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如何为你的下一个项目选择电池-考虑因素

如何选择电池
如何选择电池

电池是我们每天遇到的许多设备的能量存储单元;它们有不同的形式、大小、参数和形状。你通常可以在汽车、备用电源、移动设备、笔记本电脑、ipad和许多其他便携式电子设备中找到它们。但是,并不是所有的设备都可以使用同一种电池;每个设备都有自己的规格和电源要求,你需要一个电池的选择指南为你的应用选择合适的电池。所以在这篇文章中我们将探讨选择电池时要考虑的因素为您的下一个电子产品设计。如果你完全是电池的新闻,那么建议阅读这篇文章电池类型及其应用了解电池的基本知识在继续进行之前。

选择电池时要考虑的因素

选择一个电池对于您的应用程序,您必须了解其操作中涉及的重要参数。关于电池的现实是,没有一种电池适用于所有的应用,因为没有一种电池是完美的。如果你想利用电池的一个参数,你应该能够处理消耗其他参数。例如,如果你想让你的电池为你的应用提供大量的电力,电池内阻应该最小化,这只有通过增加电极表面积才有可能。这也增加了非活性组件,如电流收集器和导电辅助,所以能量密度被交换以获得功率。为了在应用程序中确切地提供您想要的东西,您必须在电池中放弃一些东西以获得另一些东西。的重要的电池参数如下图所示。

选择电池的因素

现在,让我们分别来看一下电池参数简要了解其重要性和影响电池的性能在操作期间。

可充电/不可充电电池

在一次电池和二次电池之间的选择可能不会有太多的困惑,你必须只知道你想要电池使用一次还是多次。的初级(一次性)电池可用于临时用途,如玩具,手电筒,烟雾报警器等。它们也被用于无法充电的设备,如起搏器、手表和助听器。的二次电池(充电)可用于手机、笔记本电脑、汽车等需要常规电源的场合。二次电池总是有一个自放电率高与一次电池相比,一次电池是一个无知的事实,因为它有充电的能力。

可用性的空间

电池有多种型号可供选择形状和大小如纽扣细胞,圆柱形细胞,袋细胞和棱柱细胞。的电池尺寸为了让你的设备容易携带,这真的很重要。适用于便携式设备的标准尺寸有AA, AAA和9V电池。一般锂电池(袋型)在空间小但功率要求高的应用中是首选。如果功率要求较低,则硬币细胞也可以考虑,因为它们非常紧凑,是最小的电池类型。

不同形状的电池

系统工作电压

电池电压是电池最重要的特性之一,这是由所使用的电极和电解质(化学反应)决定的。有一个普遍的误解,认为完全放电的电池将有0V,这显然不是任何电池的情况。事实上,如果电池读数为0V,那么它很可能已经死了。电池的输出电压应该总是在其标称电压水平之间。

锌碳电池和镍金属氢化物电池使用水作为电解质,并提供一个额定电压1.2V至2V而锂基电池使用的是有机电解质,可以产生额定电压3.2至4V.大多数设备的电子部件工作在3V的电压范围内。如果您使用锂基电池,单电池将足以操作设备。请记住,电池的电压不会稳定,会根据电池的可用容量在最小值和最大值之间变化。每个电池的最小值和最大值如下所示。

电池的最小和最大值

如果你的电路工作在5V,你用锂电池供电,那么你的标称电压将只有3.2V到4V。在这些情况下,提高转换器电路用于将电池电压转换为电路所需的5V。如果你的工作电压很高,如24V或12V,那么你可以使用12V的铅酸电池,如果你需要更高的功率密度,那么你可以将多个锂电池串联起来,以增加输出电压。

工作温度

电池的性能是否会因温度的变化而发生巨大的变化,例如使用水溶液电解质的电池不能在以下温度条件下使用0°C,因为水电解质在0°C下可能会结冰,同样,锂基电池可能在-40°C下工作,但性能可能会下降。

