鎳鎘電池充電方法

　　鎳鎘電池是靠化學物質(zhì)的反應來動作，化學材料往往會自我消耗，在溫度高的環(huán)境下自我消耗的情形會較嚴重，容量會降低，也可能會有漏液與生銹的情形，在高溫下進行充放電更是會對電池造成破壞降低壽命。鎘鎳電池可穩(wěn)定工作的溫度范圍還算很廣，充電約0~45℃，放電約-20~60℃，保存約-30~45℃，平常最好保存于較冷但不潮濕的地方。溫度對于電池的壽命以及充放電特性影響很大，充放電時若環(huán)境溫度越高，則電池的材質(zhì)受到破壞，極版之活性物質(zhì)的功能降低使容量減小，陽極陰極隔離版間的隔離版絕緣降低造成短路，且溫度升高電池之電壓也變得較低，充放電效率降低了許多，電池的容量大大地減少。因此除非使用的鎳鎘電池是耐熱型的，否則充放電時應留意電池的溫度，不要使用過大之電流充放電以免溫度過高。

　　過度充電

　　在充電過程中電池的電壓會隨著儲存電量的增加而逐漸上升，當電池儲存的電量達到飽和電極材料無法繼續(xù)充電時，若繼續(xù)充電則電解液會起電解，并且在陽極產(chǎn)生氧氣，在陰極產(chǎn)生氫氣，如此會在密封的電池內(nèi)部造成內(nèi)部壓力上升，會對電池內(nèi)部結(jié)構造成破壞。像這種現(xiàn)象稱之為過度充電。

　　為了避免過充電電池遭毀損，通常將陰極之容量制作得比陽極容量大，如此當過度充電時陽極會先達到飽和并產(chǎn)生氧氣，而陰極卻未飽和而不會產(chǎn)生氫氣，陽極產(chǎn)生的氧氣擴散到陰極之后會與充電產(chǎn)生的金屬鎘起化學反應吸收掉氧氣，且此反應的速度與金屬鎘產(chǎn)生的速度平衡，因此可以有效地避免電池的壓力上升。但是若充電電流過大（使用快充時）就會失去平衡，電池的內(nèi)壓過大會將電池的安全閥推開，氫氣和氧氣會泄漏到電池外部，直到壓力降低安全閥關閉電池才又再密封起來。但是氣體的泄漏已使得內(nèi)部化學材料減少，造成電池壽命的縮短。

　　充電電壓的變化

　　電池過度充電時，因為陽極產(chǎn)生的氧氣與陰極起化學反應會產(chǎn)生熱，使得電池溫度會上升外殼發(fā)燙。由于溫度越高電池的充電電壓會變得比較低，因此充電時電池電壓會持續(xù)上升直到過度充電時，電池溫度會突然地快速上升，電壓不再上升轉(zhuǎn)而由峰值開始下降。

　　標稱電壓

　　鎳鎘電池在標準放電條件下放電時，電壓會緩緩地下降直到當電量幾乎釋放完時，電壓會大幅度地下降，此電壓值稱之為標稱電壓。一般鎳鎘電池的標稱電壓為1.2V，與一般干電池標注的1.5V是相同意思，都是標注于電池外殼上面。鎳鎘電池只要有電量電壓值一定至少在標稱電壓1.2V以上，儲存的電量越多電壓也越高。

　　放電終止電壓

　　電池在放電時其電壓會隨著電池電量的減少而逐漸降低，當電壓降到所要求的準位時就不再讓它繼續(xù)放電，稱為放電終止，而此電壓準位稱之為放電終止電壓。通常廠商建議的放電終止電壓約在0.9V~1.1V左右，電壓放電到此準位時電量幾乎已經(jīng)放光了，此狀況稱為完全放電。若鎳鎘電池已經(jīng)完全放電了還不移掉負載而讓它繼續(xù)放電下去，那么就成了過度放電，電壓會急速下降直到0V為止。若電壓尚未降到0V左右就終止放電，則電池電壓會自動快速回升到標稱電壓1.2V左右。

