電壓
就如同初中物理書(shū)所言,電池的基本功能是為用電器提供直流電壓。不同的用電器需要使用不同電壓的電池。最常見(jiàn)的五號(hào)/七號(hào)電池的額定電壓一般為1.5V。
很簡(jiǎn)單。你以為這樣就完了?naive!
絕大多數(shù)電池的電壓是一個(gè)范圍。電池滿電時(shí),電壓最高;隨著電量的逐漸放出,電壓逐漸下降,直到歸零或者低到用電器不能工作。我們可以通過(guò)放電曲線來(lái)直觀的說(shuō)明這個(gè)過(guò)程。下圖中,橫坐標(biāo)為放出的電量,縱坐標(biāo)為電池電壓:
仔細(xì)觀察放電曲線圖,可以發(fā)現(xiàn)電池放電的兩個(gè)特點(diǎn):
一,電池電壓是隨著放電逐漸降低的(廢話);
二,電池在放電剛開(kāi)始和快結(jié)束時(shí)電壓下降極快,而中間部分則下降較慢;
三,電池大部分電量都在一個(gè)相對(duì)較窄的電壓范圍內(nèi)放出。
我們將二、三點(diǎn)統(tǒng)一起來(lái),將電池放電較為平緩的部分,稱為電壓平臺(tái),放電開(kāi)始時(shí)的電壓稱為(充電電池的)充電截止電壓,而放電電壓開(kāi)始急劇掉落的點(diǎn),稱為(充電電池的)放電截止電壓。需要注意的是,充電超過(guò)截止電壓或放電低于截止電壓,都會(huì)對(duì)電池壽命造成不良影響。因此不同種類充電器一般不能混用,充電電池也不要用到完全沒(méi)電了才充。
不同種類的電池,放電曲線不同,上述參數(shù)也不同。電壓平臺(tái)較高的電池,能輸出更高的功率,使用電器工作更加威猛(對(duì)于非恒流電路來(lái)說(shuō)),而電壓平臺(tái)范圍較窄的電池,能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)輸出相對(duì)穩(wěn)定的功率,減少電器功率波動(dòng)的困擾。
電池容量(能量)
顧名思義,容量越高的電池理應(yīng)用的越久。但是在這個(gè)概念上很多廠商喜歡玩點(diǎn)障眼法:電池容量有兩個(gè)常用單位。mAh(毫安時(shí))和mWh(毫瓦時(shí))。由初中物理可知,mWh是能量單位,反映某功率下電池輸出的時(shí)間;而毫安時(shí)則表示某放電電流下電池輸出的時(shí)間。兩個(gè)單位換算的關(guān)系是電池容量(mWh)=額定電壓×電池容量(mAh),如標(biāo)稱容量2500mAh,額定電壓1.2V的鎳氫電池,按mWh容量為2500×1.2=3000mWh。傳統(tǒng)上電池是使用mAh進(jìn)行標(biāo)注的,但近些年很多廠商為了使容量“看起來(lái)”更高改成mWh標(biāo)注,大家要注意進(jìn)行換算。
放電能力
影響電池放電電壓和容量的不只是電池的種類,還有電池的使用時(shí)間、溫度、放電電流等。其中影響最大的是放電電流,下面是同一節(jié)三星18650鋰電池在不同電流下的放電曲線:(圖片已獲得授權(quán))
可以看到,8A放電下的放電曲線幾乎比3A放電時(shí)向下平移了0.2V,表明大電流放電下電池電壓更低;而且放出能量也減少了5.4%。這只是在電池放電能力內(nèi)的數(shù)據(jù)。如果放電電流超過(guò)電池放電能力,電池電壓、放出容量、循環(huán)壽命都會(huì)大幅度下降,甚至無(wú)法使用。不同種類的電池放電能力相差巨大,對(duì)于大功率的設(shè)備,電池放電能力往往是比電壓更重要的指標(biāo)。例如閃光燈,使用放電能力很差的1.5V碳性電池時(shí)閃不了幾次就會(huì)提示電量不足,而使用電壓平臺(tái)更低的1.2V鎳氫電池時(shí)反而能長(zhǎng)時(shí)間正常工作。
