&主题：一台电脑有多少电能转化成热能？
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如果100Ｗ功率，转化成热能有多少Ｗ呢？
以下内容由 dvora 于
09:45 补充
那显示器转化成光能有多少Ｗ
能转的地方转机械能
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&浏览：543&&回帖：24 &&
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100%。光和电磁最后也变成热。
目前还没有任何理论证明1+1=2是一种能量形式。所以电能最终都转化为热能。
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你这个忘记了，显示器的光能、风扇的风能在光被吸收，风被消散以后也都变成了热能。
dispatchwq 发表于
回答全部转为热能的，显然把显示器的光能、风扇的风能给忘记了。
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aaadzy 发表于
别的地方不知道，沈阳冬天零下30度，至少有一半的网吧不交采暖费
一楼靠门的地方冷的没人座，二楼热的开窗户网吧老板应该埋跟管子接个鼓风机，把二楼的热空气抽到一楼
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回答全部转为热能的，显然把显示器的光能、风扇的风能给忘记了。
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把电能转换成的能量都列出来不就好了：
热能：绝大部分都转换成热能
可见光：各种LED灯、屏幕，占一部分，而且屏幕的耗电很大一部分也是转换成热的
电磁辐射：很少的能量
机械能：机箱内空气的流动、机箱的震动、风扇和硬盘的声音等
除此之外我也想不出还有什么能量了。除了热能其他都是很小的部分
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<font color="#77319 发表于
当真?别的地方不知道，沈阳冬天零下30度，至少有一半的网吧不交采暖费
一楼靠门的地方冷的没人座，二楼热的开窗户
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aaadzy 发表于
东北网吧冬天都不采暖，靠机器余热供暖当真?
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东北网吧冬天都不采暖，靠机器余热供暖
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这么早出现，帖子就不欢乐了。
we9811 发表于
理科生报到，全转化成热。回答完毕。
总体是很多熵中取一种有序。原理参见时间简史
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we9811 发表于
理科生报到，全转化成热。回答完毕。
总体是很多熵中取一种有序。原理参见时间简史请参考：& &
有计算，也有实证，1个bit的耗散能量。
strawberry 发表于
这个信息能量的转换公式据说是希拉德推Leo Szilard导出来的 Ebit=KBTLn2 （Kb是波尔兹曼常数）&&又有说是IBM研究中心的R.Landauer在1961年发表的Irreversibility and Heat Generation （原文）中推导出来的。。。
据说这个是将来计算机散热的大难题。。。貌似已经可以说目前的技术能接近这个理论极限了。
当然咱不是搞it的，哪位信息方面的大牛能科普下， 目前的散热需求，对于超大集群能做到一个bit消耗4.8X E^-13焦耳能量么。
这里有原文
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题主是问多少转化成热能，辐射出去的电磁波和光也要变成热能的
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dvora 发表于
那显示器转化成光能有多少Ｗ前面有人也提到了，风扇转化的空气动能最终也经过空气摩擦转换陈热能，考虑到风扇那点分吹不出房间
如果也考虑显示器，那么显示器的光能，最终也会被房间吸收变成热能
也就是最终情况下，基本上是全部能量会变成热能，出了极少的光辐射和电磁辐射逃逸到户外
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理科生报到，全转化成热。回答完毕。
总体是很多熵中取一种有序。原理参见时间简史
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理科生都哪去乌
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基本是100%吧，就算是风扇把电能转化为机械能，空气与空气之间的摩擦最终导致机械能再转化为内能，出不了你的那个房间，还是给你的房间增加温度，至于磁场，如果是交变电流产生的，最终在这方面的能量消耗应该为0（理想情况，实际中也是会有热量产生），这应该类似于电机的无功功率，如果是直流电产生的，那就只有在通电和断电的时候，才会有能量的消耗吧，而且最终归属还是内能。显示器跟指示灯产生的光能，大部分因为漫反射留在室内，具体能量转化的形式不太清楚，但是最终应该还是转化为内能。个人观点，还望高手指正。
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dvora 发表于
那显示器转化成光能有多少Ｗ你还要把显示器算上啊！
典型的显示器大概300-600流明吧，如果全部算作可见光的话，约折合半瓦特到1瓦特。具体换算要查公式我也不太记得。我只记得一瓦特大概折合600流明左右的可见光。
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坐等科普哥出现
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那显示器转化成光能有多少Ｗ
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极少的一部分用风扇转换成了空气动能（不足一瓦），极少的一部分转换成了电磁辐射（几十毫瓦），剩下99.99%都是热能。
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kimleechn 发表于
除了风扇转换了部分动能给空气，其他的都变成热能了吧严格地说，还有部分转化成电磁能了。
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kimleechn 发表于
除了风扇转换了部分动能给空气，其他的都变成热能了吧dvora 发表于
如果100Ｗ功率，转化成热能有多少Ｗ呢？呵呵 相对效率而已 那点热量不算啥。 本帖最后由 ygqiang 于
09:13 编辑
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除了风扇转换了部分动能给空气，其他的都变成热能了吧
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99.9999........% 本帖最后由 小刀刀 于
09:05 编辑
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照明业务部员工培训教材广州良业照明工程有限公司 业务部：熊敏