　　過度放電

　　鎳鎘電池的一大致命傷就是被過度放電，將放電終止電壓設定在此狀況下，不但沒有電力可以推動負載，對電池壽命也會造成損害。而且一旦不慎讓電壓繼續(xù)下降到幾乎等于0V時，就算想終止放電把負載移走恐怕也來不及了，電池的電壓無法再自動回升，一般的充電器也無法再把電充進去，它的電壓會一直固定住停留在0V不動。此刻的它就像是中風似的癱瘓在那邊，就別說折壽了，更是往往一命嗚呼哀哉不能再使用了。

　　電池容量的定義

　　電池的容量系指對電池放電，直到電壓降到終止電壓為止，在這期間所能取得的放電電荷量。若是在規(guī)定的電流和溫度等標準放電條件下，對充飽電的電池進行放電直到放電終止，所得到的容量稱之為額定容量（或標稱容量）。容量的大小與其所消耗的電極材料之活性物質(zhì)的量有關，而標準放電條件則是依照電池種類的不同有所規(guī)定。容量是根據(jù)電池的放電反應來定義，而非充電反應來定義，因此我們常說的電池容量有多大，是指放電時可得到的累積放電電荷量有多少，而非充電時流進去的電荷量有多少。

　　電池容量的表示法

　　電池的容量的大小，可以用［（放電電流）x（電壓降到放電終止電壓所經(jīng)之放電時間）］，計算后所得到的值來表示。之前所介紹的基本電學公式中，電量為電流x時間，單位是庫侖（Q），電池若以多少庫侖來表示電池容量的話，可能是比較不好理解，因此電池的容量都是把電流x時間的值，直接以C=IT（單位以mAh或Ah）來表示，其中C是容量（與庫侖是同意義），I是電流，A是安培，mA表示電流大小為豪安（千分之一安培，A），h代表小時（hour），也就是說以千分之一安培的電流放電一小時所累積的放電量為1mAh。因此C=IxT=多少mAh，mAh就是庫侖的等效表示方式。通常電池的外殼包裝上面都會標明電池的額定容量，用來表示該電池的最大容量。新的鎳鎘電池在第一次充放電時容量都可以達額定容量，但容量會隨著充放電次數(shù)的增加而減少。

　　例子：以1安培電流放電需要二小時才能將電池電量放光，那么電池容量約為2000mAh。若將電池容量以庫侖來表示的話，那么C=IxT=1Ax7200sec=7200庫倫。您是不是也發(fā)現(xiàn)用2000mah來表示比用7200庫倫來表示比較不空洞而明了多了呢？

　　C表示式

　　電池除了以安培（或毫安）做單位來表示電池的充放電流大小之外，也使用英文字母C（capacity）來當作額定容量（電流x時間）之電流部分，以它做為電流大小衡量的單位。比如說額定容量600mAh的電池，C就是600mA的意思，所以電流1C就是600mA，電流2C就是1.2mA，電流0.1C就是60mA。以后購買電池時若在規(guī)格上找不到充放電流的安培數(shù)時，請先別著急，別忘了找找看有沒有寫著多少C喔。

　　充放電率

　　所謂充（放）電率是將全部容量的電荷放（充）完所需要的時間，做為充（放）電時的標準速度。一般用來說明放（充）電的速度是多少，比如說二小時率的放電，是指用0.5C的電流，在二個小時的時間將電池全部容量放完。20分鐘率表示用3C的電流在20分鐘內(nèi)將電池額定電量全部放完。在廠商的電池規(guī)格書上面，也常使用小時率來表示標準放電時間，只要根據(jù)額定容量來換算就知道標準放電電流是多少了。通常廠商提供的規(guī)格上額定容量是以溫度20℃，而放電是以5小時率0.2C的條件來量測。

