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2011-04-06

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。




2011-03-23

還好

充電式吸塵器(Dyson DC16 Animal)突然壞了,打算拿去修才發現一邊的塑膠融化變形,看了看發現應當是放地上的時候,跟電暖爐靠得太近被烤壞了。

雖然覺得懊惱,想想還是拿去修,跟恆隆行的先生說明了一下狀況,表示願意自費換殼修復,請他們報價。

櫃檯的先生說:「還好只有塑膠融化,沒發生什麼意外。」

想想也是,這麼不小心也點多損失一支幾千元的吸塵器,沒有釀成更大的問題,應當要覺得運氣不錯了。



後來報價來了,$2600,花錢消災啊...

2008-02-15

買了一台除濕機

冬天冷並不是最糟糕的事情,一樣是攝氏十幾度,在大陸型氣候的地區應當算是「涼爽」,在台灣這種高濕度的地方,感覺就冷多了,尤其是吸了濕氣的冷冷被子,晚上要睡覺還真是令人掙扎啊。(因此烘被機好像也曾流行過一陣子)



原本是用一台 Sanyo SAD-123HR 移動式冷氣做除濕用,15歲的老機器,除了遙控器不見,功能倒是蠻好的,冷暖氣除濕都有,不過三個房間只有一台除濕機,老人家又需要暖氣,就留在他們房裡。

今天家中電器的新成員是 Sanyo SDH-L32BT,過年前先研究了一下能源標章網站公布的資料,挑了兩個機型,另一個是大同的 TWD-1400BL,除濕效率都是 1.65,都可以設定除濕濕度和定時功能,找了一下商店,發現三洋的比較好找、也比較便宜,就訂了這一台。




看機屁股的貼紙還是今年生產的,機器新鮮的當然最好啦,沒有臭臭的倉庫味;下面寫了一行「製造商:順威實業......」好奇就去查一下,發現是一家專門代工家電產品的公司,找了一下該公司的網站,就發現了 L32BT 的兄弟......。

看看其他除濕機商品,就覺得這些機器好像都似曾相似,原本另一台採購的目標(大同那一台)也赫然出現在商品表列上,也就是 SF-630F,這時才發現,其實我原本想買的兩個目標幾乎就是同一台機器,除了水槽的顏色不同,其他規格幾乎完全一樣......。

看來一般的家電大概也沒什麼特別好選擇的,反正規格 ok、售後服務差不多,品牌好像也沒什麼好特別挑剔的了,價錢 ok 就好,呵~

2007-04-22

MAHA MH-C9000 NiCd / NiMH 電池充電器


上禮拜因為生氣心情不好,於是撒了錢去買了一台新的充電器來;雖然說充電這種事情原理上好像也沒有什麼特別的,不過就是把放電的過程逆向回去,不過問題當然是沒那麼簡單。電池用久了,就會發現一大堆問題,電池續航力時長時短、電池之間的表現差異頁慢慢開始變大(然後電力就受限於最弱的那一個電池),這次乾脆「一次到位」,買台有分析電池功能的充電器來用用。

這台機器在充放電的電流上可以自行設定,比起一般的充電器要有彈性的多;加上多次循環充放以及活化(Break-In)的功能,在整理一些年紀有點大的電池其實還蠻好用的。用了快一個禮拜,簡單整理一些優缺點。

優點:
  1. 充電電流可選擇的範圍大,設定範圍由 100mA-2000mA。
  2. 充電完成時電池熱度不高,也許是電壓偵測做得還不錯,且電池之間沒靠攏,散熱比較好。
  3. 螢幕資訊顯示十分清晰。
  4. 功能很多、但操作簡單。
  5. 台灣製造!
缺點:
  1. 體積太大,又需要外接的變壓器(DC12V)出外攜帶不方便。(出門用舊的 Panasonic BQ-390 就好)
  2. 充電時有些間歇發出高頻滋滋聲,不過看了一下其他使用者的經驗,說是正常的。(昏)
  3. 價錢高(NTD2100)
有興趣的可以看一下的參考資料:

英文:MH-C9000 SUPPORT / FAQ、原廠產品頁、英文使用手冊
中文:中文使用手冊、台灣代理的商店

2007-04-09

更新一下腦袋裡燈具的資料

裝修房子,照明總是不可缺少的一個部份,雖然燈泡這種東西更新不若 3C 產品快速,不過最近幾年也有一些新流行。

一般天花板上的嵌燈,現在好像又慢慢回歸成傳統 E27(就是普通燈泡那一種)接頭,也許是因為省電燈泡價錢已經便宜下來了,就不需要再去作成 PL 燈的燈具。省掉起動器及安定器,製造成本也低一點。

不過提到安定器,日光燈燈具也需要這東西;現在日光燈燈具慢慢有一些改採電子安定器,光線會比較沒有閃爍的狀況發生。不過電子安定器其實也有區別,有些是「瞬時啟動型」、一些是「預熱啟動型」,對於保護燈管的角度而言,後者比較好,缺點是通電大概半秒才會亮,不過比傳統日光燈燈具還是快的多。(有興趣的可以看這)

最近看到複金屬燈好像也慢慢多了起來,有些汽車安裝的 HID 燈也是屬於這個家族。除了燈具貴,優點似乎還不少:有接近一般螢光燈的效率(70lm/w 以上),光線的顏色選則彈性大,壽命長(10000小時以上)。不過因為價格比較高(每組大概要 2000 圓左右),室內照明用的功率最低又好像只有 75W,對於一般家用好像太大了一點,商店展示倒是不錯就是了。

2006-09-10

Sanyo Eneloop 充電電池

最近因為常常使用 GPS,所以充電電池使用量也比較大;除了忘記什麼時候買的 Sanyo 2100mAh AA充電電池以外,還有買 GPS附贈的 Panasonic 2400mAh 電池,暫時應當是足夠用了,不過還是想說多準備一些,以免充電電池用光了,要買貴貴的鹼性電池用。

看到網路商店出現了 Sanyo Eneloop 2000mAh AA這樣的商品,就覺得奇怪,現在 AA規格電池還只有 2000mAh 容量實在是有點「不合時宜」,畢竟主流現在都已經在 2400mAh以上了,2000mAh的確是有點小;不過據稱這是「低自放電」的新型電池,似乎對於以前充電沒馬上用,電力就少掉不少的舊型鎳氫電池,是 很大的改進。

搜尋一下網路上的使用者的反應,看起來狀況似乎是還不錯(Mobile01、CandlePower),在高負載的狀況下反應似乎也不錯,電壓也比傳統的鎳氫電池高(Sanyo 改了什麼配方?);現在除了價格稍微貴一點(NTD400-480),容量小一點,大概沒什麼缺點了。