掌握的就是正確充電。
充電從充電電流來(lái)分,有快速充電和慢速充電的區(qū)別。
從充電方式來(lái)看,有恒流充電和脈沖充電的區(qū)別。
很多人都有這樣的問(wèn)題,究竟是快充好還是慢充好。
那我們先來(lái)看看什么是快充而什么是慢充。
以一節(jié)電池的標(biāo)稱容量為1C,在0.1－0.2C的充電電流為慢充,>0.2C的為快充,>0.8C的為超快速充電,<＝0.05C的則是涓流充電。以一節(jié)1400MAH的鎳氫電池為例,充電電流在140MA－280MA之間的為慢速充電,而同樣280MA的充電電流,對(duì)一節(jié)700MAH的電池則就是快充。由此可見(jiàn),快充還是慢充是個(gè)相對(duì)的概念,和電池本身的容量有極大的相關(guān)。
再回到前一個(gè)問(wèn)題,究竟是快好還是慢好？！其實(shí)這也沒(méi)有固定的答案。很多人都認(rèn)為慢好,認(rèn)為快充會(huì)傷害電池。快充會(huì)傷害電池么？答案是肯定的,但原因并不是很多人所想的“大電流充電傷害電池”。大電流充其量是幫兇,真正的原因是發(fā)熱,由于大電流而引起的發(fā)熱。過(guò)高的溫度對(duì)電池壽命有很大的影響。所以說(shuō)大電流并不可怕,頭疼的是怎樣來(lái)解決發(fā)熱的問(wèn)題。
說(shuō)到這里,就要引入恒流充電和脈沖充電的概念。在慢充時(shí),基本上所有的充電器都采用了恒流的充電方法,這樣電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)。而由于充電電流在慢速范圍,并不會(huì)引起電池過(guò)熱的問(wèn)題。到了用快速電流充電的問(wèn)題上,再使用恒流方式,無(wú)疑無(wú)法避免電池過(guò)熱的問(wèn)題,因此恒流的方法就被摒棄。取而代之的是脈沖方式,從波形上就可以看出,充電電流的輸出不是直線,而是正弦波。波峰時(shí),電流最大,然后馬上進(jìn)入波谷,幾乎是沒(méi)有電流。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了讓電池有一個(gè)恢復(fù)時(shí)間,從而減少大電流產(chǎn)生的熱量,使電池發(fā)熱控制在一個(gè)可接受的水平?，F(xiàn)在市場(chǎng)上看到的百余元左右的快速充電器,基本都采用這個(gè)方法。而且這類充電器還采用了電壓斜率判斷法或delta判斷法來(lái)判斷電池是否充滿,一旦充滿就自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流充電,以免超過(guò)時(shí)間后大電流對(duì)電池造成傷害。比較有名的例子就是網(wǎng)友們互相推薦的勁牛KN5060充電器。這個(gè)充電器在各大電子市場(chǎng)都有,基本可以在65－70間拿下,做工不是很精致,但效果不錯(cuò),屬于性價(jià)比很高的產(chǎn)品。
采用脈沖方式來(lái)制作快速充電器是不錯(cuò)的解決方法,但對(duì)于有些變態(tài)的要求,比如1小時(shí)快速充電器,這時(shí)要采用大于1C的超高速充電電流來(lái)進(jìn)行充電,脈沖法就力不從心了?，F(xiàn)在國(guó)際上采用的基本都是脈沖法加去極化反應(yīng)結(jié)合的方式。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是在脈沖法的基礎(chǔ)上,當(dāng)一個(gè)正弦波的上半部完成后,插入一個(gè)短暫負(fù)電壓的余弦波,來(lái)抵消過(guò)大的電流產(chǎn)生巨大熱量(極化反應(yīng)),從而將電池?zé)崃靠刂谱?。這種方法一般只有在比較專業(yè)的充電器,例如航模玩家所用的專業(yè)充電器上使用。這類充電器往往可以做到用2C－3C的電流對(duì)電池進(jìn)行充電。
說(shuō)了這些方法,從電池使用壽命角度來(lái)看,慢速恒流充電無(wú)疑是對(duì)保證電池壽命最好的方法。但從時(shí)間就是金錢(qián)的角度來(lái)看,快速充電器節(jié)省下來(lái)的時(shí)間所帶來(lái)的效益,遠(yuǎn)比損傷電池壽命10%左右的損失大得多。這也是為什么快速充電器十分流行的原因。
最后講講口香糖電池。很多MP3玩家對(duì)MD玩家說(shuō),你們不就用口香糖電池嗎,否則我們倆的播放時(shí)間怎么會(huì)差那么多。
