¿Qué es una batería de baja autodescarga? ¿Qué marcas de baterías de baja autodescarga están disponibles en China?
Principios básicos de las baterías
¿Qué es una batería?
Una batería es un dispositivo de conversión y almacenamiento de energía que convierte la energía química o física en energía eléctrica principalmente mediante reacciones químicas. Una batería es una fuente de energía química que consta de dos electrodos electroquímicamente activos con diferentes composiciones. Se sumergen dos electrodos en un electrolito que proporciona conducción dieléctrica. Cuando se conectan a un portador externo, pueden proporcionar energía eléctrica al convertir la energía química en su interior.
¿Cuáles son las similitudes y diferencias entre las baterías primarias y las baterías secundarias?
Las baterías primarias sólo se pueden descargar una vez, mientras que las baterías secundarias (también llamadas baterías recargables) se pueden cargar y descargar repetidamente. Cuando una batería recargable se descarga, hay cambios reversibles en el volumen y la estructura del electrodo, por lo que estos cambios deben ajustarse en el diseño, mientras que el interior de una batería primaria es mucho más simple porque no hay necesidad de ajustarse a estos cambios reversibles. La capacidad específica de masa y la capacidad específica de volumen de la batería primaria son mayores que las de las baterías recargables ordinarias, pero la resistencia interna es mucho mayor que la de las baterías secundarias, por lo que la capacidad de carga es menor. Otra batería es mucho más sencilla.
¿Qué son las normas IEC?
La norma IEC, la Comisión Eléctrica Internacional, es una organización de estandarización mundial compuesta por comités eléctricos de varios países. Su propósito es promover la estandarización en los campos eléctrico y electrónico a nivel mundial. Entre ellos, el estándar para baterías de níquel-cadmio es IEC60285, el estándar para baterías de níquel-hidruro metálico es IEC61436 y el estándar para baterías de iones de litio es IEC61960. La industria general de las baterías se basa en los estándares de Sanyo o Panasonic.
¿Cuáles son los estándares comunes para las baterías?
Los estándares IEC comúnmente utilizados para baterías son:
El estándar para baterías de níquel-cadmio es IEC602851999;
El estándar para baterías de níquel-hidruro metálico es IEC 6141998 438 0;
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El estándar para baterías de litio es IEC 619602000.11.
Los estándares nacionales de baterías comúnmente utilizados son:
Los estándares para baterías de níquel-cadmio incluyen GB/T 11013_1996, GB/T 18289_2000;
Ni-MH los estándares de batería incluyen GB/T 15100_1994, GB/T 18288_2000;
Los estándares de batería de litio incluyen GB/T 10077_1998, YD/T 998_1999.
GB/T 18287_2000.
Además, las baterías estándar de uso común también incluyen baterías estándar industrial japonesa JIS C.
Además de los estándares empresariales de baterías formulados por Sanyo y Panasonic.
¿Cuál es el principio electroquímico de las baterías de níquel-cadmio?
Se utiliza Ni(OH)2 como electrodo positivo, CdO como electrodo negativo y una solución alcalina (principalmente KOH) como electrolito. Al cargar una batería de níquel-cadmio, el electrodo positivo reacciona de la siguiente manera.
Hidróxido de níquel –e OH-→Hidróxido de níquel H2O
Reacción en el electrodo negativo:
Cadmio (OH)2 2e → Cadmio 2OH-< /p >
La reacción total es 2ni(OH)2 CD(OH)2→2 nio OH CD 2H2O.
Durante la descarga, la reacción se produce en sentido contrario: NiOOH H2O e→ Ni(OH)2 OH-
Cadmio 2OH- 2e→Cadmio (OH)2
Durante la carga, a medida que aumenta la concentración de NiOOH y disminuye la concentración de Ni(OH)2, el potencial del electrodo positivo aumenta gradualmente, mientras que con el aumento de Cd y la disminución de Cd(OH)2, el potencial del electrodo negativo disminuye gradualmente. . Cuando la batería está completamente cargada, los potenciales de los electrodos positivo y negativo alcanzan un valor equilibrado y la diferencia entre los dos potenciales es el voltaje de carga de la batería.
¿Cuál es el principio electroquímico de las baterías de níquel-hidruro metálico?