循環(huán)次數(shù)
循環(huán)次數(shù)指可充電電池反復(fù)充電的次數(shù)。電池完全充放電一次計(jì)為一次循環(huán),未用完電量就重新充電的,不能算作一次循環(huán)。隨著反復(fù)的充放電循環(huán),電池的容量、內(nèi)阻等參數(shù)會(huì)逐漸劣化。循環(huán)次數(shù)一般指電池容量降低到初始容量的一部分(如80%)時(shí)的充放電次數(shù)。如2000mAh的電池,標(biāo)稱500次循環(huán),若每次完全充放電使用,約可使用500次性能不受明顯影響;若每次只使用1000mAh就進(jìn)行充電,理論上約可使用1000次(不同種類電池略有差異)。
自放電
電池即使不使用,在儲(chǔ)存過(guò)程中也會(huì)逐漸損失電量,稱為自放電,一般用滿電狀態(tài)下儲(chǔ)存一年后剩余電量占初始電量的百分比來(lái)表示。自放電高的電池保質(zhì)期很短。自放電速度與電池材料、儲(chǔ)存方法、制作工藝等有關(guān)。另外,自放電高的充電電池,可能在儲(chǔ)存過(guò)程中因?yàn)樽苑烹妼?dǎo)致電壓低于放電截止電壓而損壞,所以充電電池即使不用,也應(yīng)該隔一段時(shí)間拿出來(lái)充一會(huì)兒電。
一、碳性電池
是否可充電:否
放電平臺(tái):約1.5~1.0(電壓波動(dòng)大,沒(méi)什么平臺(tái)可言)
電池容量:低(受放電電流影響大,AA電池約200~600mWh)
放電能力:弱
自放電:低
價(jià)格:非常低(約0.5元/節(jié))
重量:非常輕(約12g/節(jié))
碳性電池是最經(jīng)典的一次性電池了,“一節(jié)更比六節(jié)強(qiáng)”里被吊打的就是它。除了便宜之外基本上沒(méi)什么優(yōu)點(diǎn),最適合的是鐘表、計(jì)算器這類超低功率的用電器,小功率下電池容量能得到很好的發(fā)揮。碳性電池背負(fù)罵名的主要原因還是因?yàn)樗菀茁┮骸词故谴笃放埔裁獠涣?,除非是窮的揭不開(kāi)鍋否則不太建議選購(gòu)……
產(chǎn)品推薦:
超霸綠皮、雙鹿黑皮等。(那些做工特別差的小品牌千萬(wàn)別買,不出一年就會(huì)漏)
二、堿性電池
是否可充電:否
放電平臺(tái):約1.5~1.0(波動(dòng)大沒(méi)什么平臺(tái)可言)
電池容量:中等(AA電池約2000mWh)
放電能力:中等偏下
自放電:低
價(jià)格:低(約1元/節(jié))
重量:一般(約20g/節(jié))
堿性電池可以看做是碳性電池的升級(jí)款,也是目前最常見(jiàn)的一次性1.5V電池。特點(diǎn)就是中規(guī)中矩。適用于各種耗電量不太大的電器,如電子秤、剃須刀、無(wú)線鼠標(biāo)等。雖然漏液情況比碳性電池好了不少,但仍然不能完全避免,不用一次備太多……
產(chǎn)品推薦:
容易漏液、尺寸不標(biāo)準(zhǔn)、假貨多、價(jià)格高……GG已經(jīng)數(shù)不清南孚聚能環(huán)的缺點(diǎn)了。
“一節(jié)更比六節(jié)強(qiáng)”是拿堿性比的碳性,還是很老很老的那種碳性電池……那個(gè)聚能環(huán)對(duì)于提升電量也沒(méi)啥卵用……
堿性電池的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,買性價(jià)比較高的型號(hào)就可以。推薦:紫米彩虹電池、京東京造電池、超霸金皮橘皮。
PS:我有很多使用多年超霸的堿性電池,無(wú)一漏液。(標(biāo)稱保質(zhì)期七年,聚能環(huán)三年)
