由電池組出現(xiàn)的奇電壓的原因

電池是一種電化學(xué)裝置，當(dāng)不同性能的金屬被放入電解液中時(shí)，它會(huì)出現(xiàn)電壓。在電化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)的開(kāi)路電壓(OCV)隨所用金屬和電解質(zhì)的不同而不同。

應(yīng)用充電或放電將電池置于閉路電壓(CCV)條件。充電提高電壓，放電降低電壓(就像橡皮筋效應(yīng)相同)，負(fù)載和充電下的電壓特性由電流和電池內(nèi)部電阻決定。低電阻在負(fù)載或充電時(shí)出現(xiàn)低波動(dòng);高電阻使電壓波動(dòng)過(guò)大。充放電時(shí)，全電壓穩(wěn)定要長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)，溫度也起用途。低溫使電壓降低，但熱量新增。電池制造商也通過(guò)指定額定電壓來(lái)對(duì)電池進(jìn)行評(píng)級(jí)，除了少數(shù)例外，這些電壓都遵循約定的慣例。這是最常用電池的額定電壓。

鉛酸電池

鉛酸的標(biāo)稱電壓為2伏/個(gè)電池，但測(cè)量開(kāi)路電壓時(shí)，充電和休眠電池的OCV應(yīng)為2.1v/個(gè)電池。將鉛酸保持在2.1v/電池以下會(huì)導(dǎo)致硫酸的累積。浮充電時(shí)鉛酸約為2.25v/電池，正常充電時(shí)鉛酸值更高。

鎳基電池

在消費(fèi)者應(yīng)用中，鎳鎘電池和鎳氫電池的額定電壓為1.20V/cell。工業(yè)、特種航天和特種電池堅(jiān)持使用原來(lái)的1.25V。1.20v和1.25v電池沒(méi)有差別;標(biāo)簽只是首選項(xiàng)。

鋰離子電池

鋰離子的標(biāo)稱電壓為3.60V/電池。一些電池制造商將他們的鋰離子電池標(biāo)記為3.70V/電池或更高。這供應(yīng)了一個(gè)營(yíng)銷(xiāo)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楦叩碾妷盒略隽思埳系耐咛匦r(shí)數(shù)(電壓乘以電流等于瓦特)。3.70v/電池額定值也出現(xiàn)11.1v和14.8v，當(dāng)三個(gè)和四個(gè)串聯(lián)電池連接，而不是更熟悉的10.80v和14.40v。關(guān)于大多數(shù)鋰離子電池系統(tǒng)，設(shè)備制造商堅(jiān)持要求電池額定電壓為3.6v。

高電壓是如何變化的?

標(biāo)稱電壓是陽(yáng)極、陰極材料和阻抗的函數(shù)。電壓計(jì)算包括測(cè)量中點(diǎn)從4.20v電池充滿到3.0v電池截止0.5c負(fù)載。鋰鈷合金的中間點(diǎn)約為3.60V。對(duì)低內(nèi)阻的鋰錳材料進(jìn)行相同的掃描，平均電壓約為3.70V。注意，較高的電壓通常是任意的，不會(huì)影響便攜式設(shè)備的操作或充電器的設(shè)置。但也有例外。

一些具有LCO結(jié)構(gòu)的鋰離子電池具有表面涂層和電解質(zhì)添加劑，可以提高電池的標(biāo)稱電壓和允許更高的充電電壓。為了獲得最大容量，必須相應(yīng)地設(shè)置這些電池的充電截止電壓。下圖顯示了典型的電壓設(shè)置。

電池圖

鈷基鋰離子電池的電壓。充電端電壓的設(shè)置必須正確，才能達(dá)到容量增益。

充電電壓高的鋰離子電池比傳統(tǒng)的鋰離子電池的循環(huán)壽命更短，而且因?yàn)樗鼈冎匾糜谙M(fèi)品，所以它們的壽命可以與報(bào)廢相協(xié)調(diào)，從而降低了電池的壽命。