锂二次电池及特点

锂二次电池及特点

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可充电的锂二次电池中，有钒锂二次电池、锰锂二次电池和铌理二次电池。无论哪种都是用锂铝合金作负极，采用有机电解质的电池。

锂二次电池，均为硬币形的，但各种电池的额定电压不同。钒锂二次电池和锰锂二次电池的，额定电压均为３．０Ｖ。铌锂二次电池的额定电压为２．０Ｖ。无论哪种锂二次电池都有较大的容量。自放电少，抗过充电和过放电的能力也强，长期使用可靠性高。使用温度范围为－２０℃～６０℃。

这种电池，可以反复充／放电约１０００次，充／放电反应示图见图１所示。主要用作移动电话、小灵通、存储卡等小型通信设备、数据通信终端或自动化办公设备的存储器支持电源。

钒锂二次电池用氧化钒（Ｖ２Ｏ５）作正极。除了用作存储器支持电源，还用作汽车门锁的遥控器或家用电

ａ）放电反应

电流

负极反应

正极反应

（ｂ）充电反应

充电器

图１放电及充电反应示图

器的遥控器的电源等。锰锂二次电池用锰的复合氧化

物作正极。铌锂二次电池用五氧化二铌（Ｎｂ２Ｏ５）作正极。部分存储电路电压从３．０Ｖ降到２．５Ｖ，铌锂二次元

电池正是适应这些电路的需要而开发的。

锂二次电池负极中的锂以金属与锂的化合物形式器存在。不过，也有锂以离子形式存在的，这就是下面将件要提到的锂离子二次电池按照锂在负极中的存在形式，可以把锂电池分为锂二次电池和锂离子二次电池。

与相反，铅蓄电池充电时，在负极，输出电流时生成代的硫酸铅重新变成铅。在正极，输出电流时生成的硫酸铅重新变成二氧化铅。硫酸根离子分别从正极和负极换

进入电解质。

由于放电时硫酸电解质浓度降低，充电时浓度升高，因此，只要检测电解质的密度，就能知道铅蓄电池的充电状态。

其次，因为电解质是液体，容易蒸发。如果电解质减少（结构示图见图２），最严重时会引起铅蓄电池破裂等事故。日本电池工业协会建议，对于铅蓄电池，每５个月检测一次电解质的液面高度。在铅蓄电池外壳的侧面。标有电解质液面高度上限和下限的两条线。铅蓄电池水平放置时，电解质液面高度在上限和下限两条线之间，是正常状态。假如电解质减少到下限以下，需要分别打开各单电池的盖子补充电解质。

电解质减少的原因，是铅蓄电池充电超过容量的。如果在充满电后继续充电，电解质中的水被电解生成氢气和氧气，当然电解质会减少。特别是夏

注液口盖

接线柱

最高液面最低液面

负极板

隔板正极板

图２铅蓄电池的结构图

家电检修技术２００７年第７期（总４９１页）・５９・

（“过充电”

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&%%%%%%%%%%%%%%对开关管功耗的

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认识

"张巨光

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很多彩电维修人员对开关电源开关管的功耗和开关电源输出功率认识模糊不清，有的甚至把开关管的最大允许功耗Ｐ（ｃｍ）和开关电源的输出功率等同起来。还有人认为要想使电脑ＡＴ／ＡＴＸ电源输出功率大些，只要换用更大功率的开关管就行了。我曾在某杂志的一篇文章中看到这样一段话，“彩电开关电源中开关管集电极正常工作电流为１５０ｍＡ；正常工作时开关管的功耗为４５Ｗ（３００×０．１５＝４５Ｗ）”这种估算方法是完全错误的，有误导初学者之嫌。让我们试想一下，如果开关管的功耗真的和一把４５Ｗ的电烙铁发热一样多的话，需要配置多大的散热片才能保证开关管的正常工作呢？简直不可思议，如果真是这样，那开关电源的效率是不是太低了。

开关电源以能量转换效率高而著称。开关电源中的开关管工作在高频开关状态（一般都在１５ｋＨｚ以上）。要么截止，要么饱和导通，类似于开关的通和断，仅在状态的转换瞬间经过放大区。这也是开关电源和工作于放大状态的线性稳压调整电源的最大区别。理想开关器件的开关状态转换时间为零，截止时虽然承受电压很高但电流为零，功耗为零。导通状态下，虽然电流很大但电压为零，功耗亦为零。而实际使用的开关