這個(gè)觀念是錯(cuò)誤的,口香糖電池只是電池的一種形態(tài),本質(zhì)仍然是鎳氫電池。也就是說(shuō),一節(jié)1350MAH的口香糖電池和一節(jié)1350MAH的5號(hào)鎳氫電池播放效果是一樣的,沒(méi)有區(qū)別。而實(shí)際上5號(hào)鎳氫電池已經(jīng)出現(xiàn)了1800MAH的容量,遠(yuǎn)超口香糖電池?？谙闾请姵氐漠a(chǎn)生,是為了盡可能將隨身聽(tīng)設(shè)備做的薄,5號(hào)電池規(guī)格做不薄,而7號(hào)電池規(guī)格容量又臺(tái)小,所以,小日本才想出這個(gè)辦法,并不是因?yàn)榭谙闾请姵氐娜萘刻貏e大。而且口香糖電池里也有鎳氫和鎳鎘的區(qū)別,早期的鎳鎘口香糖電池也不過(guò)只有600MAH,還沒(méi)有現(xiàn)在的7號(hào)鎳氫電池750MAH大。
最近很多網(wǎng)友對(duì)充電器非常感興趣,好的充電器不但可以充滿自停無(wú)須掐著表看時(shí)間,而且對(duì)一些有一定記憶效應(yīng)的鎳氫鎳鎘電池還具有修復(fù)功能。不過(guò)再好的充電器也不能使電池永保青春,只能在一定程度上延長(zhǎng)電池的壽命。所以說(shuō)該換電池的時(shí)候還是要換電池,不能總是指望修電池。
說(shuō)到電池的壽命,現(xiàn)在不同品牌電池的標(biāo)稱循環(huán)次數(shù)相差很大,以前一般的鎳氫鎳鎘電池大多在500-600次,隨著鎳氫鎳鎘電池制造工藝的更新,不但在容量上有所提升,而且在電池壽命和特性方面都有所提升。按照以前國(guó)內(nèi)鎳氫鎳鎘電池測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn),所謂最大循環(huán)次數(shù)是指對(duì)電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充放電試驗(yàn)并紀(jì)錄次數(shù)和測(cè)試電池容量,直到電池容衰落到標(biāo)稱容量的一定百分比所經(jīng)歷的循環(huán)充放電次數(shù)。由此我們可以看到降低停止測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)就可以大大提高電池最大循環(huán)次數(shù)的標(biāo)稱數(shù)值。實(shí)際上非專業(yè)用戶不可能測(cè)試電池的具體容量,一般總要到電池充不進(jìn)電了才認(rèn)為電池該換了,在此之前只會(huì)感覺(jué)到電池的容量慢慢的在下降,這也是為什么一般用戶都認(rèn)為自己所用的充電電池壽命都大大超過(guò)正規(guī)廠家標(biāo)稱循環(huán)次數(shù)。有的用戶可能還在用幾年前所購(gòu)買(mǎi)的充電電池。以前大家都認(rèn)為對(duì)鎳氫鎳鎘電池采用1/10C小電流充電最好,大電流充則容易損壞電池,但隨著電池工藝的提高有些電池配合好的充電機(jī)制也允許大電流充電(1C以下)。雖然我們看到各種品牌的鎳氫鎳鎘電池外形和電壓都是一樣,而且同體積型號(hào)的電池可以通用,但不同廠家的電池由于工藝和結(jié)構(gòu)的不同其特性也不同,這也就是為什么有的電池快充沒(méi)問(wèn)題,而有的電池則容易冒鹽,而且壽命也不一樣。當(dāng)然電池具體的特性和結(jié)構(gòu)非專業(yè)用戶不需要知道也不會(huì)知道,電池廠總說(shuō)自己的電池是最好的,實(shí)際上好不好用戶在使用中也會(huì)有一定的體會(huì)。專業(yè)做電池塊的商家知道什么品牌的電芯有什么特性,具體性能如何,但出于成本控制也會(huì)選擇一些折中的方案,尤其是在現(xiàn)在一個(gè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代。
回到充電器的話題上來(lái),鎳氫鎳鎘電池目前推薦的充電方法是帶深度負(fù)脈沖放電的脈動(dòng)充電法,在充電前建議先將電池放電,充電原則是'充足放光'。電池充滿檢測(cè)的方法比較簡(jiǎn)單的,就是電壓檢測(cè)法,以前的定時(shí)充電法已被淘汰,現(xiàn)在國(guó)際上推薦的是-ΔV檢測(cè),高檔的充電器則采用-ΔV檢測(cè)為主,輔之以過(guò)壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)等綜合檢測(cè)手段。
