关键的电池参数
了解所有关键电池参数并将其应用于产品使用和要求是很重要的。
电池化学
大多数电池是由两个电极和一种电解质构成的。用于制造这些部件的材料组合决定了电池的化学成分。电池的化学特性包括电压、负载电流、容量、工作温度、自放电和物理尺寸。
电池类型:
主要的
一次电池是不可充电的。这些电池是由电化学电池制成的，它产生的化学反应是不可逆的。因此，你无法给这些电池充电;当它们用完时，你必须更换它们。一次电池通常有特定的能量，使用它们的设备被设计成消耗低功率，使电池可以持续尽可能长的时间。最流行的一次电池化学类型是锂，碱性和锌碳。这些电池也是环保和可持续的。然而，这些电池中的低负载电流限制了它们的应用于低电流要求的设备，如遥控器和烟雾报警器。
- 可充电
这些电池是许多产品的标准电源，尤其是便携式设备，如数码相机、笔记本电脑、平板电脑和手机。因为它们可以充电，使用这些电池大大减少了以一次电池形式送往垃圾填埋场的垃圾数量。给电池充电时，要反向给电池施加电压，以逆转电化学反应。
充电电池的初始成本比非充电电池高。然而，由于它们可以多次充电，它们最终会更经济。
你可以根据它们的化学成分将充电电池分为不同的子类。这一点很重要，因为化学成分决定了电池的一些属性，包括它的比能量、循环寿命、货架寿命和价格。基于化学原理的最受欢迎的充电电池类型:
- 锂离子电池(锂)
- 镉镍(镍镉)
- 镍氢电池(镍氢)
- 铅酸
超电容器
超级电容器与电池不同。超级电容器充电只需几秒钟，容量退化很小。它们几乎可以承受无限的充电周期。传统上，超级电容器用于经历突然的能量峰值或使用能量爆发的应用程序。要处理高峰值电流，使用超级电容来卸载电池。在大电流时期，超级电容充当主要电源。在低电流期间，电池是主要电源，并为电容器充电。
理想情况下，当你需要短期快速充电时，使用超级电容器。超级电容和电池组合成混合电池，既满足了短期和长期的电力需求，也减少了电池的压力，从而获得更长的使用寿命。超级电容器的一个缺点是当几个电容器串在一起以获得更高的电压时需要电压平衡。此外，根据电容电池电压的测量方式，充电后的超级电容可以掩盖接近使用寿命的低电压电池。此外，保持超级电容器的充电需要1- 10ua的功率损耗。
容量及放电特性
电池容量的测量和表示单位是安培小时(Ah)。安培小时是电池在一段时间内所能提供的放电电流。所有电池都会受到一个叫做自放电的过程的影响。自放电能量的程度取决于电池中使用的技术和化学物质。188bet金博宝滚球通常，电池的放电速率以C表示，其中C是电池容量除以小时。例如，1200mAh电池的C为1.2A放电速率1小时，C/2为600ma, C/10为120mA。
峰值负载电流
负载峰值电流是电池可以连续放电的最大电流。这个限制通常是由电池制造商指定的，以防止过多的放电速率会损坏电池或降低其容量。电池电压的变化取决于施加的放电电流(负载)。如图1所示，当放电电流增大时，工作电压和电池容量会减小。以5Ah电池为例，容量(C)为5A，放电速率为1小时。如果电池最大放电速率为5C，则最大负载电流为25A。重要的是要记住，将放电速率增加到5C将按比例减少电池寿命至1/5小时。
图1:松下NCR18650B能量电池的放电特性
电池电压
电池电压随你选择的电池化学类型而变化。基于应用，选择正确的电池和正确的电池电压会影响设备中电源电路的效率、复杂性和成本。电池标有标称电压。然而，充满电的电池上的开路电压(OCV)可能会高出5% - 7%。图2是不同电池化学成分下电池电压与放电容量的样本图。
通过结合图1和图2，我们可以看到电池电压随时间和不同负载下的变化。如果一个设备在无线电接收过程中消耗了松下NCR18650B的0.2C(图1中的蓝线)，在大约20%的放电(即x轴上的600mAh)时，我们发现电压约为3.9V。然而，如果我们的设备开始消耗1C的电流(图1中的绿线)，电压将下降到3.7V。随着电池的消耗，电压的变化会更加明显。设备开发人员在设计设备时必须考虑这些变化。
图2:不同电池化学成分下的电池电压与放电容量的关系
温度
通常，物联网传感器被放置在具有显著温度变化或极端温度的恶劣环境中。在高温环境下，由于电池的化学性质，自放电速率高于标称速率。同样，在低温环境中，电池的化学反应可能会减慢，从而限制了电池在所需负载下维持有用电压的能力。例如，我们不建议使用0°C以下的锌碳和碱性电池。锂电池可以在-40°C的环境下工作，但通常性能会显著下降。在可充电应用中，锂离子电池可以在一个狭窄的温度窗口内以最大速率充电，大约20°C到45°C。在这些温度之外，需要更低的电流或电压，从而导致更长的充电时间。
图3:松下公司NCR18650B能量电池的温度放电特性
保质期
大多数电池，尤其是含有水电解质的电池，即使在不连接的情况下，自放电也很慢。自放电速率取决于细胞的化学性质、结构，特别是储存温度。通常，自放电速率随着温度的升高而增加。与二次电池相比，一次电池的保质期更值得关注。你可以在使用前给二次电池充电。现代碱性一次电池在20°C下的储存寿命可达数年。然而，将碱性电池储存在高温环境下会使其降解。
最后，请注意，可充电电池的运输通常是受监管的。因此，大多数锂充电电池在发货时的电量不超过30%。设备开发商应该让你知道，为了达到最佳效果，你必须在使用设备之前充电。(见包装资料965:锂离子电池和电池在运输时的充电状态不得超过其额定容量的30%。)