电池的性能

锂离子电池在20℃~ 45℃温度范围内的最大充电速率。如果你想在这个温度范围之外充电,需要使用更低的电流/电压,这将导致更长的充电时间。如果温度低于5℃或10℃锂枝晶镀会在电解液中形成,需要通过滴漏充电来防止。

电池的容量-电力和能源

电池的功率决定了电池的工作时间。电池的功率/容量用瓦特时(Wh)。瓦特时的计算方法是用电池电压(V)乘以电池在一定时间内可以输出的电流量。电池的电压几乎是固定的,电池所能传递的电流打印在电池上,用单位表示安培时额定值(Ah或mAh)

考虑一个5V的2安培小时(Ah)容量的电池,因此它的功率为10Wh。一个容量为2Ah的电池可以提供2安培1小时或0.2A 10小时或0.02A (20mA) 100小时。电池制造商总是指定给定的容量放电速率,温度和截止电压在美国,产能总是取决于这三个因素。

电池的容量会告诉我们它能给应用程序提供多少电力。例如,考虑一个12V, 10Ah的汽车电池,电池的实际容量是120Wh (12V x 10Ah),但在一个3.6V的笔记本电脑电池有同样的10Ah耗散将有36Wh (3.6Vx 10Ah)的容量。从这个例子中你可以看到,即使他们有相同的,啊,汽车电池可以存储的电量是笔记本电脑电池的三倍。

下图会让你更清楚地了解不同类型电池的电池容量差异。

容量的电池

高功率的电池总是提供一个快放电能力在诸如电动工具或汽车启动器电池的高耗电量应用中,大多数大功率电池的能量密度都很低。

电池化学

这时,你应该已经明白了电池的所有性能总是取决于电池所涉及的化学成分,所以在选择电池类型时,你应该更加有意识。根据操作中所涉及的化学成分,电池分为铅酸电池、碱性电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子(锂离子)和锂聚(锂聚合物)电池

不同类型的电池

电池成本

在大多数便携式电子产品中,电池将是材料清单(BOM)中最昂贵的项目之一,因此大多数时候它将影响电子应用的总体成本。因此,您应该了解您的产品的需求和预算,然后为您的产品选择正确的电池。

保质期

并不是所有的电池都在生产后立即使用,它们在使用之前会在货架上停留很长一段时间。电池的保质期告诉你电池可以闲置多长时间。在一次电池中,保质期通常被认为是一个事实,因为二次电池在使用时可以再次充电。例如,在火警警报器系统中,电池可能闲置数年,直到它探测到火灾并触发警报。因此,即使长时间不使用电池,也要注意保持电池的性能。

我应该选择哪种电池呢?

现在我们已经了解了在为便携式电子应用程序选择电池之前应该考虑的参数,让我们看看选择电池的常见情况。请注意,这些只是建议,并不是硬性规定。

  • 对于像投影仪、大型音响系统和机动项目这样耗电更多的产品,你应该使用铅酸电池.如果你打算大量使用电池,你应该选择“海洋深度循环”电池。
  • 如果你的电子产品需要非常小,比如每边一英寸,你应该选择硬币锂电池或者小的锂聚合物电池。
  • 如果你打算大量生产组件,使用便宜的碱性电池流行的大小。所以顾客发现更换它们很容易。
  • 如果你想让设备具有用户服务功能,比如用户可以自己更换电池,那就选择9V或aa电池。
  • 如果电路需要大约5V的输入,则使用3个碱性(4.5V)或4NiMH电池(4.8V)。
  • 要制作一个可充电的电池组,请使用当地商店的电池支架,并将其与镍氢电池粘在一起,然后开始给电池充电。
  • 如果你想用任何充电电池替换你的碱性电池,测试你的设备,以确保它可以在更低的电压下运行没有任何问题。
  • 如果你想要你的电池有一个更长的寿命,总是使用高质量的充电器与传感器保持适当充电和涓流充电因为使用便宜的充电器会杀死电池组中的电池。

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