不過(guò)非常遺憾的是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)理想化的獨(dú)立電池充電器,理想化的充電器至少應(yīng)該具備以下幾個(gè)基本方面：
帶深度負(fù)脈沖放電的脈動(dòng)充電
具備放電功能
采用-ΔV電池充滿檢測(cè)機(jī)制
高檔的充電器(有的場(chǎng)合稱為電池維護(hù)儀)還應(yīng)該具備多重電池檢測(cè)包括限壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)、自動(dòng)電壓識(shí)別(適合充電池組)、多種充電模式選擇、充電容量模擬顯示、放電容量測(cè)量、放電曲線紀(jì)錄等高級(jí)功能。
在國(guó)產(chǎn)的眾多充電器中通用型充電器(不包括定制電池的專用充電器)從充電機(jī)制來(lái)說(shuō)應(yīng)該說(shuō)勁牛的一些型號(hào)的產(chǎn)品還不錯(cuò),但離開(kāi)很多高要求用戶的期望還有一段距離。最近GP1800充電電池套裝的充電器據(jù)說(shuō)采用-ΔV方法檢測(cè)電池是否充滿,如果是的話應(yīng)該也算不錯(cuò)。其它很多國(guó)產(chǎn)的充電器大多采用簡(jiǎn)單的整流加電阻限流的簡(jiǎn)單線路,采用類似恒流(其實(shí)嚴(yán)格說(shuō)也不是恒流)的老式充電方式為電池充電,由于現(xiàn)在電池容量相差很大,這些充電器大多是為當(dāng)時(shí)1000MAH以下的充電電池設(shè)計(jì)的,所以用來(lái)充現(xiàn)在大容量的電池時(shí)間必須延長(zhǎng),不然電池會(huì)充不足。建議用戶自己用電流表測(cè)試一下充電器的充電實(shí)際電流,然后按電池標(biāo)稱容量乘以1.4系數(shù)除以實(shí)際充電電流來(lái)估算充電時(shí)間。部分老式充電器我們可以用快充檔為1300MAH以上的高容量電池充電,這樣可以縮短充電時(shí)間,預(yù)計(jì)充電時(shí)間同樣參照上面提到的公式。限于產(chǎn)品的成本,很多具備充滿自停的充電器都是采用電壓檢測(cè)的方式來(lái)判斷是否充滿,所謂微電腦芯片控制也只不過(guò)是一個(gè)運(yùn)放或電壓比較器的通用集成塊(其實(shí)要稱得上微電腦芯片控制至少也得要用塊單片機(jī)或者充電專用集成塊)。充電器需要具備-ΔV電池充滿檢測(cè)機(jī)制,并不是通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的三極管線路或555以及LM324等簡(jiǎn)單的IC來(lái)實(shí)現(xiàn),一般都需要使用專用的集成塊,代表性產(chǎn)品是MAXIM系列產(chǎn)品。不過(guò)這些專用的IC價(jià)格比較高,一般主要應(yīng)用于高檔設(shè)備的充電控制,國(guó)內(nèi)用這些專用芯生產(chǎn)的通用充電器還沒(méi)有看見(jiàn)過(guò)。廠家通常認(rèn)為如果獨(dú)立銷售的充電器成本太高,會(huì)直接導(dǎo)致沒(méi)有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力,畢竟內(nèi)行的消費(fèi)者不多。
我們要得到高性能的充電器目前途徑可能有以下三種：
第一種是投資購(gòu)買(mǎi)一些含有比較科學(xué)的充電器的電池套裝,如市場(chǎng)上看到的GP1800套裝等。
第二種是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的產(chǎn)品,推薦的產(chǎn)品有MAHA的MH-C401FS100MinuteCoolCharger(http://www.mahaenergy.com/products/
PowerEx/Digicams/mhc401fs.htm)主機(jī)(不含電池及車(chē)載附件)參考價(jià)格25美元左右。
適合電池和電池組充電的高檔MAHAMH-C777PLUS充電器(http://www.mahaenergy.com/products/
prosumer/mhc777plusII.htm#download),帶有液晶顯示可以顯示電池容量,可充1-12節(jié)鎳氫鎳鎘電池(串聯(lián))或者1-4節(jié)鋰電池(串聯(lián)),主機(jī)參考價(jià)90美元左右。
