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10英寸机型电池续航主题测试

2009-06-11微型计算机评测室《微型计算机》2009年5月上

笔记本电脑电池有哪些类型?

从能量转化角度来说,电池能够将稳定、易存储的化学能转换为不稳定、难存储的电能。如果这种转化是不可逆的,这种电池就被称为一次性电池;如果转化是可逆的,那这种电池就是可充电电池。笔记本电脑就是可充电电池的一种,具体来讲,笔记本电脑电池根据采用材料的不同,可以分为镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池三种类型:

镍镉电池

镍镉电池是古老,也是目前用得少的充电电池。镍镉电池以氢氧化镍和金属镉作为反映物质,其反应方程式为:Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2

优点:能量密度大,充电要求低,持续放电能力出色。

镍镉电池的优点在于能量密度大,能以较小的重量取得较大的电池容量,并且这种电池的持续放电能力不错,放电电压变化波动较小。除此之外,镍镉电池对充电环境的要求也较低,充电速度也较快。

缺点:记忆效应,环境污染。

镍镉电池的先天缺陷是记忆效应。所谓记忆效应,简单来说,如果镍镉电池在使用到剩余30%电量时候充电,那么下次放电只能放出70%的电量。记忆效应的存在使得镍镉电池难以承受移动设备随时随地保证电量的需求。虽然经过多次的深度充放电之后,镍镉电池的记忆效应会减轻,但这种先天缺陷直接造成了镍镉电池的使用不便。

除了记忆效应,镍镉电池的另外一个重要问题在于镉的毒性。镉是有毒重金属,镉会造成肺和肾的严重损害,并污染水土,造成难以逆转的环境破坏。因此,在环保压力和镍镉电池的自身缺陷双重影响下,这种充电电池渐渐退出了历史舞台。不过它在一些极低端的笔记本电脑上还偶有出现。

镍氢电池

镍氢电池使用了一种特殊的储氢合金来保证反映的顺利进行。由于有储氢合金的存在,你几乎不需要担心电池会由于氢的猛烈爆炸而变成定时炸弹。可能很多读者没有想到,镍氢电池的反应方程式非常简单:2H2+O2(催化剂)=2H2O

优点:记忆效应很低,环保。
镍氢电池除了拥有镍镉电池的优点外,它比镍镉电池的能量密度还要高,记忆效应则大大降低。由于不使用镉,镍氢电池对环境的破坏也大大降低了。

缺点:充电温度高、自放电速率快,对环境温度敏感。

首先,镍氢电池在充电过程中,温度会随着充电程度而上升,一些快速充电设备甚至为镍氢电池配备了散热器。其次,长时间不使用的镍氢电池需要多次重复放电的“激活”来恢复电量;第三,镍氢电池虽然电能密度高,但是自放电速率也高,并且充电越满,自放电速率越快。很多新充满电的镍氢电池放置一个月,就可能只剩下60%~70%的电量。并且镍氢电池对环境比较敏感,高温会加速镍氢电池的自放电现象。

锂离子电池

很多用户认为自己的笔记本电脑中使用的是锂电池,实际上之前的确有可充电锂电池存在。但由于锂是活泼金属,在充电时危险较高,极易出现爆炸、燃烧等现象,因此目前可充电锂电池基本没有使用了。反倒是锂离子电池由于锂处于离子态,因此安全性较高,目前笔记本电脑、手机中的所谓“锂电池”均为锂离子电池。

锂离子电池的化学反应方程式如下:正极:C6Li-xe-=6Li1-x+xLi+(C6Li为Li嵌入石墨形成的复合材料)负极:Li-xMO2+xLi++xe-=LiMO2(LiMO2为锂的过渡金属氧化物,M代表过渡金属,一般为Mn、Co、Fe等金属)

优点:质量能量比高,放电电压高,充电速度快,无记忆效应,循环次数多。

锂的相对原子质量只有7,远远小于镍和镉,因此锂离子电池无论是能量/重量比还是能量/体积比都比镍氢和镍镉电池高得多。锂离子电池相比镍氢和镍镉电池,放电电压较高,为3.6V左右(镍氢和镍镉电池只有1.2V),自放电速率极慢,因此锂离子电池可以长期保存。在充电方面,锂离子电池可以用高电压快速充电,无记忆效应,充电循环次数多,寿命长。

缺点:价格较高、技术难度大,充电要求高,需要专门保护电路。

不过锂离子电池也有一些缺点:首先是价格昂贵,生产技术要求高。其次是锂离子电池对充电非常敏感。如果充电电路控制不好则会对电池产生不可逆的永久损害。因此很多锂离子电池都带有专门的充电保护电路,防止由于错误的充电造成电池的损害。

 各类型电池参数对比表

 电池类型

 工作电压
 (V)

 质量比能量
 (Wh/kg)

 循环寿命
 (次)

 充电时间
 (小时)

 月自放电
 (%)

 价格
 (元/Wh)

 镍镉电池

 1.2

 60

 500

 2~4

 20%

 不详

 镍氢电池

 1.2

 70

 500

 2~4

 30%

 6

 锂离子电池

 3.6

 100~150

 500~1000

 3~4

 10%

 3.3

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用户评论

共有评论(1)

  • 2009.06.11 17:31
    1楼

    工程师、编辑们辛苦了——我也看得头晕目眩了!

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