以降低功耗。在以上三部分中，Ｐｏｎ－Ｖｃｅｓ×Ｉｏｎ（导通电流平均值），Ｐｏｆｆ－Ｉｃｅｏ×Ｖｏｆｆ（开关管截止时承受的电

压），而功耗最大的Ｐｔ部分的计算只能通过实测的状态转换瞬间电压Ｖｃｅ和电流Ｉｃ的变化关系，积分求得，计算很复杂，一般通过开关管的发热多少来大致判断，但决不能按照直流电功率的计算方法来计算。

由以上分析可以看出，开关管的功耗主要取决于Ｐｔ的大小，Ｐｔ的大小除了取决于开关管本身的开通时间Ｔｏｎ和关断时间Ｔｏｆｆ外，还和开关管的励激情况有关，只有在最佳的激励情况下才能使Ｐｔ值降到最低、发热最低。激励不足和过激励都会使Ｐｔ增加，发热严重，也是彩电和显示器中开关管、“行管”损坏的常见原因。激励不足导致开关管的开通时间Ｔｏｎ延长，过激励导致开关管的关断时间Ｔｏｆｆ延长，两者作用的结果都是使开关管的功耗增加。

开关电源的输出功率是开关变压器电磁能量转换的功率，和开关管的功耗之间并无直接的关系，开关管在一个振荡周期中导通的时间越长，通过的电流越大，储存在开关变压器中的磁能就越多，开关管截止时转换到次级的能量就越大，输出功率就大。很多电脑ＤＩＹ

元

器件与代换

管截止时存在穿透电流Ｉｃｅｏ，导通时存在饱和压降者通过换用功率大的开关管来提高ＡＴ／ＡＴＸ电源输出Ｖｃｅｓ，且状态转换需要一定的时间（包括开通时间Ｔｏｎ功率的方法不是都能行的通的，因为功率越大的开关和关断时间Ｔｏｆｆ，一般＜１μｓ），因此通常将开关管管往往需要更大的激励电流，而开关电源在设计时它&%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%的功耗分为三部分：即导通期间的损耗Ｐｏｎ；截止期间的激励功率是和原装开关管匹配的，如果只是换用大的损耗Ｐｏｆｆ；开关转换瞬间的损耗Ｐｔ，其中尤以Ｐｔ所功率开关管可能导致激励不足，开关管发热严重，反而占比例最高，而Ｐｔ的大小取决于开关管的开关时间（包括开关管导通时间Ｔｏｎ和关断时间Ｔｏｆｆ），所以作为开关管使用最好能挑选Ｔｏｎ和Ｔｏｆｆ都很小的管子季，铅蓄电池的温度升高，电解质减少量增加。因此，有一种铅蓄电池，在其上面开设了观测充电状态和液面高度的指示器。

此外，还有一种不需维护的铅蓄电池，电解质不需要补充水分，称为密闭型或控制阀型铅蓄电池。这种铅蓄电池，可使过充电时在正极产生的氧气向负极移动。消耗吸收，抑制负极产生氢气，并且安装切断外部气体进入的控制阀，从而形成了抑制电解质减少的机构。

在《日本工业标准》的电池牌号中，铅蓄电池用“ＰＢ”表示，并用表示性能的两位数字、表示电池较短・６０・（总４９２页）家电检修技术２００７年第７期

会适得其反，损坏开关管。当然可以尝试提高激励功率来解决。以上是我的肤浅认识，不当之处还请各位指

正。!

的侧面长度的字母、表示较长侧面长度的数字和表示电极位置的字母“Ｒ”或“Ｌ”四者组合起来表示铅蓄电池。表示性能的两位数字，是表示起动性和容量等铅蓄电池的综合性能，数值越大性能越好。表示电池较短的侧面长度的字母，按照从Ａ到Ｈ的顺序增大。表示较长侧面长度的数字，是以厘米为单位表示电池的实际长度的。表示电极位置的记号，如果从里面看电池的电极时，正极在右边时用记号“Ｒ”，正极在左边时用记号“Ｌ”，纵向并排时没有记号。

用完的铅蓄电池，应当由铅蓄电池处理店回收。回收的铅蓄电池可以再循环。

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