　　充電效率

　　電池不可能充多少電量進去就能儲存有多少電量，一定會有所耗損，除了陽極和陰極漏電間的絕緣體漏電之外，材料也不可能無瑕地儲存所有電量。電池放電時取出的電量與充電時流進去電池的電量之比，稱之為充電效率。

　　通常電池廠商都是建議充電量必須為額定容量的1.5倍，才能將電池充飽。也就是說若以0.1C的電流充電需要充15小時，以3C的電流充電需要充半小時，雖理論填充量是額定容量的1.5倍，但實際填充量差不多剛好為額定容量。

　　利用率

　　雖然理論上電池的額定容量很大，但實際上充飽電后再放電時可得到的電量卻往往小于理論容量，表示電池可儲存的實際儲存容量并沒有那么大，此實際容量相對于理論容量的比率稱之為利用率。通常電池的放電電流越大，或者周遭溫度降低時，利用率會減小。

　　放電深度

　　電池放電時所放電量與所儲存電量的比率稱之為放電深度，比百分比表示。例如放電深度20%表示電量放電到剩下80%電量的程度。

　　周期壽命

　　通常鎳鎘電池在應用上都是拿來做反復充電與放電的周期性工作，電池的壽命是有限的，容量不可能一直保持而不下降，在一定的工作條件之下反復充放電之后，電池的容量會下降到額定容量的80%（或定義在60%）。此反復充放電的次數(shù)稱之為周期壽命，周期壽命越高表示該電池的使用壽命越長。有些電池的參考規(guī)格上面會標明充放電周期，寫著放電深度多少時約多少次，意旨周期壽命。隨著充放電流、放電深度與其它充放條件的不同，周期壽命也隨著變化，尤其是使用大電流充放電時，一定會有壽命縮短的現(xiàn)象。現(xiàn)在的鎳鎘電池只要依照購買時廠商所附的說明正常地使用，通常都可以反復使用500次以上。

　　電池內(nèi)阻與電壓

　　電池是有內(nèi)阻的電壓源，可以視為是一個理想電壓源（沒有內(nèi)阻）串聯(lián)一電阻輸出。未接負載時電池兩端量到的端電壓就是理想電壓源的電壓，稱之為開路電壓，當電池外接負載時，負載與內(nèi)阻串聯(lián)接到理想電壓源上，因此負載上所得到的分壓也就是電池的端電壓，會小于理想電壓源的電壓，稱之為閉路電壓。電池的內(nèi)阻越高則負載可分得的電壓就越小，因此理想的電池是沒有內(nèi)阻。

　　鎳鎘電池的內(nèi)部電阻非常的低，一般只有幾毫奧姆到數(shù)十毫奧姆左右，因此外接大小不同之負載時放電電壓還是很穩(wěn)定，放電電流曲線很平坦，可以做大電流放電使用。一般干電池內(nèi)阻動輒數(shù)奧姆，放電電壓不穩(wěn)定放電電流曲線不平坦，相較之下鎳鎘電池屬于特性較理想的電池。

　　鎳鎘電池充電步驟

　　第1步：請確認電池已經(jīng)完全康復出院。NiCads表現(xiàn)最好的時候從一個完全空白的狀態(tài)充電。

　　第2步：檢查以確保你有適當類型的充電器-鎳鎘電池不會在充電鎳金屬氫化物（NiMH）電池，這是一個不同的配方設計的充電器正常。重要的是要確保你的充電器是有能力處理NiCads因為不匹配可能會導致爆炸或火災化學。一些充電器在這種情況下給予支持選項-將有一個開關來選擇NiCads。

　　第3步：選擇您充電時間的速度。鎳鎘電池充電最好在一段時間較長，但一些充電器給您選擇，以加快收費。隨著時間的推移，這將拖垮電池的壽命。

　　第4步：讓你的電池充電。這可能需要長達12小時。