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专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 2-1

2014-8-18 09:35:03 3303

0 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 2-1 我们在上一篇文章(参考：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 1)中谈到将在这一系列的文章中探讨各种电池技术，包括铅酸电池、锌系电池、锂系电池，以及其他各种新奇的方案；此外我们也将在每一篇文章中提供一些电池选择诀窍。何谓电池？以传统的观点来看，电池是一种内含化学反应物质并藉此产生电力的装置，但这种定义随着时间演进已经开始模糊；这会是一个有趣的话题，也许我们能在这一系列文章的最后，再来好好讨论一番。诀窍1.：开始选择电池笔者选择电池都是先看应用环境，通常我们能将威廉希尔官方网站选择范围根据环境上的限制来缩减；举例来说，当电池运作环境温度达到325°C，就可以不用浪费时间去找锂电池，在那样的环境之下，标准锂电池无法涉足但钠硫(sodium-sulfur)电池则能生存。另一个例子是需要周期性加水的旧式(非胶状)铅酸电池，这种电池自然无法在完全密封的环境中使用。诀窍2.：能量与功率的差异能量(Energy)与功率(Power)这两者常会让人混淆，需要特别注意的是，电池可储存的是潜在的能量，当负载电流时，那些潜在能量才会被转换为电功率，在几伏特电压(V)之下可达到几安培电流(A)，然后计算出是几瓦功率(W=V×A)。可传递到负载的总能量，是瞬时电压乘以瞬时电流，也就是v(t) x a(t)，以时间来求积分──因为能量的单位是焦耳(joule，J)，即功率乘以时间秒数。规格与专业术语我们似乎总希望找个拥有最大的「冲击力(wallop)」的电池，但能接受的价位是多少？需要多大的尺寸与重量？显然我们总是会做一些折衷，因此我们需要知道制造商是如何详列所有这些威廉希尔官方网站规格；在未来的文章中也会再更详细提到这些，以下我们先介绍几个相关术语与规格。 ˙一次与二次电池(primary / secondary batteries)：所谓的一次电池就是那些能在组装之后立即产生电压、马上应用的产品，但大多数无法充电；二次电池则能在组装、第一次使用之后进行充电，而且通常是可以重复充电。 ˙智能型电池(smart type)：这种类型的电池包含用以监测电池、并将电池装态与外部应用装置通讯的组件或电路，通常该监测电路所提供的信息包括充电状态、温度或环境信息、电池健康状态、使用年限、产品序号/型号…等等；有部分电路则是负责电源管理或是防止过电流等安全功能。如果一颗电池有四个以上的链接接口，它就很可能是智能型产品，未来我们还会介绍相关议题。 ˙内部电阻(internal resistance)与最大内部电阻：电池的内部电阻量测单位是奥姆(ohm)，为电池内产生电压之零件并联作用产生的有效直流(DC)电阻。而最大内部电阻规格，则是基于安全性操作以及制造商要求，在充放电时的内部电阻最坏情况。要量测DC内部电阻，笔者通常使用两阶段DC负载(two-tier DC-load)方法。选择一个负载电阻轻轻加载电池，维持10秒负载，然后在负载链接期间量测出终端电压V1以及电流I1；接着再供应一个更高的负载(较低电阻)3秒，并量测终端电压V2与电流I2。DC电阻=(V1-V2) / (I2- I1) ；前后两个负载的差异必须足以产生非常清晰的电压三角(voltage delta)，同时仍不超出制造商的建议范围。藉由采用另一个完全不同的电阻配对进行额外的量测，以确定数字的增加情况；在这里要注意的是，电池的内部电阻(以及阻抗)，是导致电池容量损失以及效率低落的主要原因。 ˙阻抗(impedance)：这是指交流复合电阻(AC complex reactance)，单位也是奥姆。一颗电池内部的完整配置包括电感、电容以及两个纯电阻；通常一个1,000Hz发电机被用来激发电池并确定其电抗 (reactance)。对于连续不断且快速变化的负载电流来说，阻抗是一种比内部电阻更好的量测指标。能量比(specific energy)：以瓦特小时/每公斤(Wh/kg)，或是兆焦耳/每公斤(MJ/kg)为单位的能量对重量(或能量对质量)比；这个数字也通常被当作(但也许是不正确的)能量密度，基本上定义了一颗电池以其重量来看的「强壮度」。有部分制造商用一种完全不同的形式来表现这个数字，例如焦耳/每公克 (J/g)。编译： Judith Cheng 参考译文： AllAbout Batteries,by Ivan Cowie 扩展阅读：专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 1 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 2-1 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 2-2 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 2-3 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 3铅酸电池专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 4 (碱性电池) 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 5 (碳锌电池) 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 6 (锌空气电池) 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 7 (锂亚硫酸氯电池) 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 8 (锌/氧化银电池) 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 9 (钠硫电池) 专家开讲：深入了解电池威廉希尔官方网站 ──Part 10锂二氧化硫电池 0
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