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    充电电池有很多种,目前市面上的主流产品有镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池[3]。
    1.3.1 充电电池介绍
    镉碱性电池可以简称为镍镉电池,其功率大、可长期循环充电、充电简单、使用方便,因此在生活中应用十分广泛,它可以制作成不需要文护的密封或者全密封结构的电池。但是它具有记忆效应,不利于电量的保持,而且其中含有金属镉,对环境有污染。
    镍金属氢化合物碱性蓄电池可以简称为镍氢电池,它属于碱性电池,它的正极为氢氧化镍发泡板,负极为储氢合金粉,电解质为氢氧化钾溶液[4]。其不仅电量比镍镉电池大,而且起重量也比镍镉电池轻很多,并且寿命也更长,更加安全环保,但是其价格却比较高。镍氢电池凭借其高能量、快速充电、使用寿命长、绿色环保等优点在各个领域都得到了广泛的应用。
    锂离子电池是一种二次充电电池。其正极材料为锂合金金属氧化物,负极材料为石墨、电解质使用液体电解液[5]。充放电时其主要是通过锂离子在电池的正负极间的移动来完成的。锂离子电池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两种。锂离子电池具有能量密度高,开路电压高,输出功率大,不存在记忆效应,低自放电,工作温度范围宽,充放电速度快等优点,但是跟其它种类充电电池不同的是,锂电池的容量会不断减小,这跟使用次数没有关系,而跟温度有关,当温度过高时会使锂离子电池的容量减小,所以要尽量避免使锂离子电池受到高温。
    镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池特性的比较如表1-1所示。
    表 1-1 镍镉、镍氢、锂离子电池特性的比较
    电池类型    工作电压(V)    质量比能量(Wh/kg)    体积比能量(Wh/L)    循环次数    记忆效应    自放电率(%/月)
    镍镉    1.2    50    150    400~500    有    25
    镍氢    1.2    60~80    240~300    >500    无    20
    锂离子    3.6    120~140    300    >1000    无    10

    1.3.2 锂离子电池的充电特性
    (1)激活状态区
    锂离子电池在进行充电时,一开始要经过一小段激活时间才能进入到激活状态[6]。在这段时间内需要的充电电流很小,为正常充电状态的电流的1%左右,并且持续时间很短。
    (2)预充电状态区
    锂离子电池进入预充电状态,此时充电器会用较小的充电电流给锂离子电池充电。
    (3)快速充电阶段
    在预充电结束后,锂离子电池会自动转为快速充电,此时充电电流较大,电池电压最终也会达到充电电压。
    (4)限压稳压充电区
    充电电压上升到标准电压并且保持稳定不变,充电电流会不断减小到一个很小的值,在此期间,电池温度会上升。
    (5)文持充电区
    当电池接近饱和时,电池会进入文持充电区,在此期间,充电电压会保持在一个较高的值,而电流相当小,直到充电结束电池被拿走。
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