三、一次性鋰鐵電池
是否可充電:否
放電平臺(tái):約1.6~1.3V(高且較平穩(wěn))
電池容量:最高(AA電池約3000mAh,約合4500mWh)
放電能力:較高
自放電:極低(年自放電約2%)
價(jià)格:較高(約4元/節(jié))
重量:輕(約15g/節(jié))
一次性鋰鐵電池號(hào)稱“第三代一次性電池技術(shù)”,在堿性電池的基礎(chǔ)上得到了全面加強(qiáng),性能基本是一次性1.5V電池之冠,也超過(guò)大部分充電電池。缺點(diǎn)就是貴了。用在無(wú)線鼠標(biāo)上,比堿性電池更輕、更耐用,而且不用擔(dān)心漏液?jiǎn)栴}。雖然標(biāo)稱電壓為1.5V,實(shí)際上電壓比同為1.5V的堿性電池高得多,而且耐得住高放電,用在玩具車、剃須刀之類的電器上勇猛且持久。現(xiàn)在還開(kāi)發(fā)出了能耐-40℃的超低溫電池——一句話,不差錢的話買就是了。
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基本上只有國(guó)內(nèi)的耐時(shí)和美國(guó)勁量可選(似乎是因?yàn)閷@麊?wèn)題)。 建議買耐時(shí),有活動(dòng)的時(shí)候很便宜,如果沒(méi)有特別耗電的設(shè)備,屯上十來(lái)節(jié)的話基本上十年內(nèi)不用操心電池的事了。
四、鎳鎘電池
能否充電:能
放電平臺(tái):約1.2V(缺乏參考數(shù)據(jù))
電池容量:較低(AA約1000mAh,約合1200mWh)
放電能力:一般
自放電:較高
價(jià)格:一般
重量:一般
循環(huán)次數(shù):一般(受限于記憶效應(yīng))
鎳鎘電池,時(shí)代的眼淚。
GG不知道有多少人還記得小時(shí)候用的充電電池要“用完電量再充電”,因?yàn)殒囨k電池有明顯的記憶效應(yīng),不用完電量就充電的話會(huì)使可用容量減小,而現(xiàn)在的充電電池已經(jīng)基本上沒(méi)有了這個(gè)問(wèn)題。
高污染、低容量、高記憶效應(yīng)……鎳鎘電池性能上基本被后來(lái)的鎳氫電池吊打,幾乎退出民用領(lǐng)域。
產(chǎn)品推薦:無(wú)(如果手里有的話,好好收藏吧,別亂扔,有毒)
五、鎳氫電池
能否充電:能
放電平臺(tái):約1.3~1.2V(較低但平穩(wěn))
電池容量:較高(AA約2000mAh,約合2500mWh)
放電能力:較高
價(jià)格:較貴(約6~20元/節(jié))
重量:較重(約25g/節(jié))
自放電:一般(儲(chǔ)存一年后約剩余80%)
循環(huán)次數(shù):較高(500~2000次)
終于到了最最最最常用的鎳氫電池了,這里GG多說(shuō)兩句。
鎳氫電池是作為鎳鎘電池的升級(jí)品出現(xiàn)的。沒(méi)有了重金屬的污染,基本去除了記憶效應(yīng)可以隨用隨充,而且提升了容量。雖然電壓平臺(tái)稍低,但勝在平穩(wěn)且放電能力強(qiáng),在玩具車、閃光燈這種大功率設(shè)備上使用效果明顯強(qiáng)于堿性電池??紤]到價(jià)格問(wèn)題,GG還是建議換電池頻率低于一年一次的設(shè)備就沒(méi)必要用充電電池了,現(xiàn)在堿性電池也已經(jīng)無(wú)害化了。鎳氫電池基本上不會(huì)漏液,不過(guò)重量大了一些,某些高容量電池可以超過(guò)30g,重量敏感設(shè)備還是要考慮下的。鎳氫電池的虛標(biāo)情況非常嚴(yán)重,選購(gòu)時(shí)一定小心再小心。
