锂电池、磷酸铁锂电池类 名词解析[电池基础知识]

　　镍氢电池

　　镍氢电池(NiMH)是由镍镉电池(NiCd battery)改良而来的，其以能吸收氢的金属代替镉(Cd)。它以相同的价格提供比镍镉电池更高的电容量、比较不明显的记忆效应、以及比较低的环境污染(不含有毒的镉)。其回收再用的效率比锂离子电池好，被称为是最环保的电池。但是与锂离子电池比较时，却有比较高的记忆效应。旧款的镍氢电池有较高的自我放电反应，新款的镍氢电池已俱有相当低的自我放电(与碱电相约)，而且可于低温下工作(-20℃)。镍氢电池比碳锌或碱性电池有更大的输出电流，相对地更适合用于高耗电产品，某些特别型号甚至比镍镉电池有更大输出电流。现时一般镍氢电池的容量已高于碱性电池(以体积计)，以AA电池为例，镍氢电池标示容量可达2900mAh(毫安-小时，中国大陆普遍称mAh为「毫安时」)，而碱性电池只有~2100mAh，当然也远高于镍镉电池的1100mAh，但仍未及得上锂离子电池。碱性电池在长期不使用后会漏出俱轻微腐蚀性及有害液体(会对人体有害又或损坏使用该电池的装臵)，而锂电池在不适使用时有机会燃烧或爆炸。相对地镍氢电池算是最安全的电池。镍氢电池的电压为1.2V。

　　锂离子电池

　　锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。习惯上，锂离子进入正极材料的过程叫嵌入，离开的过程叫脱嵌;锂离子进入负极材料的过程叫插入，离开的过程叫脱插。和所有化学电池一样，锂离子电池也由三个部分组成：正极、负极和电解质。电极材料都是锂离子可以嵌入(插入)/脱嵌(脱插)的。锂离子电池的电压为3.6~3.7V。

　　锂离子聚合物电池

　　锂离子聚合物电池，也称聚合物锂电池，锂聚合物电池。是一种以胶状高聚物为电解质的可充电电池。避免了锂离子电池高温下容易爆炸的安全问题。相对于锂离子电池，锂聚合物电池的特点如下：

　　1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。

　　2. 可制成薄型电池：其厚度可薄至0.5mm。

　　3. 电池可设计成多种形状，最大可弯曲90°左右。

　　4. 可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,而高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。

　　5. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。 锂离子聚合物电池的电压为3.6~3.7V。

　　磷酸锂铁电池

　　磷酸锂铁(分子式：LiMPO4，英文：Lithium iron phosphate，又称磷酸铁锂、锂铁磷，简称LFP)，是一种锂离子电池的正极材料，也称为锂铁磷电池，特色是不含钴等贵重元素，原料价格低且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。磷酸锂铁电池的电压为3.2~3.3V。

　　电池芯

　　泛指可以储存电荷及释放电荷的容器，有一定的额定电压及额定容量。

　　电池Soft Pack

　　将多数的电池串并连起来，做成一简单的组装，其包装没有一定的防护能力。

　　BMS

　　Battery Management System 取前面一个字母组成，其意思为电池管理系统，用来管理整组电池的系统，进而收集电池所有的信号，如电压、电流、温度等等，并将这些讯号区分为过电压、低电压、放电过电流、充电过电流、高温充放电、低温充放电、短路等等，将这些讯号做储存或分析提供给终端产品使用。BMS在广义上解释常被认为是保护板，狭义解释是一套电池管理的系统。

　　PCM

　　Protection Circuit Module 取前面一个字母组成，其意思为保护电路模块，用来管理电池模块的电路，俗称电池保护板，部份的保护板功能可以达到BMS的要求，可收集电池所有的信号，如电压、电流、温度等等，并将这些讯号区分为过电压、低电压、放电过电流、充电过电流、高温充放电、低温充放电、短路等等，虽这些功能并非同时都存在，但也可独立运作。部份的保护板只有监控的功能，这类保护板通常都搭配MCU使用。

　　MCU

　　Micro Controller Unit 取前面一个字母组成，又称单芯片微型计算器(Single Chip Microcomputer)，简称单芯片，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算器的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，可透过软件撰写来赋予MCU不同的功能。

　　电池容量

　　电池内部的正负极材料透过电解液产生反应，在一定的时间内所释放出的电荷量，单位以“安培/小时”计(Ah)简称安时，例如在1小时的时间流出1安培的电流，称为1安时(Ah)容量。。

