外行人寫的充電電池簡介及使用指南

隨著各類電子產品的普及，以及交通工具開始電動化的趨勢，二次電池（充電電池）成為現代生活不可或缺的一部份。電池種類眾多，特性又不盡相同，最好瞭解手邊電池的特性，可以避免誤用造成使用及荷包的麻煩。

一般生活中會看到的充電電池大概有幾種：鎳氫電池（Ni-MH）、鋰電池（包括鋰離子電池 Li-ion 以及鋰聚合物電池 Li-polymer）、鉛酸電池（Lead-acid）；更早之前的鎳鎘電池（Ni-Cd）因環保因素，一般除了老式家用無線電話還在使用，已漸漸退出一般人的生活中。

鎳氫電池


鎳氫與鎳鎘電池因為電壓與一般乾電池相近（分別為1.2V及1.5V），所以同形狀規格的鎳氫電池常是很多家庭會出現的東西。鎳氫電池與鎳鎘電池有很多相近之處，充電設備也可以通用，所以很多人以為鎳氫只是鎳鎘電池的容量加大版。

鎳鎘電池最著名的缺點，大概就是記憶效應；這個名詞出自航太工業，早期的人造衛星上利用太陽能版搭配充電電池，藉以維持衛星的運作，由於衛星的運行在陽光及地球陰影下的時間十分規則，沒有經歷完整的充放循環（充飽電再大幅度放電），久而久之電池的容量也只剩下平常使用的部分，像是被「記憶」了。

事實上，記憶效應不容易發生，及使在實驗室裡刻意製造也不容易；況且記憶效應還是鎳鎘電池的「專利」，在鎳氫或其他種類的電池上不會出現。但很多人覺得電池容量變小了，還是把帳算到記憶效應頭上，但其實那只是電池的容量衰退而已。

鎳 氫電池相較於鎳鎘電池，對於過度充電及放電的容忍性較低；在鎳鎘電池流行的年代，電池充電器往往就只是有個簡單的限流電路，把電池放上去慢慢充十多個小時 就算充飽（通常是已經衝入了電池容量 150% 的量）；在環保以及容量上的需求推動之下，鎳氫電池慢慢普及，較大的容量以及對於充電條件更加要求，快速充電及偵測電池是否充飽，就成為充電器必備的功 能。

一般鎳氫/鎳鎘電池充電器是利用 -ΔV方式偵測充電終點（充滿），也就是利用鎳氫/鎳鎘電池在 過度充電後電壓會略微下降的現象判定。也因為利用這個方式通常需要較高的速度（0.25C以上，C指的是一小時充滿或放光電池標示容量電流量，標明 2000mAh的電池，1C就是2000mA），以便在短時間內偵測這極小電壓的變化。這也就是為什麼現在設計的鎳氫/鎳鎘充電器通常可以在四五個小時內把電池充滿。

鋰電池

鋰 電池因為重量輕，儲存的電力較鎳氫大（能量密度高），所以各式攜帶型設備大量採用。不過鋰電池對於充放電的要求又比鎳氫電池要高，使用不當容易損壞甚至起 火（比方說先前手機爆炸、以及筆記型電腦自燃的新聞，原因多是鋰電池不良，且/或充電有問題所造成），讓一般人對於心理多少有點怕怕的。

鋰電池之所以會著火，是因為電壓較高，內部的電解液是有機溶劑，（非如其他電池是水溶液）；所以過度充電或是穿刺變形，產生高熱可能會有著火的危險。

一般鋰電池充電是以 CC-CV 方式進行，也就是以固定電流（CC）充電至 4.2V，然後維持 4.2V 電壓，等待充電電流小於某個比例（下圖圖中是設定 CC 階段的 20%），充電就算完成了。

不管是鎳氫、鋰、或是鉛酸電池，有幾個共通的良好使用習慣：

1. 不要把電池用到沒電或快沒電才充電、不管剩多少電，閒置時就可以拿去充電
2. 長時間不用，充半飽比充滿好、充滿比沒電好
3. 不要將不同批的電池同時混用、一次使用一個以上的電池串連時，使用前請全部充滿
4. 不要讓電池短路（有些人拿電表測量電池的電流，其實那是讓電池短路）

一般充電電池宣稱有 500 次、1000 次或是更多次數的壽命，以致於用了「一次」覺得不把他用到完，就浪費了「一次的壽命」。但實際上電池的「一次充放循環」指的是「充電100%後、再放 電」；所以每次用了一半，再充滿，其實是算「半次」。像是汽車蓄電池、鎳氫、鋰電池這些沒有記憶效應的，最好的充電實機就是有空充電的時候，不用等到電用完。

事實上，不少電池以淺程度充放電（用一點點就回充）的壽命，會比深程度充放要好，像是 Toyota Prius 油電混和動力車的電池，其實大部分時間都是在 40%-80% 的充電狀態（state-of-charge; SOC）小區間來回，每天充放頻繁（紅燈煞車就要回充了），即使是計程車，也鮮少有電池損壞的案例。至於現在一堆車廠大力推動的插電混和動力車（Plug-in Hybrid Electric Vehicle; PHEV）或電動車（Electric Vehicle; EV），在電池科技未有大幅度的進步狀況下，可能電池壽命反而短一點（當然車廠及電池廠商也在努力解決這方面的問題）。

所以結論，電池該怎麼用？在一般狀況下，只要不要用到沒電，需要就用吧，用完儘快充電就好，別想太多了。