摘要 : 本教程为灯具业务部新晋员工岗前培训用 , 教程从LED 专业知识 ,品牌管理 ,渠道管理和经销商管理 ,团队打造 , 终端导购培训,销售技巧等六个方面分别阐述了一个专业的 销售人员所需的各种知识 ,是提升销售人员个人能力的途径 , 也是岗前和日常培训的极佳教程,可作为自学和专业培训用.目第一章 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 第十一节 第十二节 第十三节 LED 基础知识录：LED 专业知识电光源基础知识及其分类 电池的基础知识及其分类 LED 生产工艺 LED 封装工艺 大功率 LED 的封装技术 LED 的几个主要生产商 LED 灯具的特点: 常见的 LED 灯具 热管散热技术 LED 目前在照明行业中的主要应用范围 LED 光源与传统光源的比较 照明设计原理第十四节 第十五节LED 照明术语 LED 的标准 第二章 品牌管理第一节 第二节 第三节灯饰照明实效招商广告指南 企业营销 12 大关键点 照明行业媒体的“伪品牌”现象 第三章 渠道管理和经销商管理第一节 第二节经销商管理动作分解 掌控渠道，决胜终端 第四章 团队打造第一节 第二节灯饰照明行业人才策略 向唐僧学习团队与目标管理 第五章 终端导购培训第一节 第二节 第三节灯饰照明行业决胜在终端，07 年品牌阵地争夺战 营销战，你准备好了吗？ 咨询式“雁鹰团队”培训 第六章 销售技巧第一节 第二节 第三节 第四节 第五节11 种行为让客户马上爱 电话销售技巧:征服可户的心 经理所具备的管理知识 九大永恒不变的营销法则 市场营销学十八项定理第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 第十一节 第十二节 第十三节 第十四节销售人必须懂得的财务知识 一线万金，一触即发－－电话中的感性销售技巧 影响销售人员的 26 个弱点 职场会见来客的 14 个小技巧 最成功的 16 个绝招让你登极销售颠峰 灯饰照明行业的渠道变革 如何使会议营销获得成功 新产品成功推广的实战总结 影响营销执行力的六大因素第一章第一节LED 专业知识LED 基础知识光是什么？光是电磁波，可见光是波长为 400-700 纳米的电磁波。小于 400 纳米 的电磁波为紫外线，如 X-射线；大于 700 纳米的电磁波为红外线，如微波、广 播无线电波。波长单位为纳米，相当于十亿分之一米。 LED 是什么？ ＬＥＤ（Llighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发 光器件， 它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复 合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白 色的光， ＬＥＤ照明产品就是利用ＬＥＤ作为光源制造出来的照明器具。当前全 球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题， 在照明领域， ＬＥＤ发光产品的应用正吸引着世人的目光，ＬＥＤ作为一种新型 的绿色光源产品， 必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以ＬＥＤ为代表的 新型照明光源时代。 ＬＥＤ被称为第四代照明光源或绿色光源， 具有节能、 环保、 寿命长、体积小等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通 照明和城市夜景等领域。 近年来，世界上一些经济发达国家围绕ＬＥＤ的研制展 开了激烈的技术竞赛，美国从 2000 年起投资 5 亿美元实施“国家半导体照明计 划”， 欧盟也在 2000 年 7 月宣布启动类似的“彩虹计划”。 我国科技部在“863” 计划的支持下，2003 年 6 月份首次提出发展半导体照明计划。 LED 为何节能？高亮度单色光的 LED 已经在市场上取得了进展。尽管它们与传统的灯泡相 比更加昂贵，但是它们的优点完全可以抵消其较高的价格，即它具有更高的性价 比。首先，一个红色 LED 发光达到某个亮度时所需消耗的能量是 15 瓦，而传统 的灯泡要达到同等量度则要消耗高达 150 瓦的能量；另外据科学家们测定，LED 通电发光时，有 10%的电能可以转化成光能，而白炽灯泡的转化效率只有 7-8%， 由此可见，要达到同等的照明效果，LED 灯比白炽灯节能是显而易见的了 LED 为何寿命长？ 白炽灯的发光机理是电能将发光钨丝进行加热而发光的，经过相当长时间的 加热，钨丝就会老化甚至烧断，至此，白炽灯泡的寿命也就此告终了，而发光二 极管的发光机理是由二极管特殊的组成结构决定的，二极管主要由 PN 结晶片、 电极和光学系统组成，当在电极上加上正向偏压之后，使电子和空穴分别注入 P 区和 N 区，当非平衡少数载流子和多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式 将多余的能量转化为光能。其发光过程包括三个部分：正向偏压下的载流子注 入、复合辐射和光能传输。由此可见二极管主要是靠载流子的不断移动而发光 的，不存在老化和烧断的现象，其特殊的发光机理决定了它的发光寿命长达 5-10 万个小时。 使用 LED 注意事项 1.焊接温度在 260℃左右,时间控制在 5S 以内,焊接点离胶体底部在 2.5mm 以 上,电烙铁一定要接地. 2. 请勿带电焊接 LED. 3.通电情况下,避免在 80℃以上高温作业,如有高温作业一定要做好散热. 4.静电: ①所有与兰、绿、白、紫 LED 相关作业人员一定要做好防静电如: 带静电 环,穿静电衣,静电鞋. ②带有线静电环时,静电环要接地.并且地线与市地线电位差不超过 5V 或者 阻抗不超过 25Ω. ③作业机台及作业桌面均需加装地线. 5.使用 LED 时电流最好不要超过 20mA,最好使用 15-19mA 的电流. 6.器件不可与发热组件靠得太近,工作条件不可超过其规定的极限. 7.安装 LED 时,建议用导套定位,务必不要在引脚变形的情况下安装. 8.在焊接温度回到正常以前,应避免 LED 受到任何震动或外力. 9.如需要清洁 LED,建议用超声波清洗 LED,如暂时没有超声波清洗机可暂用 酒精代替,但清洁时间不要超过一分钟. 注:勿用有机溶剂(如丙酮,天那水)清洗或擦拭 LED 胶体,造成发光不正常或 胶体内部破裂,导至 LED 内部金线与芯片过接破坏. 10.LED 在弯脚或折脚时请不要离胶体太近,应与胶体保持 2mm 以上的距离, 否则会使 LED 胶体里面支架与金线分离 ,管脚在同一处的折迭次数不能超过三 次，管脚弯成 90° ，再回到原位置为 1 次. 半导体发光二极管工作原理、特性、应用及光学特性 （一）LED 发光原理 发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如 GaAs（砷化镓） 、GaP（磷化镓） 、GaAsP （磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是 PN 结。因此它具有一般 P-N 结的 I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光 特性。在正向电压下，电子由 N 区注入 P 区，空穴由 P 区注入 N 区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。 假设发光是在 P 区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光， 或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电 子被非发光中心 （这个中心介于导带、 介带中间附近） 捕获， 而后再与空穴复合， 每次释放的能量不大， 不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比 例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在近 PN 结面数 μm 以内产生。 可见光（波长在 380nm 紫光～780nm 红光） ，比红光波长长的光为红外光。 现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很 高，使用不普遍。（二）LED 的特性 1．极限参数的意义 （1） 允许功耗 Pm:允许加于 LED 两端正向直流电压与流过它的电流之积的 最大值。超过此值，LED 发热、损坏。 （2）最大正向直流电流 IFm：允许加的最大的正向直流电流。超过此值可 损坏二极管。 （3）最大反向电压 VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极 管可能被击穿损坏。 （4）工作环境 topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此 温度范围，发光二极管 将不能正常工作，效率大大降低。 2．电参数的意义 （1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长。 （2）发光强度 IV：发光二极管的发光强度通常是指法线（对圆柱形发光管 是指其轴线）方向上的发光强度，符号坎德拉（cd） 。由于一般 LED 的发光强度 小，所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。 （3）光谱半宽度 Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图 3 中 1/2 峰值光强所 对应两波长之间隔. （4）半值角 θ1/2 和视角：θ1/2 是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与 发光轴向（法向）的夹角。 半值角的 2 倍为视角（或称半功率角） 。 给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线（法线） AO 的坐标为相对发光强度（即发光强度与最大发光强度的之比） 。显然，法线方向上的相对发光强度为 1，离开法线方向的角度越大，相对发光强度越小。 （5）正向工作电流 If：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实 际使用中应根据需要选择 IF 在 0.6IFm 以下。 （6） 正向工作电压 VF： 参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得 到的。一般是在 IF=20mA 时测得的。发光二极管正向工电压 VF 在 1.4～3V。在 外界温度升高时，VF 将下降。 （7） V-I 特性： 发光二极管的电压与电流的关系可用在正向电压正小于某一 值（叫阈值）时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅 速增加，发光。由 V-I 曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等 参数。正向的发光管反向漏电流 IR&10μA 以下。 （三）LED 的分类 1．按发光管发光颜色分 按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯 绿） 、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片，上述各种 颜色的发光二极管还可分成有色透明、 无色透明、 有色散射和无色散射四种类型。 2．按发光管出光面特征分 按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用 微型管等。 圆形灯按直径分为 φ2mm、 φ4.4mm、 φ5mm、 φ8mm、 φ10mm 及 φ20mm 等。国外通常把 φ3mm 的发光二极管记作 T-1；把 φ5mm 的记作 T-1（3/4） ；把 φ4.4mm 的记作 T-1（1/4） 。 由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。 从发光强度角分布图来分 有三类： （1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散 射剂。半值角为 5° ～20° 或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或 与光检出器联用以组成自动检测系统。 （2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为 20° ～45° 。 （3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为 45° ～90° 或更大，散射剂 的量较大。 3．按发光二极管的结构分 按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封 装及玻璃封装等结构。 4．按发光强度和工作电流分 按发光强度和工作电流分有普通亮度的 LED（发光强度&10mcd） ；超高亮度 的 LED（发光强度&100mcd） ；把发光强度在 10～100mcd 间的叫高亮度发光二 极管。 一般 LED 的工作电流在十几 mA 至几十 mA，而低电流 LED 的工作电流在 2mA 以下（亮度与普通发光管相同） 。 除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。 （四）LED 的光学特性 1.LED 发出的光既不是单色光,也不是宽带光,而是结余二者之间. 2.LED 光源似点光源又非点光源. 3.LED 发出光的颜色随空间方向不同而不同. 4.恒流操作下的 LED 的结温强烈影响着正向电压 VF.第二节(一)基础知识电光源基础知识及其分类利用电能做功， 产生可见光的光源叫电光源。 利用电光源照明， 称为电照明： 电照明按发光的方法不同可分为电阻发光、电弧发光、气体发光和荧光粉发光四 类；按照明使用的性质分为一般照明、局部照明和装饰照明三类：按照明使用的 方式分为连续照明和间断照明两类； 按电光源的起动方式分为电压自适应和辅助 触发两类等。 一、电光源的发光方法 1.电阻发光,这是一种利用导体自身的固有电阻通电后产生热效应， 达到炽热 程度而发光的方法。如常用的白炽灯、碘钨灯等。 2.电弧发光,这是一种利用二电极的放电产生高热电弧而发光的力法。 如碳精 灯. 3.气体发光,这是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体和金属蒸气， 利用二极放 电使气体高热而发光的方法。如钠灯、镝灯等。 4.荧光粉发光,这是一种在透明玻璃管内注入稀薄气体或微量金属， 并在玻璃 管内壁涂上一层荧光粉， 借二极放电后利用气体的发光作用使荧光粉吸收再发出 另一种光的方法．如荧光灯等。 二、电光源的起动方式 1.电压自适应， 这类灯泡， 只要给它加上额定电压即可正常工作。如白炽灯、 溴钨灯等。 2.辅助触发型。这类灯泡，供给其额定电压．它并不工作，而是需要一个较 额定电压高的辅助触发电压进行启动，然后才能工作，如荧光灯。 三.寿命 电光源的寿命是电光源的重要性能指标，用燃点小时数表示。 1.平均寿命 光源从第一次点燃起， 一直到损坏熄灭为止，累计燃点小时数称为光源的全 寿命。电光源的全寿命有相当大的离散性，即同一批电光源虽然同时点燃，却不 会同时损坏，它们将有先有后陆续损坏，且可能有较大的差别，因此常用平均寿 命的概念来定义电光源的寿命。 取一组电光源作试样， 从一同点燃起计时， 到 50% 的电光源试样损坏为止， 所经过的小时数就是该组电光源的平均寿命。一般光通 量衰减较小的光源常用平均寿命作为其寿命指标，例如卤钨灯。 2.有效寿命 电光源在使用过程中光通量将随时间的增加而逐渐衰减。 有些电光源的光通 量衰减到一定程度时，虽然光源尚未损坏，但它的光效明显下降，继续使用极不 经济。 电光源从点燃起， 一直到光通量衰减到某个百分比所经过的燃点时数就称 为光源的有效寿命。一般取 70%-80%额定光通量作为更换光源的依据。荧光灯一 般用有效寿命作为其寿命指标。 3.启燃与再启燃时间 电光源启燃时间是指正常工作的的光源熄灭后再将其点燃所需要的时间。 热 辐射光源启燃时间一般不足 1 秒钟，可认为是瞬时启燃的；气体放电光源的启燃 时间从几秒钟到几分钟不等，取决于光源的种类。 电光源的再启燃时间是指正常工作着的光源达到额定光通量输出所需的时间， 大部分高压气体放电光源的再启燃时间比启燃时间更长，这是因为再启燃时 要求这种光源冷却到一定的温度才能正常启燃，即增加了冷却所需要的时间。 近年来，电光源的发展突飞猛进，就其品种而言，五光十色，成千上万；但就其 发光机理来说，可归纳为如下几类： （一）热辐射光源 1.白炽灯 2.卤钨灯 （二）气体放电光源 1.低压放电灯 例如： （1）低压水银荧光灯 （2）低压钠灯（3） 低压高频无极放电灯 2.高压放电灯 例如： （1）高压汞灯 （2）金属卤化物灯 （3）高压钠灯 （4）高压高频无 极放电灯 3.超高压放电灯 例如： （1）超高压汞灯 （2）超高压氙灯 （三）半导体光源(二)LED 电源的分类LED 虽然在节能方面比普通光源的效率高，但是 LED 光源却不能像一般的 光源一样可以直接使用公用电网电压，它必须配有专用电压转换设备，提供能够 满足 LED 额定的电压和电流，才能使 LED 正常工作，也就是所谓的 LED 专用 电源。 但由于各种规格不同的 LED 电源的性能和转换效率各不相同，所以选择合 适、高效的 LED 专用电源，才能真正展露出 LED 光源高效能的特性。因为低效 率的 LED 电源本身就需要消耗大量电能， 所以在给 LED 供电的过程中就无法凸 显 LED 的节能特点。总之，LED 电源在 LED 工作中的稳定性、节能性、寿命长 短等方面具备重要的作用。LED 的电源有哪些分类呢？一、LED 电源按驱动方式可以分为两大类： A. 恒流式： 1、恒流驱动电路驱动 LED 是很理想的，缺点就是价格较高。 2、恒流电路虽然不怕负载短路，但是严禁负载完全开路。 3、恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值 的大小不同在一定范围内变化。 