[分享]鎳氫電池新理解

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剛收到朋友新的論解 , 現跟大家分享

鎳氫電池也有記憶效應，只是沒鎳鎘電池明顯。 記憶效應最不明顯的是鋰電池。 記憶效應不明顯意味著，可以多次充電，甚至每用完就充電而不會有太打的影響。 因此使用鎳氫電池時，一般可以不考慮放電而直接充電。
當然，從延長使用壽命角度來看，在充放電30－50次左右，可以做一次深度放電，以恢復到最大容量。 放電不是說的那麼簡單，接個小燈泡，一直到不亮了就可以。 這樣做的話往往會過度放電，反而傷害電池。
大家都知道，一節鎳氫電池的額定電壓是在1.2V，在剛充滿電的時候實際是超過這個值的，一般在1.4-1.5V之間。 隨著使用，電壓會逐漸降低，在一般的使用場合，當電壓低於1V時，基本無法使用 ，你可以自己測試一下“電用完”的電池電壓是多少。
但如果使用的場合是低電壓，小電流的則會繼續放電使用。 我們所說的深度放電一般指電壓下降到0.85V-0.9V之間。 透過低電壓，小電流的放電，達到這個值的時候，鎳氫電池(也包括鎳鎘)就能恢復到最大的容量，延長使用壽命。
但如果繼續放電，一旦低於0.8V就有可能造成對電池不可逆的傷害，反而是影響了電池的壽命。 這就是為什麼本人的方法不被推薦的原因，因為你無法控制電壓到了一定的值就自動停止。
同理，鎳鎘電池和鎳氫電池都不被推薦用於遙控器之類的小電流電器。  對電池深度放電比較好的方法是購買有放電功能的充電器或專門的放電器。
最簡易的方法是可以用本人的方法，但一定要經常用表讀電壓值，一旦到危險區域立刻停止。  如果是串聯的話，簡單的將上述電壓值乘以電池數目就可以了。
再來說一下長期不用的電池儲存和恢復方法。 注意了，由於鎳鎘電池和鎳氫電池特性不同，所以儲存方法葉不同。 鎳鎘電池是要將電用完來儲存，所以大家以前買的新鎳鎘電池是基本沒有電的，需要自己來重。
一般來講，採用正確的充電方法，大概需要充放3－5次才能將電池恢復到最佳狀態。 而鎳氫電池要長期儲存前，應該充電到80％左右(這個大家自己應該會算)，然後再儲存。
這也是為什麼現下買新的鎳氫電池回來後多少有點電的原因，因為廠家已經預充電，防止運輸周轉時間太長，而電池沒電受到影響。 長期儲存的鎳氫電池用的時候，先將余電用完，再用正確方法充放2－3次就可以恢復到最佳狀態了。
---究竟應該選擇快充還是慢充？ 再說說關於充電的問題。 其實最難掌握的就是正確充電。 充電從充電電流來分，有快速充電和慢速充電的區別。 從充電模式來看，有恆流充電和脈波充電的區別。 很多人都有這樣的問題，究竟是快充好還是慢充好。
那我們先來看看什麼是快充而什麼是慢充。
以一節電池的標稱容量為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，對一節700MAH的電池則就是快充。 由此可見，快充還是慢充是個相對的概念，和電池本身的容量有極大的相關。
再回到前一個問題，究竟是快好還是慢好？﹗ 其實這也沒有固定的答案。 很多人都認為慢好，認為快充會傷害電池。 快充會傷害電池么？ 答案是肯定的，但原因並不是很多人所想的“大電流充電傷害電池”。
大電流充其量是幫凶，真正的原因是發熱，由於大電流而引起的發熱。 過高的溫度對電池壽命有很大的影響。 所以說大電流並不可怕，頭疼的是怎樣來解決發熱的問題。 說到這裡，就要引入恆流充電和脈波充電的概念。
在慢充時，基本上所有的充電器都採用了恆流的充電方法，這樣電路設計比較簡單，容易實現。 而由於充電電流在慢速範圍，並不會引起電池過熱的問題。
到了用快速電流充電的問題上，再使用恆流模式，無疑無法避免電池過熱的問題，因此恆流的方法就被摒棄。 取而代之的是脈波模式，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，電流最大，然後馬上進入波谷，幾乎是沒有電流。 這樣設計的目的是為了讓電池有一個恢復時間，從而減少大電流產生的熱量，使電池發熱控制在一個可接受的水準。
現下市場上看到的百余元左右的快速充電器，基本都採用這個方法。 而且這類充電器還採用了電壓斜率判斷法或delta判斷法來判斷電池是否充滿，一旦充滿就自動轉入涓流充電，以免超過時間後大電流對電池造成傷害。
採用脈波模式來製作快速充電器是不錯的解決方法，但對於有些**的要求，比如1小時快速充電器，這時要採用大於1C的超高速充電電流來進行充電，脈波法就力不從心了。
現下國際上採用的基本都是脈波法加去極化回應結合的模式。 簡單的說，就是在脈波法的基礎上，當一個正弦波的上半部完成後，插入一個短暫負電壓的余弦波，來抵消過大的電流產生巨大熱量(極化回應)，從而將電池熱量控制住。
這種方法一般只有在比較專業的充電器，例如航模玩家所用的專業充電器上使用。 這類充電器往往可以做到用2C－3C的電流對電池進行充電。
---充電問題的總結與其他說了這些方法，從電池使用壽命角度來看，慢速恆流充電無疑是對保證電池壽命最好的方法。 但從時間就是金錢的角度來看，快速充電器節省下來的時間所帶來的效益，遠比損傷電池壽命10％左右的損失大得多。 這也是為什麼快速充電器十分流行的原因。

