SAPHIR電池的電是怎樣來(lái)的?
電池原理
1、環(huán)境溫度對(duì)電池性能有什么影響？
所有的環(huán)境因素中，溫度是影響電池性能的最主要因素。電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟，如果溫度下降，電極的反應(yīng)率也相應(yīng)的下降，假設(shè)電池電壓保持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會(huì)下降。如果溫度上升則相反，即電池輸出功率會(huì)上升，溫度也影響電解液的傳送速度，溫度上升則速度加快，傳送溫度下降，傳送速度將減慢，電池充放電性能也會(huì)受到影響。但電池溫度不能太高，超過(guò)45℃，會(huì)破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡，導(dǎo)致副反應(yīng)。
2、如何實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的安全性能？
為了確保鋰離子電池能夠安全可靠地使用，專(zhuān)家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計(jì)，以達(dá)到電池的安全考核指標(biāo)。（1）隔膜在135℃自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)采用國(guó)際先進(jìn)的elgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下，復(fù)合膜兩側(cè)的PE膜孔閉合，電池內(nèi)阻增大，電池內(nèi)部升溫減緩，電池升溫達(dá)到135℃時(shí)，PP膜孔閉合，電池內(nèi)部斷路，電池不再升溫，確保電池安全可靠。（2）向電解液中加入添加劑。在電池過(guò)充，電池電壓高于4.2v的條件下，電解液添加劑與電解液中其他物質(zhì)聚合，電池內(nèi)阻大副增加，電池內(nèi)部形成大面積斷路，電池不再升溫。（3）電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)。電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu)，電池升溫時(shí)，電池內(nèi)部活化過(guò)程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。（4）各種環(huán)境濫用試驗(yàn)。進(jìn)行各項(xiàng)濫用試驗(yàn)，如外部短路、過(guò)充、針刺、平板沖擊、焚燒等，考察電池的安全性能。同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)和振動(dòng)、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn)，考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。
3、鋰離子電池的主要構(gòu)成
（1）電池蓋（2）正極----活性物質(zhì)為氧化鈷鋰〈3）隔膜----一種特殊的復(fù)合膜（4）負(fù)極----活性物質(zhì)為碳（5）有機(jī)電解液（6）電池殼
4、鋰離子電池的工作原理
當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
同樣道理，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。
在鋰離子電池的充放電過(guò)程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。所以，專(zhuān)家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛(ài)的名字搖椅式電池。
5、手機(jī)鋰電池的構(gòu)成及各個(gè)部分的功能是什么?
機(jī)鋰電池主要由塑膠殼上下蓋、鋰電芯、保護(hù)線路板和可恢復(fù)保險(xiǎn)絲組成，有的廠家還配置了NTC識(shí)別電阻或震動(dòng)馬達(dá)或充電電路等元件。
各部分功能如下：
鋰電芯：提供可充放電源。
保護(hù)線路板：防止電池過(guò)充、過(guò)放、短路。
可恢復(fù)保險(xiǎn)絲:正熱敏電阻起到高溫保護(hù)作用，又是保護(hù)線路板失效的二重保護(hù)。
識(shí)別電阻：識(shí)別原裝電池，非原裝電池不能使用。
6、為什么電池有時(shí)會(huì)出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象？
在電池充電過(guò)程中，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生少量氣體，使電池內(nèi)壓增加導(dǎo)致電池出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。在正常狀況下，膨脹是十分有限的，在電池使用過(guò)程中產(chǎn)生少許膨脹是允許
有人把筆記本電腦的電池比作是人體的血液，雖然這不是很貼切，但由此仍可見(jiàn)電池在筆記本電腦中的重要性?，F(xiàn)在關(guān)于筆記本電池的討論真是太多，好多筆記本用戶對(duì)于筆記本電池的構(gòu)造也存在很多疑問(wèn)。其實(shí)筆記本電腦用的電池也是非常簡(jiǎn)單，它包括了電芯、控制電路和外部接口等幾部分，有些廠商的產(chǎn)品還會(huì)帶有電量指示燈，然后再把這些部件一起封裝在一個(gè)外殼中，就如同一個(gè)“電池包”。為了解決大家對(duì)筆記本電池的疑問(wèn)，本文將從外到里對(duì)筆記本電池的構(gòu)造做一個(gè)詳細(xì)的解說(shuō)。
電池外殼上標(biāo)識(shí)的意義
首先我們來(lái)看一下筆記本電池的外殼，上邊往往有許多數(shù)字標(biāo)簽，我們就先來(lái)看一下這些數(shù)字標(biāo)簽的含義。
電池組外的標(biāo)簽，一般內(nèi)容有：（如圖）
1．電池的生產(chǎn)廠商、型號(hào)，只要是正規(guī)廠家生產(chǎn)的電池，這兩個(gè)標(biāo)簽肯定都有的。
2．電池的種類(lèi)（根據(jù)內(nèi)部所用電池的種類(lèi)而分）（如圖）：
常見(jiàn)的為L(zhǎng)i-ion鋰離子電池、Ni-MH鎳氫電池、Li-polymer高分子鋰電池，另外還有較少看到的Ni-Cd（鎳鎘電池）以及最新的燃料電池。
3．額定電壓（NominalVoltage）（如圖）?