Las baterías de hidruro metálico de níquel utilizan el mismo óxido de níquel que las baterías de níquel cadmio como electrodo positivo, metal de almacenamiento de hidrógeno como electrodo negativo y solución alcalina (principalmente KOH) como electrolito. Al cargar una batería de hidruro metálico de níquel, la reacción positiva es la siguiente:
Hidróxido de níquel –e OH-→Hidróxido de níquel H2O
Reacción negativa: MHn ne → M n/2H2< /p >
Durante la descarga, electrodo positivo: NiOOH H2O e → Ni(OH)2 OH-
Electrodo negativo: M n/2H2 → MHn ne.
¿Cuál es el principio electroquímico de las baterías de iones de litio?
El electrodo positivo de la batería de iones de litio está compuesto principalmente por LiCoO2, y el electrodo negativo es principalmente c. Al cargar,
La reacción del electrodo positivo: licoo 2->; Li1-xCoO2 xLi xe-
Reacción negativa: C xLi xe-->; CLix
Reacción total de la batería: licoo 2 C->; p>La reacción inversa de la reacción anterior ocurre durante la mitad del proceso de descarga.
¿Cuál es la estructura principal de la batería?
Los componentes principales de la batería son: placa positiva, placa negativa, papel separador, tapa, carcasa y capa aislante.
¿Cuáles son los componentes y funciones de las baterías de litio de los teléfonos móviles?
Las baterías de litio para teléfonos móviles se componen principalmente de cubiertas de plástico superior e inferior, núcleos de batería de litio, placas de circuitos protectores (PCB) y fusibles reciclables. Algunos fabricantes también están equipados con NTC, resistencias de identificación, motores de vibración o circuitos de carga y otros componentes.
Las funciones de cada pieza son las siguientes:
(1) Batería de litio: Proporciona energía de carga.
(2) Protege la placa PCB: evita la sobrecarga, sobredescarga y cortocircuito de la batería.
(3) Fusible recuperable (PTC): el termistor positivo desempeña una función de protección contra altas temperaturas y es una protección dual para proteger la placa de circuito contra fallas.
(4) Fusible recuperable (NTC): Termistor negativo, que detecta la temperatura interna de la batería y desempeña un papel en la protección contra bajas temperaturas.
(5) Resistencia de identificación: Identifica baterías originales y baterías no originales que no se pueden utilizar.
¿Cuáles son los materiales de embalaje de las baterías?
(1) Papel mesón que no se seca (como cinta de doble cara de papel de fibra)
(2) Tubo de marca registrada de película de PVC
(3) Conexión placa (placa de acero inoxidable, placa de níquel puro y placa de acero niquelado)
(4) Placa de salida (placa de acero inoxidable, fácil de soldar, placa de níquel puro, la soldadura por puntos es firme)
(5) Tipo de enchufe
(6) Componentes de protección (como resistencia limitadora de corriente del protector de sobrecorriente del interruptor controlado por temperatura)
(7) Caja de cartón
(8) Carcasa de plástico
¿Cuál es el propósito de la combinación y el diseño del empaque de la batería?
(1) Diseño estético de la marca impresa
(2) Limitación del voltaje de la batería (es necesario conectar varias baterías en serie para obtener un voltaje más alto)
(3) Proteja la batería, evite cortocircuitos y extienda la vida útil de la batería.
(4) Restricciones de tamaño
(5) Transporte conveniente (como cartón, diseño de cartón, etc.)
(6) Diseño de funciones especiales ( como resistencia al agua, diseño de apariencia especial, etc.)
¿Qué precauciones se deben tomar al usar baterías?
(1) Lea atentamente las instrucciones de la batería y utilice las baterías recomendadas.
(2) Compruebe si los contactos de los aparatos eléctricos y las baterías están limpios. Si es necesario, límpielos con un paño húmedo. Después del secado, instálelos en la dirección de polaridad correcta.
(3) No permita que los niños cambien las pilas sin la supervisión de un adulto. Las pilas pequeñas como las AAA deben mantenerse fuera del alcance de los niños.
(4) No mezcle pilas viejas y nuevas ni pilas de diferentes tipos.
(5) No intente regenerar la batería original calentándola, cargándola u otros métodos.
(6) No cortocircuite la batería.
(7) No caliente la batería ni la arroje al agua.
(8) No desmonte la batería.
(9) Apagar el interruptor después de utilizar aparatos eléctricos.