4、 要限制 LED 的使用数量，因为它有最大承受电流及电压值。 B. 稳压式： 1、稳压电路确定各项参数后，输出的是固定电压，输出的电流却随着负载 的增减而变化。 2、稳压电路虽然不怕负载开路，但是严禁负载完全短路。 3、整流后的电压变化会影响 LED 的亮度。 4、要使每串以稳压电路驱动 LED 显示亮度均匀，需要加上合适的电阻才可 以。 二、LED 电源按电路结构可以分为六类： 1、常规变压器降压： 这种电源的优点是体积小，不足之处是重量偏重、电源效率也很低，一般在45%～60%，因为可靠性不高，所以一般很少用。 2、电子变压器降压： 这种电源结构不足之处是转换效率低，电压范围窄，一般 180～240V，波纹 干扰大。 3、电容降压： 这种方式的 LED 电源容易受电网电压波动的影响，电源效率低，不宜 LED 在闪动时使用，因为电路通过电容降压，在闪动使用时，由于充放电的作用，通 过 LED 的瞬间电流极大，容易损坏芯片。 4、电阻降压： 这种供电方式电源效率很低，而且系统的可靠也较低。因为电路通过电阻降 压，受电网电压变化的干扰较大，不容易做成稳压电源，并且降压电阻本身还要 消耗很大部分的能量。 5、RCC 降压式开关电源： 这种方式的 LED 电源优点是稳压范围比较宽、电源效率比较高，一般可在 70%～80%，应用较广。缺点主要是开关频率不易控制，负载电压波纹系数较大， 异常情况负载适应性差。 6、PWM 控制式开关电源： 目前来说， PWM 控制方式设计的 LED 电源是比较理想的， 因为这种开关电 源的输出电压或电流都很稳定。 电源转换效率极高， 一般都可以高达 80%～90%， 并且输出电压、电流十分稳定。这种方式的 LED 电源主要由四部分组成它们分 别是：输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM 稳压控制部分、开关能量 转换部分。而且这种电路都有完善的保护措施，属于高可靠性电源。第三节电池的基础知识及其分类电池的种类： 1.依外形区分 一般圆柱形 例：1 号/2 号/5 号/7 号等，适用于一般电子商品。 钮扣形 例：水银电池，适用于电子表、助听器等。 方 形 例：9V 电池，适用于无线麦克风、玩具等。 薄片形 例：太阳能电池板，适用于计算机、户外建物。 2.依使用次数区分 一次电池：用完即丢，无法重复使用者，如：碳锌电池、碱性电池、水银电 池、锂电池。 二次电池：可充电重复使用者，如：镍镉充电电池、镍氢充电电池、锂充电 电池、铅酸电池、太阳能电池。 3.依用途区分 工业用 例：工厂使用于产品内建者，属特定外型或多粒组成，如：电 动工具、通讯用电池等。 消费性使用 例：一般消费者使用，可于市面购置更换者，使用量最多的为 圆柱形凸头电池。 服务寿命 电池是一种化学物质，因而也是有一定服务寿命的，诸如干电池（包括普通的碱性电池） 等一次电池是不能充电的， 服务寿命当然只有一次。 对于充电电池， 一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在 300~700 次左右，镍氢电池的可充电次数 一般为 400~1000 次，锂离子电池为 500~800 次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用 的原料、 制 作工艺等 因素的影响，还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如，某人于 1985 年开始使用的 6 节 HITACHI （日立）镍镉电池，一直到现在还在继续使 用，只是电池容量有些降低了。看来，只要使用方法合理，充电电池是完全可以 达到甚至大大超过标称的服务寿命的。 干电池 carbon-zincdry batteries 碱锰电池 alkaline 一次性电池 manganese batteries) primary batteries 锂电池 lithium batteries 铅酸电池 lead batteries 化学电池 二次电池 镍镉电池(Ni-Cd ) chemical batteries (secondary batteries 镍氢电池 Ni-MH 锂离子电池 Li-ion 其它 other 燃料电池 fuel cell 物理电池 physical energy 太阳电池 solar cellbatteries 微生物电池 一次/二次 酸性/碱性/ 常见尺寸 电池 有机类 汽车用启动电源 铅酸电池 二次电池 酸性 方型 普通摄像机电池 铅酸电池 二次电池 酸性 方型 火车启动电源、 电 镍镉/镍 方性、圆 二次电池 碱性 动车 氢电池 柱型 镍氢/锂 碱性/有机介 手机电池 二次电池 方型 电池 质 酸性/中性/ 1 号/2 号 手电筒 锌锰电池 一次电池 碱性 /5 号 传呼机 锌锰电池 一次电池 碱性 5 号/7 号 高档模拟相机 锂电池 一次电池 有机介质 圆柱型 电池有多少种类？ 化学电池按工作性质可分为：一次电池（原电池）；二次电池（可充电电池） 铅酸蓄电池。其中：一次电池可分为：糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰 电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电 池等。二次电池可分为：镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池 等。铅酸蓄电池可分为：开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。 什么是锌-锰干电池？ 锌-锰电池又称勒兰社 （Leclanche） 电池， 是法国科学家勒兰社 （Leclanche） 常用设备 常用电池于 1868 年发明的由锌（Zn）作负极，二氧化锰（MnO 2 ）为正极，电解质溶液 采用中性氯化铵（NH 4 C1）、氧化锌（ZnC1 2 ）的水溶液，面淀粉或浆层纸作 隔离层制成的电池称锌锰电池， 由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其 它载体上而呈现不流动状态， 故又称锌锰干电池。按使用隔离层区分为糊式和板 式电池两种，板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。 什么是碱性锌锰电池？ 指 20 世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的，是锌锰电池的改进型。电池 使用氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）的水溶液做电解质液，采用了与锌锰 电池相反的负极结构，负极在内为膏状胶体，用铜钉做集流体，正极在外，活性 物质和导电材料压成环状与电池外壳连接， 正、 负极用专用隔膜隔开制成的电池。 电池由哪几部分构成？ 任何一种电池由四个基本部件组成，四个主要部件是两个不同材料的电极、 电解质、隔膜和外壳。 什么是绿色环保电池？ 指近年来已投入使用和正在研制的一类高性能、无污染电池，包括目前已投 入使用的金属氢化物镍蓄电池、 锂离子蓄电池，正在推广使用的无汞碱性锌锰原 电池，及燃料电池、太阳能电池（光伏电池）等。 什么是铅酸蓄电池？ 1859 年法国普兰特（Plante）发现，由正极板、负极板、电解液、隔板、 容器（电池槽）等 5 个基本部分组成。用二氧化铅作正极活性物质，铅作负极活 性物质，硫酸作电解液，微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔 板制成的电池。 什么是镉镍电池和金属氢化物电池？ 二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极， 以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电 解质溶液，金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为 20 世纪 80 年代末， 利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成，是小型二次电池主导产 品。 什么是锂电池？ 指以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称锂电池， 分为一次锂电池和 二次锂电池。 什么是锂离子电池？ 指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极，锂的化合物作正极，混合电 解液作电解质液制成的电池。 什么是燃料电池？ 