國(guó)內(nèi)的二手市場(chǎng)上也有不少國(guó)外淘汰的充電器,二手貨價(jià)格不會(huì)很貴,上海市場(chǎng)上如前一陣子被炒熱的二手三洋充電器,價(jià)格從20元飆升到60元,現(xiàn)在外觀基本相同的萬(wàn)勝充電器大量到貨。不過(guò)購(gòu)買(mǎi)二手貨要慧眼識(shí)寶哦,二手貨中不是什么都能用的。
第三種就是自己DIY充電器,經(jīng)典的線路并不難找。如果動(dòng)手能力有限利用移動(dòng)電話充電器改造也是一個(gè)好主意。一般數(shù)碼相機(jī)中用4節(jié)電池,正好串聯(lián)起來(lái)用手機(jī)充電器為他們充電。現(xiàn)在很多橢圓形的充電器大多是充3.6V鋰電池的,即便某些型號(hào)支持充4.8V鎳氫電池,內(nèi)部線路也十分簡(jiǎn)單,大多用一個(gè)LM324作為核心,因此不推薦。推薦使用以前飛毛腿101系列和103系列來(lái)改造,以市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的飛毛腿101充電器為例,它具備液晶充電狀態(tài)顯示,帶放電功能、自動(dòng)電壓識(shí)別(需要四節(jié)電池串聯(lián)充電)、充電過(guò)程帶負(fù)放電、支持鎳氫/鎳鎘/鋰電池等比較好的功能。改造非常簡(jiǎn)單,只需要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)4節(jié)電池的串聯(lián)電池盒,然后通過(guò)電線對(duì)應(yīng)正負(fù)極與充電器端子連接就可以了。4.8V和6V的電池組都可以用飛毛腿101系列充電。飛毛腿液晶充電器早就過(guò)時(shí)了,現(xiàn)在手機(jī)都采用鋰電池配用的也是一些廉價(jià)的充電器,說(shuō)不定在你家角落里還能找到他。有些移動(dòng)電話店里還將這些過(guò)時(shí)的充電器低價(jià)拋售。
我們?nèi)绾卧诓徊痖_(kāi)充電器的情況下判斷一個(gè)充電器的特性呢？常規(guī)的簡(jiǎn)易判斷方法有以下幾種。
如果充電器有充滿自停功能,那么在充電器上一定有相關(guān)充滿提示,提示可能包括亮燈、燈變色、燈閃跳、聲音告警等。
如果充電器有放電功能,一般都會(huì)有一個(gè)放電按鈕,放電狀態(tài)下充電器也會(huì)有狀態(tài)指示正在放電。
采用脈動(dòng)充電模式的充電器,我們可以用指針型萬(wàn)用表的電流檔串聯(lián)入正在充電的電池線路中,看表針是否有明顯的抖動(dòng)(最好用示波器觀察最為直觀精確)。
具備充電過(guò)程中負(fù)脈沖放電的充電器,我們可以用指針型萬(wàn)用表的電流檔串聯(lián)入正在充電的電池線路中,看表針是否有周期性的反偏(負(fù)放電)。
最后鋰電池的充電機(jī)制與特性與鎳氫/鎳鎘電池不同,所以必須用適合鋰電池的充電器充電(2008-1-28 11:49:15)
鎳氫電池也有記憶效應(yīng),只是沒(méi)鎳鎘電池明顯。記憶效應(yīng)最不明顯的是鋰電池。
記憶效應(yīng)不明顯意味著,可以多次充電,甚至每用完就充電而不會(huì)有太打的影響。因此使用鎳氫電池時(shí),一般可以不考慮放電而直接充電。
當(dāng)然,從延長(zhǎng)使用壽命角度來(lái)看,在充放電30－50次左右,可以做一次深度放電,以恢復(fù)到最大容量。
放電不是如AUDIOPHONE說(shuō)的那么簡(jiǎn)單,接個(gè)小燈泡,一直到不亮了就可以。這樣做的話往往會(huì)過(guò)度放電,反而傷害電池。
大家都知道,一節(jié)鎳氫電池的額定電壓是在1.2V,在剛充滿電的時(shí)候?qū)嶋H是超過(guò)這個(gè)值的,一般在1.4-1.5V之間。隨著使用,電壓會(huì)逐漸降低,在一般的使用場(chǎng)合,當(dāng)電壓低于1V時(shí),就基本無(wú)法使用,例如WALKMAN,CDDISKMAN,MD,MP3,DC等等。你可以自己測(cè)試一下“電用完”的電池電壓是多少。
但如果使用的場(chǎng)合是低電壓,小電流的則會(huì)繼續(xù)放電使用。我們所說(shuō)的深度放電一般指電壓下降到0.85V-0.9V之間。通過(guò)低電壓,小電流的放電,達(dá)到這個(gè)值的時(shí)候,鎳氫電池(也包括鎳鎘)就能恢復(fù)到最大的容量,延長(zhǎng)使用壽命。但如果繼續(xù)放電,一旦低于0.8V就有可能造成對(duì)電池不可逆的傷害,反而是影響了電池的壽命。這就是為什么AUDIOPHONE的方法不被推薦的原因,因?yàn)槟銦o(wú)法控制電壓到了一定的值就自動(dòng)停止。同理,鎳鎘電池和鎳氫電池都不被推薦用于遙控器之類的小電流電器。