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首先肯定是繞不過(guò)去的愛(ài)樂(lè)普(愛(ài)老婆):
eneloop是民用領(lǐng)域共認(rèn)的高品質(zhì)電池,主要分為三種:愛(ài)老婆白,1900mAh,2000次循環(huán),超低自放電,性能較平衡;愛(ài)老婆黑,2450mAh,500次循環(huán),側(cè)重高容量;愛(ài)樂(lè)普l(shuí)ite,950mAh,5000次循環(huán),側(cè)重輕量化(似乎很難買到)。雖然很多人都推薦白皮愛(ài)老婆,GG還是覺(jué)得一般用戶買黑皮的就好。因?yàn)?00次循環(huán)對(duì)絕大多數(shù)人都?jí)蛴昧耍苑烹娨彩莾?yōu)秀的水準(zhǔn),多出來(lái)的容量可是實(shí)實(shí)在在的比白皮耐用。另外,據(jù)說(shuō)黑皮有針對(duì)閃光燈優(yōu)化,不知真假。eneloop有國(guó)產(chǎn)和日產(chǎn)之分,價(jià)格相似的情況下優(yōu)先買日產(chǎn)版(真正的愛(ài)樂(lè)普),其間的各種紛爭(zhēng)GG就不詳細(xì)解釋了。另外,富士通(FUJITSU)出品的鎳氫電池與日產(chǎn)愛(ài)樂(lè)普系出同源,有合適渠道可以選購(gòu)。
如果嫌愛(ài)老婆的代價(jià)太高的話,相對(duì)便宜一點(diǎn)的選擇推薦紫米1800mAh(非1700mAh),松下代工,理論性能接近松下evolta和白皮愛(ài)樂(lè)普,價(jià)格只有一半左右。
如果你連紫米都嫌貴,還可以選擇倍特力(BPI),也是電池圈子里口碑很好的品牌。曾經(jīng)有一個(gè)系列與愛(ài)老婆并稱為“愛(ài)老公”,不過(guò)最近好像很難見(jiàn)到了。不過(guò)旗下其他電池質(zhì)量也是不錯(cuò)的。
充電器只推薦紫米USB智能充,單槽可充,智能停充,USB供電,性價(jià)比極高。要注意的是套裝里那個(gè)電池和充電器和我推薦的不一樣,但也可以買。 (鎳氫充電器可以混用,不需要“原裝充電器”)
最后還是要提醒一下,不要買那些智能推薦里跳出來(lái)的價(jià)格很低容量很高的鎳氫電池,十個(gè)里面有九個(gè)都是虛標(biāo)的貨。
六、1.5V鋰充電電池
能否充電:能
放電平臺(tái):1.5V(恒壓)
電池容量:較高(AA約2500mWh,但有一些1600mWh左右的型號(hào))
放電能力:一般(大電流下直接崩潰)
價(jià)格:貴(約25元/節(jié))
重量:一般(約20g/節(jié))
自放電:低
循環(huán)次數(shù):較高(約1000次)
最近幾年新出現(xiàn)的1.5V可充鋰電池,實(shí)際上是在3.7V的鋰電池基礎(chǔ)上,增加了一個(gè)降壓電路,將輸出電壓轉(zhuǎn)化為1.5V。這種電池保持了鋰電池輕量化、充電快的特性,還具有恒定1.5V電壓的特異功能。但降壓電路也帶來(lái)了一些非常嚴(yán)重的問(wèn)題:首先便是放電能力問(wèn)題。鋰電池本身放電能力較強(qiáng),但降壓電路無(wú)法做到通過(guò)大電流,在電流超過(guò)電路板設(shè)計(jì)范圍時(shí),電路會(huì)進(jìn)行“保護(hù)”,切斷輸出,表現(xiàn)為電器無(wú)法正常工作。一個(gè)非常典型的例子就是南孚鋰可充剛發(fā)售時(shí)出現(xiàn)的閃光燈集體翻車事件,這種電池在閃光燈這種瞬間電流超過(guò)10A的設(shè)備上幾乎無(wú)法使用。