指一种利用燃料（如氢气或含氢燃料）和氧化剂（如纯氧或空气中的氧）直 接连接发电的装置。它具有效率高、电化学反应转换效率可达 40%以上，且无污 染气体排出的特点。 化学电池中的主要成分： 什么是锌？ 锌是一种灰白色金属， 微带蓝色。 符号 Zn， 原子序数 30， 比重 7.14g/cm 3 ， 熔点 419.5 摄氏度，沸点 907 摄氏度，锌广泛用于电镀工业及制造黄铜等，锌粉 是有机合成工业重用的还原剂。锌在自然界以闪锌矿、菱锌矿的形式存在，锌矿 常与铅、银、镉等共存成为多金属矿。 什么是锰？锰是自然界分布较广的一种元素，约占地壳重量的 0.085%，它主要以氧化 物形式存在。 锰是银灰色金属， 符号 Mn， 原子序数 25， 原子量 54.94， 比重 7.4g/cm 3 ，熔点 1250 摄氏度，是一种难熔的重金属。锰是炼钢工业不可缺少的原料， 在自然界中主要以软锰矿形式存在。 什么是汞？ 汞俗称&水银&，符号 Hg，原子量 200.6，为银白色液态金属，易流动，密度 13.546g/cm 3 ，熔点 38.89 摄氏度沸点 356.95 摄氏度，汞蒸气吸入人体会产生 慢性中毒，汞用于制水银灯等，广泛用于科学测量仪器中。 什么是镍？ 镍为银白色金属，符号 Ni，原子量 58.69，密度 8.902g/cm 3 。镍能与许 多金属组成合金，主要与铁作合金，以制造特种钢，在现代各项工业中都得到广 泛利用。 什么是镉？ 镉是银白色软金属，符号 Cd，原子序数 48，原子量 112.41，密度 8.64g/cm 3 ，熔点 320.9 摄氏度，沸点 767.3 摄氏度。镉主要存在于锌的各类矿石中，镉 抗腐蚀性强，熔点低，具有优良的导电性能，在工业上用途极广。 什么是锂？ 锂是银白色金属，符号 Li，原子序数 3，原子量 6.94，锂质软，易受空气 氧化而变暗， 通常储存在液体石蜡中， 是比重最轻而比热最大的金属。 可制合金， 锂在原子能工业中有重要用途。 1.化学电池 化学电池，是指通过电化学反应，把正极、负极活性物质的化学能，转化为 电能的一类装置。经过长期的研究、发展，化学电池迎来了品种繁多，应用广泛 的局面。大到一座建筑方能容纳得下的巨大装置，小到以毫米计的品种。无时无 刻不在为我们的美好生活服务。 现代电子技术的发展，对化学电池提出了很高的 要求。每一次化学电池技术的突破，都带来了电子设备革命性的发展。现代社会 的人们，每天的日常生活中，越来越离不开化学电池了。现在世界上很多电化学 科学家，把兴趣集中在做为电动汽车动力的化学电池领域。 2.干电池和液体电池 干电池和液体电池的区分仅限于早期电池发展的那段时期。 最早的电池由装 满电解液的玻璃容器和两个电极组成。后来推出了以糊状电解液为基础的电池， 也称做干电池。 现在仍然有“液体”电池。一般是体积非常庞大的品种。如那些做为不间断电 源的大型固定型铅酸蓄电池或与太阳能电池配套使用的铅酸蓄电池。 对于移动设 备，有些使用的是全密封，免维护的铅酸蓄电池，这类电池已经成功使用了许多 年，其中的电解液硫酸是由硅凝胶固定或被玻璃纤维隔板吸付的。 3.一次性电池和可充电电池 一次性电池俗称“用完即弃”电池， 因为它们的电量耗尽后， 无法再充电使用， 只能丢弃。常见的一次性电池包括碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌 空电池、锌汞电池和镁锰电池。 可充电电池按制作材料和工艺上的不同,常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍 铁电池、镍氢电池、锂离子电池。其优点是循环寿命长，它们可全充放电 200 多次，有些可充电电池的负荷力要比大部分一次性电池高。普通镍镉、镍氢电池 使用中，特有的记忆效应，造成使用上的不便，常常引起提前失效。4.燃料电池 燃料电池是一种将燃料的化学能透过电化学反应直接转化成电能的装置 5.染料敏化太阳能电池电池 ●电池的安全性测试项目有哪些？ 内部短路测试 持续充电测试 过充电 大电流充电 强迫放电 坠落测试 从高处坠落测试 穿透实验 平面压碎实验 切割实验 低气压内搁置测试 热虐实验 浸水实验 灼烧实验 高压实验 烘烤实验 电子炉实 一般分为：1、2、3、5、7 号，其中 5 号和 7 号尤为常用，所谓的 AA 电池 就是 5 号电池，而 AAA 电池就是 7 号电池！AA、AAA 都是说明电池型号的。 例如: AA 就是我们通常所说的 5 号电池，一般尺寸为：直径 14mm，高度 49 AAA 就是我们通常所说的 7 号电池，一般尺寸为：直径 11mm，高度 44mm。 以下是来自本站：镍氢电池论坛网友补充 另附电池知识若干: 说说常见的“AAAA,AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些型号 AAAA 型号少见，一次性的 AAAA 劲量碱性电池偶尔还能见到，一般是电 脑笔里面用的。标准的 AAAA(平头)电池高度 41.5± 0.5mm,直径 8.1± 0.2mm。 AAA 型号电池就比较常见，一般的 MP3 用的都是 AAA 电池，标准的 AAA(平 头)电池高度 43.6± 0.5mm，直径 10.1± 0.2mm。 AA 型号电池就更是人尽皆知，数码相机，电动玩具都少不了 AA 电池，标 准的 AA(平头)电池高度 48.0± 0.5mm，直径 14.1± 0.2mm。 只有一个 A 表示型号的电池不常见，这一系列通常作电池组里面的电池芯， 我经常给别人换老摄像机的镍镉，镍氢电池，几乎都是 4/5A，或者 4/5SC 的电 池芯。标准的 A(平头)电池高度 49.0± 0.5mm，直径 16.8± 0.2mm。 SC 型号也不常见，一般是电池组里面的电池芯，多在电动工具和摄像机以 及进口设备上能见到，标准的 SC(平头)电池高度 42.0± 0.5mm,直径 22.1± 0.2mm。 C 型号也就是二号电池，用途不少，标准的 C(平头)电池高度 49.5± 0.5mm,直径 25.3± 0.2mm。 D 型号就是一号电池，用途广泛，民用，军工，特异型直流电源都能找到 D 型电池，标准的 D(平头)电池高度 59.0± 0.5mm,直径 32.3± 0.2mm。N 型号不常见，我还不知道啥东西里面用，标准的 N( 平头 ) 电池高度 28.5± 0.5mm,直径 11.7± 0.2mm。 F 型号电池，现在是电动助力车，动力电池的新一代产品，大有取代铅酸免 维护蓄电池的趋势， 一般都是作电池芯 （个人见解： 其实个太大， 不好单独使用， 呵呵） 。标准的 N(平头)电池高度 89.0± 0.5mm,直径 32.3± 0.2mm。 大家注意到， （平头）字样，指的是电池正极是平的，没有突起，使用做电 池组点焊使用的电池芯，一般同等型号尖头的（可以用作单体电池供电的） ，在 高度上就多了 0.5mm。以此类推，我不逐一解释。还有，电池很多的时候并不是 规规矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些主型号，前面还时常有分数“1/3，2/3， 1/2，2/3，4/5，5/4，7/5”，这些分数表示的是池体相应的高度，例如“2/3AA”就 是表示高是一般 AA 电池的 2/3 的充电电池； 再如“4/5A”就是表示高是一般 A 电 池的 4/5 的充电电池。 还有一种型号表示方法，是五位数字，例如，1，26500，前两 位数字是指池体直径，后三位数字是指池体高，例如 14500 就是指 AA 电池，即 大约 14mm 直径，50mm 高 充电池的记忆效应 此效应对于早期使用镍镉电池最为明显，当每次充电时，在负极有氢氧化镉 与电极作用，产生金属镉而沈积于负电极表面，放电时，负电极表面的金属镉反 应形成氢氧化镉，这是溶解沈积的反应，当充放电不完全时，电极内的镉金属会 慢慢地产生大结晶体而使以后的化学反应受到阻碍， 导致电容量在实质的表现上 减少此即所谓【记忆效应】产生的缘由。 镍镉电池因具有强烈的记忆效应很容易因充放电不良，而造成可用容量降 低，须约在使用十次后，做一次完全充放电，若已有记忆效应时，则可以连续做 三次至五次完全充放电来释放记忆。 镍氢电池因记忆效应较弱， 因此约在使用过约五十次时， 做一次完全充放电即可。 而锂电池因没有记忆效应，所以千万不要放电，否则只会破坏电池结构，损耗电 池的使用寿命。 废电池 近两年， 废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池 对环境污染很严重， 一节电池可以污染数十万立方米的水。有的甚至说废电池随 生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害， 这些报道在社会上引起了很 大反响，有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池的活动。 