(10) Se deben retirar las pilas de los aparatos eléctricos que no se utilicen durante mucho tiempo.
(11) Las baterías deben almacenarse en un lugar fresco, seco y sin luz solar directa.
¿Qué impacto tienen las baterías en el medio ambiente?
Hoy en día, casi todas las baterías no contienen mercurio, pero el metal pesado sigue siendo un componente esencial del mercurio, las baterías recargables de níquel-cadmio y las de plomo-ácido. Estos metales pesados pueden tener efectos nocivos para el medio ambiente si no se manipulan adecuadamente y en grandes cantidades. En la actualidad existen organizaciones especializadas en el mundo en el reciclaje de óxido de manganeso, níquel cadmio y baterías de plomo-ácido. Por ejemplo, la organización sin fines de lucro RBRC Corporation.
Haitaiyang se ha comprometido a producir baterías respetuosas con el medio ambiente (níquel-hidruro metálico, iones de litio) para sustituir las baterías de níquel-cadmio.
¿Cómo afecta la temperatura ambiente al rendimiento de la batería?
De todos los factores ambientales, la temperatura tiene el mayor impacto en el rendimiento de carga y descarga de la batería. La reacción electroquímica en la interfaz electrodo/electrolito está relacionada con la temperatura ambiente, y la interfaz electrodo/electrolito se considera el corazón de la batería. Si la temperatura disminuye, la velocidad de reacción del electrodo también disminuye. Suponiendo que el voltaje de la batería permanece constante y la corriente de descarga disminuye, la potencia de salida de la batería también disminuirá. Si la temperatura aumenta, ocurre lo contrario, es decir, la potencia de salida de la batería aumentará y la temperatura también afectará la tasa de transferencia de electrolito. El aumento de temperatura se acelerará, la temperatura de transferencia disminuirá, la transferencia se ralentizará y el rendimiento de carga y descarga de la batería también se verá afectado. Sin embargo, si la temperatura es demasiado alta, superior a 45°C, destruirá el equilibrio químico de la batería y provocará reacciones secundarias.
La eficiencia de descarga de las baterías de níquel-cadmio-níquel-hidruro metálico se reducirá significativamente a bajas temperaturas (por ejemplo, por debajo de -15 °C). A -20 °C, la solución alcalina alcanzará el punto de congelación. punto, y la velocidad de carga de la batería también se reducirá considerablemente. La carga a bajas temperaturas por debajo de 0°C aumentará la presión interna de la batería y puede abrir la válvula de seguridad. Para una carga eficaz, la temperatura ambiente debe estar entre 5 y 30 °C. Generalmente, la eficiencia de carga aumenta a medida que aumenta la temperatura, pero cuando la temperatura supera los 45 °C, el rendimiento de los materiales de la batería recargable se deteriorará a altas temperaturas y el ciclo de vida de la batería se acortará considerablemente.
¿Cuáles son los métodos de control de carga?
Para evitar que la batería se sobrecargue, es necesario controlar el punto final de carga. Cuando la batería está completamente cargada, se puede utilizar alguna información especial para determinar si se ha alcanzado el punto final de carga. Generalmente existen seis métodos para evitar la sobrecarga de la batería:
(1) Control de voltaje máximo: el punto final de carga se determina detectando el voltaje máximo de la batería.
(2) Control dT/dt: determina el punto final de la carga detectando la tasa máxima de cambio de temperatura de la batería.
(3) Control T: Cuando la batería esté completamente cargada, la diferencia entre la temperatura y la temperatura ambiente alcanzará el máximo.
(4) Control -V: Cuando la batería está completamente cargada y alcanza el voltaje máximo, el voltaje caerá en un valor determinado.
(5) Control de tiempo: controla el punto final de carga estableciendo un tiempo de carga determinado. Generalmente, se controla estableciendo el tiempo necesario para cargar 130 de capacidad nominal.
(6) Control del TCO: teniendo en cuenta la seguridad y las características de la batería, se debe evitar la carga a alta temperatura (excepto para baterías de alta temperatura), por lo que la carga debe detenerse cuando la temperatura de la batería aumenta en 60 °C.
¿Qué es la sobrecarga y cómo afecta al rendimiento de la batería?
La sobrecarga se refiere al comportamiento de la batería que continúa cargándose después de estar completamente cargada durante un determinado proceso de carga. Para las baterías de níquel-cadmio, se observan las siguientes reacciones:
Electrodo positivo: 4oh-4e→ 2h2o O2 ↑ .