一般常見(jiàn)的為10．8V（11．1V）或14．4V。若以鋰離子電池為例，大家知道一節(jié)鋰離子電池的電壓為3．6V，這當(dāng)然達(dá)不到筆記本所需要的電壓，因此一般采用串聯(lián)的方式。如果額定電壓是10．V，那么就是串聯(lián)了3節(jié)，串聯(lián)4節(jié)電壓就成為14．4V，但有些二次電池在制造廠所標(biāo)定的單節(jié)鋰離子電池電壓為3．7V，所以三節(jié)串起來(lái)的電壓為11．1V。若以1．2V的鎳氫電池，則串聯(lián)9節(jié)單電池至10．8V，以達(dá)到筆記本工作所需要的工作電壓。
4．額定容量（NominalCapacity）：
一般來(lái)說(shuō)?單節(jié)鎳氫電池的容量要比鋰離子電池大，一節(jié)18650鎳氫電池的容量即可達(dá)到4200～4500mAh之間，而常用的18650鋰離子電池單一節(jié)容量為1500～2000mAh之間，所以如果筆記本電池采用的是鎳氫電池，只要將電池串聯(lián)，提高電池的工作電壓就可以了。而鋰離子電池因電池制造廠商的技術(shù)差異而有所不同，筆記本電池如采用鋰離子電池，通常使用3節(jié)并聯(lián)，來(lái)提高電池容量，三節(jié)并聯(lián)一般可達(dá)到4500～6000mAh之間。（后面舉例說(shuō)明）
5．電池使用注意事項(xiàng)：
一般上邊會(huì)有電池使用環(huán)境限制的標(biāo)簽、使用時(shí)的注意事項(xiàng)以及電池回收標(biāo)簽。
分析原理看清電池的奧秘
電池內(nèi)有何乾坤？
對(duì)筆記本電池的外殼上的標(biāo)識(shí)了解清楚后，我們?cè)賮?lái)看一下其內(nèi)部有何神秘之處。
1．電池：筆記本電池里常見(jiàn)的電池為18650（17650）鎳氫電池、18650鋰離子電池和方形鋰離子電池。根據(jù)每個(gè)筆記本電池的構(gòu)造不同采用不同的電池。18650指的是圓柱型電池的尺寸，18為電池外徑18mm，65為高度65mm；方型鋰離子電池也使用此方式，如103448，為長(zhǎng)48mm×寬34mm×高10mm的方型電池。
2．電池控制板：筆記本電池中最關(guān)鍵的是控制電路，它不但要控制電池的充放電，例如在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候開(kāi)始和停止充電，把充放電電流控制在合適的范圍內(nèi)，還要承擔(dān)電池狀況的分析紀(jì)錄（例如我們熟悉的電池容量顯示和充放電次數(shù)紀(jì)錄功能），以及承擔(dān)電池的保護(hù)作用，在電池溫度過(guò)高或者電流過(guò)大的時(shí)候切斷電路?？刂齐娐肺挥陔娦竞凸P記本電腦主板之間，是一塊工作原理和設(shè)計(jì)都很復(fù)雜的電路。主要分為兩部分：一部分是在電池充放電時(shí)起到保護(hù)作用，為保護(hù)電路；另一部分作用為電池組與主機(jī)溝通時(shí)及電池使用的管理，叫做電池能源管理電路（Gasgauge）。一般兩部分都設(shè)計(jì)在一塊電路板上。如果電池采用的是鋰離子電池，那么兩個(gè)電路都有；如果采用的是鎳氫電池，那么只有電池能源管理電路，因?yàn)橹挥袖囯x子電池帶保護(hù)電路，而鎳氫電池不帶。
3．保護(hù)元件：