然而，国家环保总局有关人士却认为，废电池不用集中回收，以前有关废电 池危害环境的报道缺乏科学依据，在某种程度上对群众造成了误导。那么，废电 池怎样处理才科学呢?本文拟就此问题作以简要介绍，以期帮助大家更科学地认 识废电池处理问题，更好的保护我们的环境。 废电池里面到底有哪些污染物 ？ 清华大学环境科学与工程系的博士生导师聂永丰教授， 带领课题组专门对废 电池的危害和处理做过研究。 他介绍说，近年来关于废旧电池给环境带来危害的 报道的确很多， 但是遗憾的是， 这些报道未向读者或观众说明支持其结论的科研 内容， 没有向读者介绍其分析推理过程，也没有列举因干电池造成污染的实际案 例，只有“污染严重”的结论。 废电池中含有哪些有害物质，这些物质通过什么样的机理释放到环境中，会 对环境造成多大程度的损害， 国内外有无废干电池引起严重污染的案例，发达国家是怎样解决这个问题的?带着疑问，课题组作了全面深入的调查，得出的结论 与一些新闻报道相去甚远，这些报道确有不切合实际和偏激之处。 聂教授介绍说， 电池产品可分一次干电池(普通干电池)、 二次干电池(可充电电池， 主要用于移动电话、计算机)、铅酸蓄电池(主要用于汽车)三大类。用量最大、群 众最关心，报道最多的是普通干电池。下面所说的电池均指普通干电池。 电池主要含铁、锌、锰等，此外还含有微量的汞，汞是有毒的。有报道笼统地说， 电池含有汞、镉、铅、砷等物质，这是不准确的。事实上，群众日常使用的普通 干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。 废电池中的汞没有对环境构成威胁 汞的挥发温度低， 是一种毒性较大的重金属。 很多地方的土壤中也含有微量的汞， 在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中，如密闭措施不够完备，释放到空气中 的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。 电池中虽然含有汞，但由于是添加剂，其含量很少。即便是高汞电池，含汞 量一般也在电池重量的千分之一以内。我国电池行业全年的用汞量，大体上与一 个汞法聚氯乙烯， 或汞法炼金， 或高汞铅锌矿采选的企业年排放废水中的含汞量 相当。由于电池消费区域大，含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后，对环境的 影响比前述一个化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多， 况且电池使用了 不锈钢或碳钢做外包皮， 有效地防止了汞的外漏。因而废电池分散丢弃在生活垃 圾中，其危害微乎其微，在客观上不可能造成水俣病之类的危害。日本的水俣病 是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水，下游水系中汞逐渐累积造成 的。 含汞电池正在被无汞电池代替 当然，含汞废电池毕竟对环境有负面影响 (哪怕是轻微的)。因此，在 1997 年底，国家经贸委、中国轻工总会等 9 部门联合发出《关于限制电池汞含量的规 定》 ，借鉴发达国家的经验，要求国内电池制造企业逐步降低电池汞含量，2002 年国内销售的电池要达到低汞水平，2006 年达到无汞水平。 从实际进展来看，国内电池制造业基本按照《规定》要求在逐步削减电池汞 含量。据中国电池工业协会提供的数据，我国电池年产量为 180 亿只，出口约 100 亿只，国内年消费量约 80 亿只，基本已达到低汞标准(汞含量小于电池重量 的 0.025％)。其中约有 20 亿只达到无汞标准(汞含量低于电池重量的 0.001％)。 聂教授最后强调，截至目前国内外均无废电池造成严重污染的报道或科研资料， 有关废电池污染环境的说法的确缺乏科学根据，对群众造成了误导。 废电池集中回收处理不当会造成污染 ？ 如果按某些报道呼吁的那样，在我国建造一个专业的、能够批量处理废电池 的工厂，是否可行呢?国家环保总局污控司固体处彭德富工程师介绍说，建设一 个废电池回收处理厂， 需要投资 1000 多万元人民币， 而且还要每年至少回收 4000 多吨废旧电池， 工厂才能运转起来。而实际上要回收这样大数量的废电池十分困 难。以首都北京为例，在大力宣传和鼓励下，3 年才回收了 200 多吨。在环保模 范城杭州市，废电池的回收率也只有 10%。据了解，目前瑞士和日本已建好的两 家可加工利用废旧电池的工厂， 现在也因吃不饱经常处于停产状态。这不得不让 我们慎重考虑投资建回收厂的问题。 彭德富还介绍说， 处理这些集中存放废电池的另一个办法是按照危险废弃物 的处理方法集中填埋或存放， 但是这样处理一吨需要三四千元的费用，又面临着 费用无着落的问题。据了解，四川省有一家小企业打着“环保”的旗号，动用小学生在周六周日帮他们把收集的废电池用锤子敲开， 回收其中有价值的电池外壳当 废铁卖，而将残渣随意抛弃。废电池不会对环境构成威胁，很重要的一点是电池 包了不锈钢或碳钢外包皮， 有效地防止了汞的外漏。把废电池外面的不锈钢或碳 钢外包皮砸开了，里面所含的汞极易渗出，结果电池中的有害物质污染了环境， 损害了小学生的身体健康。这是绝对不能允许的，必须严格禁止。 1.镍铬、镍氢、锂离子电池都有什么优点和缺点？ 2.上面三种分别主要用在哪些用途？ 3.碱性电池是一般的电池吗？ 4.我使用数码相机专用 AA 电池，选哪种好？ 答： 1.镍铬、镍氢、锂离子电池都是充电池，不过锂电池技术应该最先进，可以 制造出不同形状的电池，另外可以把电池做的很薄，充放电效能很高，没有记忆 效应。镍氢电池其次，也有很好的充放电效能，没有记忆效应，容量很大，是镍 镉电池替代品。镍镉电池是最差的，有记忆效应，目前基本被镍氢电池取代。关 于这三种电池更详细说明，网上有很多文章介绍，我就不多说了。 2.镍镉和镍氢电池主要用在兼容干电池方面，比如常见的 5 号，7 号充电池， 价格适中，可反复充电数百次，使用成本很低，锂电池用途也非常广泛，比如纽 扣电池，手机电池，笔记本电池电池，各种数码产品的专用电池，凡是形状特殊 的都是锂电池。 3.碱性电池就是普通的电池，不过其电量要比碳性电池好很多，一节相当于 几节碳性电池，当然其电量和大容量的镍氢充电器比还是差很多的。 4.那当然是选大容量的镍氢充电池，推荐买 2200mAH 以上容量的，当然容 量越大价格也越贵， 在条件许可的范围内尽量买容量大的电池。另外买一个和电 池配套的快速充电器也是必不可少，最好是能 2 小时或者更短时间快速充电的， 不然的话十几小时的充电时间可以等的你发毛，特别是需要急用的时候。 蓄电池也称二次电池,是将所获得的电能以化学能的形式贮存并可将化学能 转化为电能的一种电学装置。蓄电池按电解质不同,通常分为碱性蓄电池和酸性 蓄电池。近年来,由于交通、通讯、计算机产业的高速发展,其产品系列、产品种 类、产品性能发生巨大变化,以满足不同用途的需要。蓄电池主要应用于各种车 辆、船舶、飞机等内燃机的起动以及照明、点火、蓄能、应急电源、电话交换机、 不间断电源、移动通讯、计算机、电子、仪表、便携式电动工具、电动玩具中等。 总之,在国防、工农业生产、交通运输、电力、电子、通讯、教学、科研、医疗 卫生以及人们日常生活中广泛应用。我国的蓄电池工业随着交通、能源、通讯、 电子、计算机产业的发展获得迅速发展,至九十年代初期,从事蓄电池生产的企业 达千家之多，其中免维护、阀控密封铅酸蓄电池、金属氧化物镍蓄电池、锂离子 蓄电池等新型蓄电池的出口呈上升趋势。电池的分类及命名方法(一)种类:常用的蓄电池有铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化 物蓄电池、锌银蓄电池、锌镍蓄电池、氢镍蓄电池、锂离子蓄电池等。 ①铅酸蓄电池负极为铅,正极为二氧化铅,电解质为硫酸,主要有起动型、 固定 型、牵引型、动力型和便携型,多数为开口或防酸式,少量为胶体电解质蓄电池。 近年来 , 密封铅酸和其他类型蓄电池产品在许多领域取代原来使用的铅酸蓄电 池。 铅酸蓄电池具有价格低廉,适于低温高倍率放电,被广泛应用。 但由于铅酸 蓄电池比能量低,生产过程有毒、污染环境,影响其使用范围。 ②镉镍蓄电池负极为镉,正极为氧化镍,电解质为氢氧化钾水溶液。常见外形 是方形,扣式和圆柱形,有开口、密封和全密封三种结构。按极板制造方式又分有 极板盒式、烧结式、压成式和拉浆式。镉镍蓄电池具有放电倍率高、低温性能好, 循环寿命长等特点。 ③金属氢化物镍蓄电池是八十年代新开发出来的新产品 ,负极为吸氢稀土合 金,正极为氧化镍,电解质为氢氧化钾、氢氧化锂水溶液,比镉镍蓄电池大 1.5-2 倍 的容量,具有可快速充电,优良的高倍率放电性能和低温放电性能 ,价格便宜,无污 染,称为绿色环保电池。 ④铁镍蓄电池负极为铁粉,正极为氧化镍,电解质为氢氧化钾或氢氧化钠水溶 液。