充電是將充電電池恢復其原始容量的過程,為使電池達到長期使用的目的,必須透過適當的充電方法充電。
(1)快充電流︰ 1CmA(快充溫度範圍︰0℃~40℃(32°F──104°F )． 為了適當的控制快充，建議以0.5CmA~1CmA充電，超過1CmA充電可能會造成電池內壓過高從而使電池安全閥開啟，從而造成電池漏液． 在開始充電時，當NTC(負溫度系數熱敏電阻)或其它溫度檢測元件檢測電池溫度低於0℃(32°F)或高於40℃(104°F)時，應進行涓流充電而不是快充． 當以下所述(4)、(5)、(6), 及(11)達到預計標準時，停止充電.建議至少採取（5）（6）（7）中二項進行控制。
(2) 對於已過放電或深放電的電池，如果直接用大電流充電無法恢復電池的容量，需要先以小電流充電，等電壓升高後再進行快充。
(3) 快充起始電壓︰0.8V/只，將電池電壓恢復為可快充的電壓範圍的電流為︰0.2~0.3CmA。
(4) 電池充電上壓限︰1.6V/只，如果由於故障或誤操作，電壓接近此值後轉為涓流充電。
(5) -△V值︰5-10mA/只，快充過程中，如果電壓從其峰值下落5到10mV則終止充電，快充轉為涓流充電。
(6) dT/dt值︰0.8-1℃/min，用熱敏電阻或溫度傳感器探測電池溫度，單位時間內電池溫度上升達到預設值時，終止快充並轉為涓流。
(7) TCO︰電池充電最高溫度，D型、F型、2/3M型及M型電池為48℃，其他電池為50℃，如果充電中電池過熱會對電池壽命及其他性能造成影響，為此，當電池溫度達到預設值，終止快充並轉為涓流充電。 -△V檢測線路在開始快充後一定時間內啟動，但在此時間內dT/dt 可以啟動。
(8) 初始延時︰10分鐘，防止-△V檢測線路在開始快充後一定時間內啟動。 因為鎳氫電池在放置較長時間或過放後充電電壓會有波動（假-△V），此時延時的設定是為防止此假-△V誤觸發使充電終止。
(9) 涓流充電電流︰1/30~1/20CmA，如果涓流充電電流過大，電池溫升會增加，造成電池性能降低。
(10) 快充轉換時間︰60分鐘（1CmA）
(11) 充電總時間︰10-20小時，即使是涓流充電，長時間過充也會造成電池性能惡化，為防止涓流或其他充電下過充，建議設立一個保護性的總充電時間控制。
(12) 鎳氫電池充電時的溫度及電壓取決於電池組的形狀，電池組架構及其他原素。

A、充電率(C-rate)
C是Capacity的第一個字母，用來表示電池充放電時電流的大小數值。
例如︰充電電池的額定容量為1100mAh時，即表示以1100mAh（1C）放電時間可持續1小時，如以200mA（0.2C）放電時間可持續5小時，充電也可按此對照計算。
B、終止電壓（Cut-off discharge voltage）
指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續放電的最低工作電壓值。
根據不同的電池類型及不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，因此規定的電池放電的終止電壓也不相同。
C、開路電壓（Open circuit voltage OCV）
電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。
電池的開路電壓，會依電池正、負極與電解液的材料而異，如果電池正、負極的材料完全一樣，那麼不管電池的體積有多大，幾何架構如何變化，起開路電壓都一樣的。
D、放電深度（Depth of discharge DOD）
在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比稱為放電深度。
放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關係，當二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，因此在使用時應盡量避免深度放電。
E、過放電（Over discharge）
電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值，還繼續放電時就可能會造成電池內壓升高，正、負極活性物質的可逆性遭到損壞，使電池的容量產生明顯減少。
F、過充電（Over charge）
電池在充電時，在達到充滿狀態後，若還繼續充電，可能導致電池內壓升高、電池變形、漏夜等情況發生，電池的性能也會顯著降低和損壞。