Electrodo negativo: 2Cd O2 → 2CdO
Debido a que la capacidad de diseño del electrodo negativo es mayor que la del electrodo positivo, el oxígeno producido por el electrodo positivo se combina con el cadmio. producido por el electrodo negativo a través del papel separador. Por lo tanto, en circunstancias normales, la presión interna de la batería no aumentará significativamente. Sin embargo, si la corriente de carga es demasiado grande o el tiempo de carga es demasiado largo, el oxígeno generado no se consumirá a tiempo, lo que puede provocar fenómenos adversos como este. como aumento de la presión interna, deformación de la batería y fugas. Al mismo tiempo, sus propiedades eléctricas se reducirán significativamente.
¿Qué es la sobredescarga y cómo afecta al rendimiento de la batería?
Después de que la energía almacenada en la batería se descarga y el voltaje alcanza un cierto valor, si continúa descargándose, provocará una sobredescarga. Generalmente, el voltaje de corte de descarga se determina en función de la corriente de descarga.
La descarga de 0,2 C a 2 C generalmente se establece en 1,0 V/batería, y por encima de 3 C, como la descarga de 5 C o 10 C, se establece en 0,8 V/batería. La descarga excesiva de la batería puede tener consecuencias catastróficas para la batería, especialmente una sobredescarga de alta corriente o una sobredescarga repetida. En términos generales, una descarga excesiva aumentará la presión interna de la batería y destruirá la reversibilidad de los materiales activos positivos y negativos. Incluso si se carga, sólo se podrá restaurar parcialmente y la capacidad se reducirá significativamente.
¿Cuáles son las posibles razones del corto tiempo de descarga de la batería?
(1) La batería no está completamente cargada, por ejemplo, el tiempo de carga no es suficiente y la eficiencia de carga es baja.
(2) La corriente de descarga es demasiado grande, lo que reduce la eficiencia de la descarga y acorta el tiempo de descarga.
(3) Cuando la batería se está descargando, la temperatura ambiente es demasiado baja y la eficiencia de descarga disminuye.
¿Cuáles son las posibles causas de la corta duración de la batería?
(1) El cargador o circuito de carga no coincide con el tipo de batería.
(2) Sobrecarga y sobredescarga
(3) El tipo de batería no coincide con los requisitos eléctricos.
¿Cuáles son los problemas si se utilizan juntas baterías de diferentes capacidades?
Si se utilizan juntas baterías de diferentes capacidades o baterías viejas y nuevas, pueden producirse fugas y voltaje cero. Esto se debe a que durante el proceso de carga, debido a diferencias de capacidad, algunas baterías se sobrecargan y otras no se cargan por completo. Algunas baterías de alta capacidad no se descargan por completo cuando se descargan, mientras que las baterías de baja capacidad se descargan en exceso. En tal círculo vicioso, las baterías se dañan y tienen fugas o tienen un voltaje bajo (cero).
¿Se pueden almacenar las pilas en aparatos eléctricos después de su uso o tras largos periodos de inactividad?
Si el aparato no se va a utilizar durante un tiempo prolongado, lo mejor es retirar la batería y colocarlo en un lugar seco y de baja temperatura. De lo contrario, incluso si el aparato está apagado, el sistema seguirá causando que la batería tenga una salida de corriente baja, lo que acortará su vida útil.
¿Se deben volver a colocar los teléfonos inalámbricos en la base después de cada uso?
Por convención y diseño, los teléfonos inalámbricos se vuelven a colocar en el soporte después de cada uso. Esto activa la batería y repone la capacidad descargada y la pérdida de capacidad debido a la autodescarga. Sin embargo, recomendamos descargar completamente la batería de vez en cuando para restaurar la capacidad inicial y el rendimiento de descarga de la batería. Eso sí, si el teléfono no se utiliza durante mucho tiempo, lo mejor es retirar el teléfono inalámbrico para evitar que la batería se sobrecargue durante mucho tiempo. Además, incluso después de apagar el teléfono inalámbrico, todavía se descarga una pequeña cantidad de corriente en el sistema. Por lo tanto, cuando la batería no se utiliza durante un período prolongado, se debe retirar y dejar en estado de circuito abierto y luego recargarla cuando esté en uso.