NTC熱敏電阻
A、NTC熱敏電阻：常使用于鎳氫電池組中，用來(lái)偵測(cè)電池組溫度，作為充放電時(shí)的參考。
B、Thermostat溫度開(kāi)關(guān)：常用于鎳氫電池組中，同樣偵測(cè)電池組溫度，作為強(qiáng)制保護(hù)電池異常的開(kāi)關(guān)。
C、溫度保險(xiǎn)絲：這是作為電池的最后保護(hù)開(kāi)關(guān)，如果當(dāng)電池工作發(fā)生異常，如溫度過(guò)高（一般設(shè)定為90－98度）或者電流過(guò)大，溫度保險(xiǎn)絲就會(huì)被燒斷，電池組將不會(huì)再工作，從而保護(hù)電池組。
D、Polyswitch限流開(kāi)關(guān)：作為電流及溫度過(guò)載的保護(hù)，普遍用于各種電池組中。
4．電池接口：電池與主機(jī)接觸部位常見(jiàn)的為6－8個(gè)金屬片接口，上邊都應(yīng)該有標(biāo)記，例如??TTII＋＋，這上邊有電流傳輸接口，還有電源控制線路接口。
5．外殼：外殼保持內(nèi)部組件的形狀和使電池能和筆記本電腦緊密結(jié)合，接口負(fù)責(zé)連接電池和主機(jī)，一般采用工程塑料，通常采用超聲波進(jìn)行焊接。
本本電池的類(lèi)型及發(fā)展方向
外觀各異的電池
隨著筆記本電腦和掌上電子產(chǎn)品技術(shù)及市場(chǎng)的迅速發(fā)展，廣大用戶對(duì)“穩(wěn)定性更高”、“使用時(shí)間更長(zhǎng)”、“體積更小”乃至“充電次數(shù)更多”等方面提出了更高要求，而電池技術(shù)也緊隨市場(chǎng)需求，在諸多方面作出了相應(yīng)改進(jìn)和發(fā)展?，F(xiàn)在的筆記本電腦電池皆朝SmartBattery方向設(shè)計(jì)，也就是電池組內(nèi)有能源管理線路，這種能源管理線路可以監(jiān)視電池使用情況以及與主機(jī)進(jìn)行溝通，可以讓電池的性能得到充分的發(fā)揮，從而提高電池的使用時(shí)間。鋰離子電池由于它較普通鎳鎘/鎳氫電池具有體積?。ㄏ鄬?duì)）、重量輕、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，因而受到眾多筆記本生產(chǎn)商的喜愛(ài)，目前筆記本電池普遍采用這種電池。雖然說(shuō)現(xiàn)在筆記本電池的外觀千差萬(wàn)別（圖7），每個(gè)品牌、甚至型號(hào)不同的電池都不能通用，但電池的內(nèi)部構(gòu)造都是相同的。
使用燃料電池的筆記本
最后對(duì)于目前最新的燃料電池不得不補(bǔ)充兩句，2003年10月NEC正式推出了其最新研制的筆記本用燃料電池），據(jù)稱，當(dāng)燃料使用濃度為10％的300立方厘米的甲醇時(shí)，筆記本電腦可以使用5個(gè)小時(shí)。NEC提出，在2005年將推出可使筆記本電腦連續(xù)使用40小時(shí)的燃料電池產(chǎn)品。就目前來(lái)說(shuō)，燃料電池的體積、性能及成本方面沒(méi)有太大的優(yōu)勢(shì)，不過(guò)將燃料電池作為筆記本的后備電源還是一種不錯(cuò)的選擇。想想當(dāng)筆記本可以連續(xù)使用40個(gè)小時(shí)，那是一種什么感覺(jué)。而且燃料電池的污染小，可反復(fù)使用。