對(duì)電池深度放電比較好的方法是購(gòu)買(mǎi)有放電功能的充電器或?qū)ｉT(mén)的放電器。最簡(jiǎn)易的方法是可以用AUDIOPHONE的方法,但一定要經(jīng)常用表讀電壓值,一旦到危險(xiǎn)區(qū)域立刻停止。
如果是串聯(lián)的話,簡(jiǎn)單的將上述電壓值乘以電池?cái)?shù)目就可以了。
再來(lái)說(shuō)一下長(zhǎng)期不用的電池保存和恢復(fù)方法。注意了,由于鎳鎘電池和鎳氫電池特性不同,所以保存方法葉不同。鎳鎘電池是要將電用完來(lái)保存,所以大家以前買(mǎi)的新鎳鎘電池是基本沒(méi)有電的,需要自己來(lái)重。一般來(lái)講,采用正確的充電方法,大概需要充放3－5次才能將電池恢復(fù)到最佳狀態(tài)。而鎳氫電池要長(zhǎng)期保存前,應(yīng)該充電到80%左右(這個(gè)大家自己應(yīng)該會(huì)算),然后再保存。這也是為什么現(xiàn)在買(mǎi)新的鎳氫電池回來(lái)后多少有點(diǎn)電的原因,因?yàn)閺S家已經(jīng)預(yù)充電,防止運(yùn)輸周轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng),而電池沒(méi)電受到影響。長(zhǎng)期保存的鎳氫電池用的時(shí)候,先將余電用完,再用正確方法充放2－3次就可以恢復(fù)到最佳狀態(tài)了。
再說(shuō)說(shuō)關(guān)于充電的問(wèn)題。其實(shí)最難掌握的就是正確充電。
充電從充電電流來(lái)分,有快速充電和慢速充電的區(qū)別。
從充電方式來(lái)看,有恒流充電和脈沖充電的區(qū)別。
很多人都有這樣的問(wèn)題,究竟是快充好還是慢充好。
那我們先來(lái)看看什么是快充而什么是慢充。
以一節(jié)電池的標(biāo)稱容量為1C,在0.1－0.2C的充電電流為慢充,>0.2C的為快充,>0.8C的為超快速充電,<＝0.05C的則是涓流充電。以一節(jié)1400MAH的鎳氫電池為例,充電電流在140MA－280MA之間的為慢速充電,而同樣280MA的充電電流,對(duì)一節(jié)700MAH的電池則就是快充。由此可見(jiàn),快充還是慢充是個(gè)相對(duì)的概念,和電池本身的容量有極大的相關(guān)。
再回到前一個(gè)問(wèn)題,究竟是快好還是慢好？！其實(shí)這也沒(méi)有固定的答案。很多人都認(rèn)為慢好,認(rèn)為快充會(huì)傷害電池。快充會(huì)傷害電池么？答案是肯定的,但原因并不是很多人所想的“大電流充電傷害電池”。大電流充其量是幫兇,真正的原因是發(fā)熱,由于大電流而引起的發(fā)熱。過(guò)高的溫度對(duì)電池壽命有很大的影響。所以說(shuō)大電流并不可怕,頭疼的是怎樣來(lái)解決發(fā)熱的問(wèn)題。
說(shuō)到這里,就要引入恒流充電和脈沖充電的概念。在慢充時(shí),基本上所有的充電器都采用了恒流的充電方法,這樣電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)。而由于充電電流在慢速范圍,并不會(huì)引起電池過(guò)熱的問(wèn)題。到了用快速電流充電的問(wèn)題上,再使用恒流方式,無(wú)疑無(wú)法避免電池過(guò)熱的問(wèn)題,因此恒流的方法就被摒棄。取而代之的是脈沖方式,從波形上就可以看出,充電電流的輸出不是直線,而是正弦波。波峰時(shí),電流最大,然后馬上進(jìn)入波谷,幾乎是沒(méi)有電流。這樣設(shè)計(jì)的目的是為了讓電池有一個(gè)恢復(fù)時(shí)間,從而減少大電流產(chǎn)生的熱量,使電池發(fā)熱控制在一個(gè)可接受的水平?，F(xiàn)在市場(chǎng)上看到的百余元左右的快速充電器,基本都采用這個(gè)方法。而且這類充電器還采用了電壓斜率判斷法或delta判斷法來(lái)判斷電池是否充滿,一旦充滿就自動(dòng)轉(zhuǎn)入涓流充電,以免超過(guò)時(shí)間后大電流對(duì)電池造成傷害。比較有名的例子就是網(wǎng)友們互相推薦的勁牛KN5060充電器。這個(gè)充電器在各大電子市場(chǎng)都有,基本可以在65－70間拿下,做工不是很精致,但效果不錯(cuò),屬于性價(jià)比很高的產(chǎn)品。
