2015年7月15日 星期三

[知識]關於行動電源的電壓、電流、充電及正確電量表示法

[知識]關於行動電源的電壓、電流、充電及正確電量表示法

以下是筆者對於電化學的認知,
以解析電池(含行動電源)的各項標示,
希望有助於大眾對此日常用品的正確理解。

一、關於電池的電壓:

基本上電池都有工作電壓(最高值)名義電壓(最低值)
鋰離子電池為4.2V~3.7V(先記著,隨後要用到)
充電時候會調整以工作電壓4.2V輸入

放電時候會從工作電壓降低至名義電壓
基本上就是A(滿電)B(低電)兩種物質的轉換
永續來說,就是A、B能永遠循環
如果在這兩個電壓的範圍外
就會變成CDE、……
然後電池就慢慢失效了
所以說電池不能過度放電和過充


二、關於電池的電流:

基本上電流的大小,相當於充電(化學反應)速率的快慢
題外話,可能過快會有副反應,而電池就漸漸損壞

三、關於電池的電量:

電量是能量,單位是J

所以我們要找一下,
怎樣電池的電流A電壓V表示()J


公式:
電流A*電壓V
=功率W
=能量J/時間sec.

整理一下
能量J
= 電流A*電壓V*時間sec.
簡化符號表示:
J = A*V*sec
  = (1/3600)A*V*h

然後來看一下
市面上標示10,000 m*A*h
10 A*h
比較一下
可以看出單位其實還缺少電壓V

所以正確表示應該是
10 A*h * 3.7 V
= 37 A*V*h
這個才是有意義的()量單位

四、關於電池的充電:

電池是用工作電壓4.2V充電
假設今天用電流2A的速率來充電10,000 m*A*h(=37 A*V*h)
4.2*2=8.4 A*V

所以
充電時間
= 37 A*V*h / 8.4 A*V
= 4.4 h

如果用電流1A充電
充電時間
37 A*V*h / 4.2 A*V
8.8 h

整理一下得到通用公式:
充電時間 = 市面標示 * 3.7 /1000 /4.2 / 電流大小

所以以後充電
發現時間差異太大
可能是
充電器、電線、電池其中某幾個

沒有按照預計的狀況運作囉

五、關於鋰離子電池的爆炸:

成因諸多,以下概略說明:
首先,可能是使用循環不良,亦即過充和過放,如此會導致電池反應生成容易氣化、燃爆反應(例如氫氣)等狀況的物質;所以使用習慣上,要注意避免過充、過放的行為。
其次,可能是品質不良──由於鋰離子電池的特性忌諱水的存在(由於電池的工作電壓遠高於水的分解電壓,因此會產生氫氣和氧氣的爆炸混合物)──如果製作工藝上管控不良,則容易使其產生爆炸性副產物。
再者,若是電池遇到外力或不良環境因素,例如彎折、穿刺、高熱等,造成內部結構被破壞,而短路或物質混合而急速反應,或是內部有機物質外洩,或是高溫而導致容易起火的狀態,都是會造成電池因此產生放電以外的副反應──爆炸──的各種外在因素

總結來說:
1. 避免掉落等衝擊發生
2. 避免穿刺等破壞
3. 避免高溫高熱下使用
4. 當使用一定期限或看到已經膨脹等變形發生了
就應該要換用新電池,如此將可以確保一定的安全使用經驗。


另外一個網站也是觀念滿清楚的
可以參考看看:



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