鋰充電電池的另一個(gè)問(wèn)題在于恒壓。恒壓本來(lái)是好事,但是完全恒壓就不一定了——因?yàn)樗鼤?huì)使基于測(cè)量電壓的電量顯示失效。試想你在K歌時(shí)候麥克風(fēng)一直顯示滿電,結(jié)果唱到最高潮了突然啞火
另外,在某些支持寬電壓多種電池的設(shè)備中(如同時(shí)支持1.2V鎳氫和3.7V鋰電的手電筒),這種電池可能導(dǎo)致識(shí)別錯(cuò)誤。
總之,可充鋰電池是一個(gè)看起來(lái)非常美好,但用起來(lái)麻煩不斷的東西。加之價(jià)格比較貴,現(xiàn)階段GG還是建議能用鎳氫用鎳氫……剃須刀玩具車之類的倒可以用用。
產(chǎn)品推薦:
南孚鋰可充 ,挺貴的。品勝也新出了一款,不知道質(zhì)量咋樣。鑒于鋰電池有一定的易燃易爆風(fēng)險(xiǎn),某些名氣不大銷量還高的不太正常的電池還是不建議大家選購(gòu)……
注意:該充電器不能與鎳氫充電器混用。
七、鎳鋅電池
能否充電:能
電壓平臺(tái):約1.7~1.6V(非常高且平坦)
電池容量:較高(AA約2500mWh)
放電能力:較高
價(jià)格:一般(約8元/節(jié))
重量:不詳
自放電:較低
循環(huán)次數(shù):約數(shù)十次(理論可達(dá)數(shù)百次)
鎳鋅電池,和可充鋰電池一樣,嚷嚷著要“代替鎳氫電池”,但是自己卻一身毛病……
紙面上的數(shù)據(jù)很好,甚至比可充鋰電池還要好,比鎳氫電池高得多的電壓和平穩(wěn)的放電曲線,屬于威力非常足的電池,而且也沒(méi)有可充鋰電池那種最大電流限制。
那么鎳鋅電池的問(wèn)題出在哪呢,出在循環(huán)次數(shù)上。更確切的說(shuō),正是他出色的電壓曲線導(dǎo)致了他的短命。
鎳鋅電池的電壓平臺(tái)大約在1.6~1.7V,而到1.5V時(shí),電池已經(jīng)放出絕大部分電量。鎳鋅電池的截止電壓在1.5V左右。
而常規(guī)用電器停止工作的電壓是多少呢,一般是鎳氫/堿性電池的截止電壓,1.0V左右。
也就是說(shuō),鎳鋅電池放在普通電器上用到跑不動(dòng)了,是次次都過(guò)放電的。加之新技術(shù)尚不完善,往往用不了幾次就報(bào)廢了。
不過(guò)雖然這樣,有想試試的朋友也可以弄兩節(jié)玩玩,反正不貴……
產(chǎn)品推薦:BPI鎳鋅電池 ,實(shí)惠。注意專用充電器。
番外:磷酸鐵鋰電池
能否充電:能
電壓平臺(tái):約3.3~3.1V(非常平坦)
電池容量:較低(AA約600mAh,約合2000mWh)
放電能力:較高(理論值)
價(jià)格:一般(一節(jié)電池 一節(jié)占位桶一般8元)
重量:非常輕(一節(jié)電池 一節(jié)占位桶約20g)
自放電:較低
循環(huán)次數(shù):較高(約數(shù)百次)
熟悉電動(dòng)汽車,或者其他動(dòng)力設(shè)備的朋友,應(yīng)該對(duì)這種電池不陌生,磷酸鐵鋰常用作大電流動(dòng)力電池,且安全性好于常見(jiàn)的3.7V鋰離子電池。額定電壓3.2V差不多剛好是堿性電池的兩倍,而且放電曲線非常、非常平坦。使用的方法也比較特別:一節(jié)磷酸鐵鋰和一節(jié)占位桶(相當(dāng)于導(dǎo)線)串聯(lián)代替兩節(jié)AA,這樣輸出電壓接近但更高,重量也得到大幅度減少。主要問(wèn)題在于加了占位桶之后容量實(shí)在是有點(diǎn)小,而且不適用于奇數(shù)各電池倉(cāng)和并聯(lián)電池倉(cāng)。用在閃光燈上可以極大地提高回電速度,在GG自己的測(cè)試中,雜牌磷酸鐵鋰的回電速度比黑老婆還要快16%。追求高爆發(fā)的設(shè)備可以裝上玩一玩。
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