采用脈沖方式來(lái)制作快速充電器是不錯(cuò)的解決方法,但對(duì)于有些變態(tài)的要求,比如1小時(shí)快速充電器,這時(shí)要采用大于1C的超高速充電電流來(lái)進(jìn)行充電,脈沖法就力不從心了?，F(xiàn)在國(guó)際上采用的基本都是脈沖法加去極化反應(yīng)結(jié)合的方式。簡(jiǎn)單的說(shuō),就是在脈沖法的基礎(chǔ)上,當(dāng)一個(gè)正弦波的上半部完成后,插入一個(gè)短暫負(fù)電壓的余弦波,來(lái)抵消過(guò)大的電流產(chǎn)生巨大熱量(極化反應(yīng)),從而將電池?zé)崃靠刂谱?。這種方法一般只有在比較專業(yè)的充電器,例如航模玩家所用的專業(yè)充電器上使用。這類充電器往往可以做到用2C－3C的電流對(duì)電池進(jìn)行充電。
說(shuō)了這些方法,從電池使用壽命角度來(lái)看,慢速恒流充電無(wú)疑是對(duì)保證電池壽命最好的方法。但從時(shí)間就是金錢(qián)的角度來(lái)看,快速充電器節(jié)省下來(lái)的時(shí)間所帶來(lái)的效益,遠(yuǎn)比損傷電池壽命10%左右的損失大得多。這也是為什么快速充電器十分流行的原因。
最后講講口香糖電池。很多MP3玩家對(duì)MD玩家說(shuō),你們不就用口香糖電池嗎,否則我們倆的播放時(shí)間怎么會(huì)差那么多。
這個(gè)觀念是錯(cuò)誤的,口香糖電池只是電池的一種形態(tài),本質(zhì)仍然是鎳氫電池。也就是說(shuō),一節(jié)1350MAH的口香糖電池和一節(jié)1350MAH的5號(hào)鎳氫電池播放效果是一樣的,沒(méi)有區(qū)別。而實(shí)際上5號(hào)鎳氫電池已經(jīng)出現(xiàn)了1800MAH的容量,遠(yuǎn)超口香糖電池?？谙闾请姵氐漠a(chǎn)生,是為了盡可能將隨身聽(tīng)設(shè)備做的薄,5號(hào)電池規(guī)格做不薄,而7號(hào)電池規(guī)格容量又臺(tái)小,所以,小日本才想出這個(gè)辦法,并不是因?yàn)榭谙闾请姵氐娜萘刻貏e大。而且口香糖電池里也有鎳氫和鎳鎘的區(qū)別,早期的鎳鎘口香糖電池也不過(guò)只有600MAH,還沒(méi)有現(xiàn)在的7號(hào)鎳氫電池750MAH大。
最近很多網(wǎng)友對(duì)充電器非常感興趣,好的充電器不但可以充滿自停無(wú)須掐著表看時(shí)間,而且對(duì)一些有一定記憶效應(yīng)的鎳氫鎳鎘電池還具有修復(fù)功能。不過(guò)再好的充電器也不能使電池永保青春,只能在一定程度上延長(zhǎng)電池的壽命。所以說(shuō)該換電池的時(shí)候還是要換電池,不能總是指望修電池。
說(shuō)到電池的壽命,現(xiàn)在不同品牌電池的標(biāo)稱循環(huán)次數(shù)相差很大,以前一般的鎳氫鎳鎘電池大多在500-600次,隨著鎳氫鎳鎘電池制造工藝的更新,不但在容量上有所提升,而且在電池壽命和特性方面都有所提升。按照以前國(guó)內(nèi)鎳氫鎳鎘電池測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn),所謂最大循環(huán)次數(shù)是指對(duì)電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)充放電試驗(yàn)并紀(jì)錄次數(shù)和測(cè)試電池容量,直到電池容衰落到標(biāo)稱容量的一定百分比所經(jīng)歷的循環(huán)充放電次數(shù)。由此我們可以看到降低停止測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)就可以大大提高電池最大循環(huán)次數(shù)的標(biāo)稱數(shù)值。實(shí)際上非專業(yè)用戶不可能測(cè)試電池的具體容量,一般總要到電池充不進(jìn)電了才認(rèn)為電池該換了,在此之前只會(huì)感覺(jué)到電池的容量慢慢的在下降,這也是為什么一般用戶都認(rèn)為自己所用的充電電池壽命都大大超過(guò)正規(guī)廠家標(biāo)稱循環(huán)次數(shù)。有的用戶可能還在用幾年前所購(gòu)買(mǎi)的充電電池。