具有结构坚固、耐用、寿命长等特点,比能量较低,多用于矿井运输车动力电 源。 ⑤锌银蓄电池负极为锌 ,正极为氧化银, 电解质为氢氧化钾水溶液 ,具有高的 比能量,优良的高倍率放电性能,但价格高,多用于军事工业及武器系统。 ⑥锌镍蓄电池负极为锌 ,正极为氧化镍, 电解质为氢氧化钾水溶液 ,具有高比 能量,价格较低,但寿命较短,近年来锌镍蓄电池的循环寿命有了较大提高 ,随着循 环寿命的提高将获得更广泛应用。 ⑦锂离子蓄电池负极是碳(石墨),正极是氧化钴锂,采用有机电解质,具有电压 高,比能量高,优良的循环寿命,安全无污染,称之为绿色电源。 (二)命名方法: ①铅酸蓄电池产品是依据其主要用途来确定。例如 :起动用(型), 牵引用(型), 固定用(型)等。 产品型号采用汉语拼音的大写字母及阿拉伯数字表示,共分为三段, 每段之间以短线分开,其内容及排列为:串联的单体蓄电池数-蓄电池类型-蓄电池 特征-额定容量。对于特殊使用环境的产品,应在产品或包装箱固定位置及有关文 件上作出明显标志。 ②碱性蓄电池型号命名原则上采用汉语拼音字母与阿拉伯数字相结合的方 法表示。 由单体蓄电池的型号和数量,系列代号,额定容量数字组成,必要时,附加以 蓄电池形状,放电倍率的字母代号,系列代号如 C 所示: 额定容量:以阿拉伯数字表示,单位为安时(A.h)或毫安时(mA.h)。 形状代号:开口蓄电池形状不标注。密封蓄电池形状代号 :圆柱形为 Y,扁形为 B, 方形为 F。 放电倍率代号及倍率范围:低倍率代号为 D,倍率范围低于 0.5 倍率;中倍率代 号为 Z,倍率范围 0.5-3.5 倍率;高倍率代号为 G,倍率范围为 3.5-7 倍率；超高倍率 代号为 C,倍率范围高于 7 倍率。 例如:GNYG3 表示圆柱形密封高倍率 3 安时镉镍 蓄电池。15XYG45 表示 15 只高倍率 45 安时锌银蓄电池。 （三）检验项目和检验方法 (1)蓄电池根据型号和规格规定技术要求进行检验。不同型号和规格的蓄电 池技术要求也不一样,通常进行检验的技术指标是额定容量或贮备容量,不同倍率 放电性能,低温放电性能,充电接受能力,耐过放电能力,荷电保存能力,电解液保存 能力,过充耐久能力,安全性能,密封性能,循环寿命等。 (2)蓄电池产品质量检验分交收 (批检 )试验 ,(出厂检验 )和型式 (例行 )试验 , 常 用检验标准如下: ①国家标准 :GB,3-93 ； GB,GB ； GB7404-87 ； GB13281-91 ； GB-91 ； GB9368-88 ； GB9369-88 ； GB7168-96 ；GB/T11013-96；GB/T15100-94 等。 ②其它标准:ANSI,DIN,JIS,BS,AS,SBA,SJ/T,ΓΟСТ 及 IEC 标准等。 (3)进出口蓄电池产品按外贸合同规定的技术条款检验,通常检验项目有以下 几个: 包装、数量、规格型号、最大外形尺寸、外观质量、额定容量、起动能力(起 动用型)、干荷电性能、气密性、极性等。 （4）我国生产蓄电池实行分等规定,分为合格品、一等品和优等品、出口产 品必须达到一等品。 主要生产厂及输往国家、地区 我国蓄电池生产设备、技术、工艺已达国际水平。天津、沈阳、上海、北京、 昆明、洛阳、哈尔滨、安阳等数十家工厂的产品,出口至美国、俄罗斯、印度、 加拿大、澳大利亚以及非洲,东南亚和香港等国家和地区。我国还从日本等国家 进口少量的蓄电池。 （5）.包装与储运 出口蓄电池产品包装应符合 GB/T13384-92《机电产品包装通用技术条件》, 用木箱包装的还应符合 SN/T0273―93《出口商品运输包装木箱检验规程》 。 ① 蓄电池产品有箱装(木箱、框架结构箱、纸箱等 )和筐装两种包装形式,出 口商品一般都采用箱装。 ②包装应符合科学、牢固、美观和经济的要求,适合储存、运输、装卸、保 护产品及便于销售的需要。 ③包装应按规定刷制标志和出口批次号,箱内应按要求附装箱文件。 ④ 蓄电池应储存在干燥、通风、环境温度为 5-40℃的地方,避免与有害气体 接触,不受阳光直射,远离热源两米以外,储存期从制造日算起,通常为 1-2 年。 ⑤运输过程中不得受强烈震动和冲击、日晒雨淋,不准重压和倒置、大批量 出口时宜采用集装箱运输。 （6）生产和订购注意事项 生产厂在生产出口蓄电池时,必须按照《商检法》以及国家检验检疫局和有关 部门颁发的有关规定严格掌握。订货时,必须明确告知供方:规格、型号、尺寸、 额定容量、干荷电性能等。 铅酸蓄电池是实施出口质量许可制度的产品，生产企业须按规定取得由国家 出入境检验检疫局颁发的出口质量许可证，方可生产出口产品。 镍氢蓄电池工作原理 1．镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极)，负极活性物质为金属氧 化物，也称贮氢合金(电极称贮氢电极)，电解液为 6N 氢氧化钾，在电池充放电 过程中的电池反应为：其中，M 表示贮氢合金材料。 电池的开路电压为： 1.2V～1.3V、因贮氢材料和制备工艺不同而有所不同。过充电时，两极上的反应为： 氧化镍电极上： 4OH`- 4e ― 2H2O 十 O2 贮氢电极上； 2H2O+O2+4e ―4 OH` 电池过充电时的总反应：O 电池在设计中一般采米用负极过量的办法，氧化镍电极全充电态时产生氧 气，经过扩散在负极重新化合成水，这样，既保持了电池内压的恒定，同时义使 电解液浓度不致发生巨人变化。 当电池过放电时，电极反应为： 氧化镍电极上： 2H2O + 2e ― H2+2OH` 贮氢电极上； H2 + 2OH`-2e ― 2H2O 电池过放电时的总反应： O 虽然过放电时，电池总反应的净结果为零，但要出现反极现象。由于在正极 上产生的氢气会在负极上新化合，同样也保持了体系的稳定。 另外，负极活性 物质氢以氢原子态能以相当高的密度吸附干贮氢合金 中，在这样的电极上，吸 放氢反应能平稳地进行，放电性能较镉-镍电池而言得以提高。 铅酸蓄电池工作原理 所谓蓄电池即是贮存化学能量， 于必要时放出电能的一种电气化学设备。 构成铅蓄电池之主要成份如下： 阳极板(过氧化铅.PbO2)---& 活性物质 阴极板(海绵状铅.Pb) ---& 活性物质 电解液(稀硫酸) ---& 硫酸.H2SO4 + 水 .H2O 电池外壳 隔离板 其它(液口栓.盖子等) 一、铅蓄电池之原理与动作 铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中， 两极间会 产生 2V 的电力，这是根据铅蓄电池原理，经由充放电，则阴阳极及电解液即会 发生如下的变化： (阳极) (电解液) (阴极) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---& PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) (过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) (阳极) (电解液) (阴极) PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---& PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电 反应) (硫酸铅) (水) (硫酸铅) 1. 放电中的化学变化 蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产 生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出，放电愈 久，硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例，只要测得电解液中的硫酸 浓度，亦即测其比重，即可得知放电量或残余电量。 2. 充电中的化学变化 由于放电时在阳极板， 阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原 成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加 , 亦即电解液之比重上升， 并逐渐回复到放电前的浓度，这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原 到可以再度供电的状态， 当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时，即等于充 电结束，而阴极板就产生氢，阳极板则产生氧，充电到最后阶段时，电流几乎都 用在水的电解，因而电解液会减少，此时应以纯水补充之。 二、电动车用蓄电池的构造 电动车用蓄电池,必须具备以下条件: 高性能 耐震.