　　电流

　　我们知道，水能在管线中流动，我们称做水流。同样的电子在导线中流动，这样电子的流动就我们称做叫做电流。电流的单位是“安培”，符号以“A”来表示。电路中通常用“I”来表示电流。水在流动中有高低之分，电子在流动中也有强弱之别。通常我们所说的电流大小，就是指电流强度的大小，一般表示电流强度的单位是安培，简称安，用符号"A"表示。在有些电路中流过的电流很小，通常用毫安、微安来计量，它们之间的换算关系是：

　　1安培 = 1000毫安(mA)

　　1毫安 = 1000微安(μA)

　　电压

　　大家都知道，水在管中所以能流动，是因为有着高水位和低水位之间的差别而产生的一种压力，水才能从高处流向低处。城市中使用的自来水，所以能够一打开水门，就能从管中流出来，也是因为自来水的贮水塔比地面高，或者是由于用水泵推动水产生压力差的缘故。电压也是如此，电流所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电位和低电位之间的差别。这种差别叫电位差，也叫电压。换句话说。在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压用符号"U"表示。电压的高低，一般是用单位伏特表示，简称伏，用符号"V"表示。高电压可以用千伏(kV)表示，低电压可以用毫伏(mV)表示，它们之间的换算关系是： 1千伏(kV)=1000伏(V) 1伏(V)=1000毫伏(mV)

　　电阻

　　水在管中流动时，并不是畅通无阻的，而是受到一定的阻力，阻止水的流通，这种阻力叫做水阻。同样道理，电线内通过电流时，电子在导线内运动也受着一定的阻力，这种阻力叫做电阻。电阻用符号"R"表示，表示电阻大小的单位是奥姆，简称欧，用符号"Ω"表示。测量大电阻值可用千欧(KΩ)或兆欧(MΩ)，它们之间的换算关系是：

　　1千欧(KΩ)= 1000欧(Ω)

　　1百万欧(MΩ)= 1000000欧(Ω)

　　功率

　　若一定电流通过某定点阻力(如电阻)时，将会产生一个电压降，而此电阻所吸收掉的能量称为功率，单位以P或W来计算。其计算方式是将电流量乘以电压降，功率 P = 电流 I × 电压 V。单位：仟瓦(KW)、瓦特(W)、毫瓦(mW)

　　C-Rate

　　电池除了以安培(或毫安)做单位来表示电池的充放电流大小之外，也使用英文字母C(capacity)来当作额定容量(电流x时间)之电流部分，以它做为电流大小衡量的单位。C-Rate与时间成倒数关系，以1C来看，是在1小时内将电池内所有的容量全部释放出来，2C是在0.5小时(30分钟)内将电池所有的容量释放出来，10C是在0.1小时(6分钟)内将电池所有的容量释放出来来，0.5C是在2小时(120分钟)内将电池所有的容量释放出来，0.1C是在10小时(600分钟)内将电池所有的容量释放出来。

　　充放电率

　　所谓充(放)电率是将全部容量的电荷放(充)完所需要的时间，做为充(放)电时的标准速度。一般用来说明放(充)电的速度是多少，比如说二小时率的放电，是指用0.5C 的电流，在二个小时的时间将电池1全部容量放完。20分钟率表示用3C 的电流在20分钟内将电池额定电量全部放完。在厂商的电池规格书上面，也常使用小时率来表示标准放电时间，只要根据额定容量来换算就知道标准放电电流是多少了。通常厂商提供的规格上额定容量是以温度20℃ ，而放电是以5小时率0.2C 的条件来量测。

　　DOD

　　Depth of discharge DOD 取前面一个字母组成，其意思为放电深度，电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很深的关系，当二次电池的放电深度越深，其充电寿命就越短，因此在使用时应尽量避免深度放电。电池放电时所放电量与所储存电量的比率称之为放电深度，比百分比表示。例如放电深度20%表示电量放电到剩下80%电量的程度。

　　SOC

　　State Of Charge 取前面一个字母组成，其意思为电池残留电量，此为电池相对的残余电量，SOC = (残留电量 / 额定电量) * %，例如SOC=100%，代表电池残留电量为100%，也就是电池电量目前还使没开始使用，SOC=0%，代表电池残留电量为1%，也就是电池电量已经耗尽。

　　电池额定容量

　　电池在一定的条件以下所测试出的电池容量，如锂锰电池的额定容量是在环境温度25℃下做0.2C充放电的条件，如锂铁电池的额定容量是在环境温度25℃下做1C充放电的条件。

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