以前大家都認(rèn)為對(duì)鎳氫鎳鎘電池采用1/10C小電流充電最好,大電流充則容易損壞電池,但隨著電池工藝的提高有些電池配合好的充電機(jī)制也允許大電流充電(1C以下)。雖然我們看到各種品牌的鎳氫鎳鎘電池外形和電壓都是一樣,而且同體積型號(hào)的電池可以通用,但不同廠家的電池由于工藝和結(jié)構(gòu)的不同其特性也不同,這也就是為什么有的電池快充沒(méi)問(wèn)題,而有的電池則容易冒鹽,而且壽命也不一樣。當(dāng)然電池具體的特性和結(jié)構(gòu)非專業(yè)用戶不需要知道也不會(huì)知道,電池廠總說(shuō)自己的電池是最好的,實(shí)際上好不好用戶在使用中也會(huì)有一定的體會(huì)。專業(yè)做電池塊的商家知道什么品牌的電芯有什么特性,具體性能如何,但出于成本控制也會(huì)選擇一些折中的方案,尤其是在現(xiàn)在一個(gè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代。
回到充電器的話題上來(lái),鎳氫鎳鎘電池目前推薦的充電方法是帶深度負(fù)脈沖放電的脈動(dòng)充電法,在充電前建議先將電池放電,充電原則是'充足放光'。電池充滿檢測(cè)的方法比較簡(jiǎn)單的,就是電壓檢測(cè)法,以前的定時(shí)充電法已被淘汰,現(xiàn)在國(guó)際上推薦的是-ΔV檢測(cè),高檔的充電器則采用-ΔV檢測(cè)為主,輔之以過(guò)壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)等綜合檢測(cè)手段。
不過(guò)非常遺憾的是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)理想化的獨(dú)立電池充電器,理想化的充電器至少應(yīng)該具備以下幾個(gè)基本方面：
帶深度負(fù)脈沖放電的脈動(dòng)充電
具備放電功能
采用-ΔV電池充滿檢測(cè)機(jī)制
高檔的充電器(有的場(chǎng)合稱為電池維護(hù)儀)還應(yīng)該具備多重電池檢測(cè)包括限壓檢測(cè)、溫度檢測(cè)、自動(dòng)電壓識(shí)別(適合充電池組)、多種充電模式選擇、充電容量模擬顯示、放電容量測(cè)量、放電曲線紀(jì)錄等高級(jí)功能。
在國(guó)產(chǎn)的眾多充電器中通用型充電器(不包括定制電池的專用充電器)從充電機(jī)制來(lái)說(shuō)應(yīng)該說(shuō)勁牛的一些型號(hào)的產(chǎn)品還不錯(cuò),但離開(kāi)很多高要求用戶的期望還有一段距離。最近GP1800充電電池套裝的充電器據(jù)說(shuō)采用-ΔV方法檢測(cè)電池是否充滿,如果是的話應(yīng)該也算不錯(cuò)。其它很多國(guó)產(chǎn)的充電器大多采用簡(jiǎn)單的整流加電阻限流的簡(jiǎn)單線路,采用類似恒流(其實(shí)嚴(yán)格說(shuō)也不是恒流)的老式充電方式為電池充電,由于現(xiàn)在電池容量相差很大,這些充電器大多是為當(dāng)時(shí)1000MAH以下的充電電池設(shè)計(jì)的,所以用來(lái)充現(xiàn)在大容量的電池時(shí)間必須延長(zhǎng),不然電池會(huì)充不足。建議用戶自己用電流表測(cè)試一下充電器的充電實(shí)際電流,然后按電池標(biāo)稱容量乘以1.4系數(shù)除以實(shí)際充電電流來(lái)估算充電時(shí)間。部分老式充電器我們可以用快充檔為1300MAH以上的高容量電池充電,這樣可以縮短充電時(shí)間,預(yù)計(jì)充電時(shí)間同樣參照上面提到的公式。限于產(chǎn)品的成本,很多具備充滿自停的充電器都是采用電壓檢測(cè)的方式來(lái)判斷是否充滿,所謂微電腦芯片控制也只不過(guò)是一個(gè)運(yùn)放或電壓比較器的通用集成塊(其實(shí)要稱得上微電腦芯片控制至少也得要用塊單片機(jī)或者充電專用集成塊)。充電器需要具備-ΔV電池充滿檢測(cè)機(jī)制,并不是通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的三極管線路或555以及LM324等簡(jiǎn)單的IC來(lái)實(shí)現(xiàn),一般都需要使用專用的集成塊,代表性產(chǎn)品是MAXIM系列產(chǎn)品。不過(guò)這些專用的IC價(jià)格比較高,一般主要應(yīng)用于高檔設(shè)備的充電控制,國(guó)內(nèi)用這些專用芯生產(chǎn)的通用充電器還沒(méi)有看見(jiàn)過(guò)。廠家通常認(rèn)為如果獨(dú)立銷售的充電器成本太高,會(huì)直接導(dǎo)致沒(méi)有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力,畢竟內(nèi)行的消費(fèi)者不多。
我們要得到高性能的充電器目前途徑可能有以下三種：
第一種是投資購(gòu)買(mǎi)一些含有比較科學(xué)的充電器的電池套裝,如市場(chǎng)上看到的GP1800套裝等。
第二種是購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的產(chǎn)品,推薦的產(chǎn)品有MAHA的MH-C401FS100MinuteCoolCharger(http://www.mahaenergy.com/products/
PowerEx/Digicams/mhc401fs.htm)主機(jī)(不含電池及車(chē)載附件)參考價(jià)格25美元左右。
適合電池和電池組充電的高檔MAHAMH-C777PLUS充電器(http://www.mahaenergy.com/products/
prosumer/mhc777plusII.htm#download),帶有液晶顯示可以顯示電池容量,可充1-12節(jié)鎳氫鎳鎘電池(串聯(lián))或者1-4節(jié)鋰電池(串聯(lián)),主機(jī)參考價(jià)90美元左右。
國(guó)內(nèi)的二手市場(chǎng)上也有不少國(guó)外淘汰的充電器,二手貨價(jià)格不會(huì)很貴,上海市場(chǎng)上如前一陣子被炒熱的二手三洋充電器,價(jià)格從20元飆升到60元,現(xiàn)在外觀基本相同的萬(wàn)勝充電器大量到貨。不過(guò)購(gòu)買(mǎi)二手貨要慧眼識(shí)寶哦,二手貨中不是什么都能用的。
第三種就是自己DIY充電器,經(jīng)典的線路并不難找。如果動(dòng)手能力有限利用移動(dòng)電話充電器改造也是一個(gè)好主意。一般數(shù)碼相機(jī)中用4節(jié)電池,正好串聯(lián)起來(lái)用手機(jī)充電器為他們充電。現(xiàn)在很多橢圓形的充電器大多是充3.6V鋰電池的,即便某些型號(hào)支持充4.8V鎳氫電池,內(nèi)部線路也十分簡(jiǎn)單,大多用一個(gè)LM324作為核心,因此不推薦。推薦使用以前飛毛腿101系列和103系列來(lái)改造,以市場(chǎng)上比較常見(jiàn)的飛毛腿101充電器為例,它具備液晶充電狀態(tài)顯示,帶放電功能、自動(dòng)電壓識(shí)別(需要四節(jié)電池串聯(lián)充電)、充電過(guò)程帶負(fù)放電、支持鎳氫/鎳鎘/鋰電池等比較好的功能。改造非常簡(jiǎn)單,只需要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)4節(jié)電池的串聯(lián)電池盒,然后通過(guò)電線對(duì)應(yīng)正負(fù)極與充電器端子連接就可以了。4.8V和6V的電池組都可以用飛毛腿101系列充電。飛毛腿液晶充電器早就過(guò)時(shí)了,現(xiàn)在手機(jī)都采用鋰電池配用的也是一些廉價(jià)的充電器,說(shuō)不定在你家角落里還能找到他。有些移動(dòng)電話店里還將這些過(guò)時(shí)的充電器低價(jià)拋售。
我們?nèi)绾卧诓徊痖_(kāi)充電器的情況下判斷一個(gè)充電器的特性呢？常規(guī)的簡(jiǎn)易判斷方法有以下幾種。
如果充電器有充滿自停功能,那么在充電器上一定有相關(guān)充滿提示,提示可能包括亮燈、燈變色、燈閃跳、聲音告警等。
如果充電器有放電功能,一般都會(huì)有一個(gè)放電按鈕,放電狀態(tài)下充電器也會(huì)有狀態(tài)指示正在放電。
采用脈動(dòng)充電模式的充電器,我們可以用指針型萬(wàn)用表的電流檔串聯(lián)入正在充電的電池線路中,看表針是否有明顯的抖動(dòng)(最好用示波器觀察最為直觀精確)。
具備充電過(guò)程中負(fù)脈沖放電的充電器,我們可以用指針型萬(wàn)用表的電流檔串聯(lián)入正在充電的電池線路中,看表針是否有周期性的反偏(負(fù)放電)。
最后鋰電池的充電機(jī)制與特性與鎳氫/鎳鎘電池不同,所以必須用適合鋰電池的充電器充電(2008-1-28 11:49:15)
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