耐冲击 寿命长 保养容易 由于玻璃纤维管式铅蓄电池是累积多次实验结果而制成，故具有多项优点。 1.极板 根据蓄电池容量选择适当规格极板及数量组合而成。于充放电时,两极 活性物质随着体积的变化而反复膨胀与收缩。两极活性物质中，阴极板之海绵状 铅的结合力较强，而阳极板之过氧化铅的结合力弱，因而在充放电之际，会徐徐 脱落，此即为铅蓄电池寿命受到限制的原因。期使蓄电池使用期限延长，能耐震 并耐冲击，则阳极板的改良即成当急要务。 玻璃纤维管式的阳极板: 此乃以玻璃纤维制的软管接在铅合金制的栉状格 子(蕊金)上，在软管和蕊金间充填铅粉之后，将软管密封，使其发生变化，产生 活性化物质，由于活性化物质不会脱落，与电解液接触亦良好,是一种非常好的 极板材料。使用具有这种极板的蓄电池是电动车唯一的选择。编织式软管乃以 9microm(μ )的玻璃纤维编成管袋状，弹性好，可耐膨胀或收缩，而且对电解液 的渗透度也非常良好，此软管乃是最佳产品，长久以来，实用绩效良好。 糊状式极板: 就是将稀硫酸炼制之糊状铅粉涂覆在铅合金制的格子上， 俟其 干燥后所形成之活性物质。这种方式一直被采用在铅蓄电池的阴极板上，同时亦 使用在汽车，小货车的蓄电池阳极板上。 2.隔离板 能防止阴、阳极板间产生短路，但不会妨碍两极间离子的流通。而且经 长时间使用，也不会劣化，或释放杂质。铅蓄电池一般都使用胶质隔离板。 3.电池外壳 耐酸性强，兼具机械性强度。电动车用的蓄电池外壳乃使用材质强韧之 合成树脂经特殊处理制成，其机械性强度特别强，上盖亦使用相同材质，以热熔 接着。 4.电解液 电解液比重以 20℃的值为标准，电动车用的蓄电池完全充电时之电解 液标准比重为 1.280。 5.液口栓 液口栓的功能为排出充电时所产生的气体及补充纯水，测定比重。 三、蓄电池的容量 电动车用蓄电池的容量以下列条件表示之： 电解液比值 1.280/20℃ 放电电流 5 小时的电流 放电终止电压 1.70V/Cell 放电中的电解液温度 30±2℃1.放电中电压下降 放电中端子电压比放电前之无负载电压（开路电压）低，理由如下： (1)V=E-I.R V：端子电压(V) I：放电电流(A) E：开路电压(V) R：内部阻抗(Ω ) (2)放电时，电解液比重下降，电压也降低。 (3)放电时，电池内部阻抗即随之增强，完全充电时若为１倍，则当完全放电 时，即会增强２～３倍。 用于起重时之电瓶电压之所以比用于行走时的电压低， 乃是由于起重用之油 压马达比行走用之驱动马达功率大，因此放电流大，则上式的 I.R 亦变大。 2.蓄电池之容量表示 在容量试验中，放电率与容量的关系如下： 5HR....1.7V/cell 3HR....1.65V/cell 1HR....1.55V/cell 严禁到达上述电压时还继续继续放电，放电愈深，电瓶内温会升高,则活性 物质劣化愈严重，进而缩短蓄电池寿命。 因 此，堆高机无负重扬升 时的电池电压若已达 1.75v/cell(24cell 的 42v,12cell 的 21v)，则应停止使用，马上充电。 3.蓄电池温度与容量 当蓄电池温度降低，则其容量亦会因以下理由而显著减少。 (A)电解液不易扩散，两极活性物质的化学反应速率变慢。 (B)电解液之阻抗增加， 电瓶电压下降,蓄电池的 5HR 容量会随蓄电池温度下 降而减少。 因此: (1)冬季比夏季的使用时间短。 (2)特别是使用于冷冻库的蓄电池由于放电量大， 而使一天的实际使用时间显 著减短。 若欲延长使用时间，则在冬季或是进入冷冻库前，应先提高其温度。 4.放电量与寿命 每日反复充放电以供使用时， 则电池寿命将会因放电量的深浅， 而受到影响。 5.放电量与比重 蓄电池之电解液比重几乎与放电量成比例。因此，根据蓄电池完全放电时的 比重及 10%放电时的比重，即可推算出蓄电池的放电量。 测定铅蓄电池之电解液比重为得知放电量的最佳方式。因此，定期性的测定使用 后的比重，以避免过度放电，测比重的同时，亦侧电解液的温度，以 20 度 C 所 换算出的比重，切勿使其降到 80%放电量的数值以下。 6.放电状态与内部阻抗 内部阻抗会因放电量增加而加大，尤其放电终点时，阻抗最大，主因为放电 的进行使得极板内产生电流的不良导体―硫酸铅及电解液比重的下降， 都导致内 部阻抗增强，故放电后，务必马上充电，若任其持续放电状态，则硫酸铅形成安 定的白色结晶后(此即文献上所说的硫化现象),即使充电,极板的活性物资亦无 法恢复原状,而将缩短电瓶的使用年限。 ★白色硫酸铅化蓄电池放电，则阴、阳极板同时产生硫酸铅(PbS04)，若任其持续放电，不 予充电，则最后会形成安定的白色硫酸铅结晶(即使再充电，亦难再恢复原来的 活性物质)此状态称为白色硫化现象。 7.放电中的温度 当电池过度放电，内部阻抗即显著增加，因此蓄电池温度也会上升。放电时 的温度高，会提高充电完成时温度，因此，将放电终了时的温度控制在 40℃以 下为最理想。 四、充电的管理 1.蓄电池的充电特性 蓄电池充电的端子电压如下式表示 V= E+I.R，在此 E=电瓶电压(V) I=充电电流(A) R=内部阻抗(Ω ) 2.蓄电池温度与寿命 蓄电池温度（电解液温度）升高，则阴阳极板上的活性物质即会劣化，并腐 蚀阳极格子，而缩短电池寿命，相对的，电池温度太低时，会使电池蓄电容量减 少，容易过度放电，进而使电池寿命缩短。此种关系也会因电池型式，极板材质 而有变化。故应遵守下列之使用条件： 通常蓄电池之电解液温度应维持在 15~55℃为理想使用状态，不得已的情况 下,也不可超过放电时-15~55℃,充电时 0~60℃的范围。实际使用时，由于充电 时温度会上升，因此，放电终了时之电解液温度以维持在 40℃以下为最理想。 3.充电量与寿命 蓄电池所须之充电量为放电量的 110~120%.放电量与蓄电池寿命具密切关 系,假设充电量为放电量 120%时的电池，使用寿命为 1200 回（４年），则当电 池的充电量达放电量之 150%时，则可推算该电池的寿命为： 1200 回?120/150=960 回(3?2 年) 又，此 150%的充电,迫使水被分解产生气体，电解液遽减，将使充电终点的 温度上升,结果温度上升造成耐用年限缩短。此外，充电不足即又重复放电使用， 则会严重影响电池寿命。 堆 高机举重时，若电池温 度保持在 10~40℃之间，其充电量亦维持在 110~120% 者，最能延长电池寿命，此时充电完成之比重，其 20℃换算值约为 1?28。 4.气体的产生与通风换气 充电中产生的气体为氧与氢的混合气， 氢气具爆炸性， 若空气中氢气达 3.8% 以上，且又近火源，则会发生爆炸。充电场所必须通风良好，注意远离火源，避 免触电。 五、电解液之管理 1.比重测定 测量比重时， 须使用吸取式比重计将电解液缓缓吸入外筒，从浮标之刻度即 可测知比重。 铅蓄电池之电解液比重会随温度改变而变化，电解液比重乃以摄氏 20 度时 的比重为标准，因此比重计上的读数，必须换算为摄氏 20 度时之标准比重。当 温度变化摄氏一度时，则比重即变化 0.0007，因此，在测量比重的同时，必须 测量温度，测温时，请使用棒状酒精温度计。 该温度 t℃时所测之比重为 St，则以下式换算标准温度 20℃时之比重 S20，S20=St+0.0007(t-20) S20...为换算成 20℃时的比重 St....为 t℃时所测之比重 t.....为测得电解液之实际摄氏温度 例如：20℃时比重为 1.280 者，在 10℃时变成 1.287;30℃时，变成 1.273。 2.纯水之补充 重复放电时，电解液面会缓缓下降，因此定期检视电解液液位，随时补充纯 水，以维持适当之液位，若因忽略补水，而露出极板，则会伤害极板。蓄电池用 纯水的标准按日本蓄电池工业会 SBA4001 的规定如下： 项 浊 液 目 度 性 － － μ υ /cm % % % % % 单 位 规 中 格 性无色透明 10 以下 0.0001 以下 0.0001 以下 0.0001 以下 0.001 以下 0.005 以下导电度 氯(C1) 铁(Fe) 硫酸根(SO4) 强热残分 其 它3.电解液中的不纯物与电池寿命 电解液中若含有硝酸、盐酸、亚硫酸、盐素、有机物等，则会腐蚀极板，加 速缩短电池寿命，同时也会加速自我放电，此外，铜、镍、铁、锰亦会伤害电池 导致自我放电量增加。 蓄电池补充液位时，一定要使用纯水，用水冲洗电瓶时，一定要将电池帽盖 紧以避免冲洗用水流入电瓶内。 4.补水过多所造成的弊端 补水时若超过最高液面（参照第 4-1）则充电时就会发生满溢，而使稀硫酸 成份流失，腐蚀电瓶箱,电解液比重偏低造成蓄电容量不足等。 六、其它 1.自我放电 蓄电池当其内部发生纯化学反应，或因不纯物污染造成电化学反应，或长久 不用皆会耗电，此即称为自我放电。自我放电之耗电程度乃视蓄电池构造温度、 比重、不纯物，使用过等而有所不同，一般在一天内会放掉 0.5~1%，蓄电池在 使用前的保存期间就会自我放电，消耗蓄电量。 当蓄电池处于长期持续放电状态时，则一旦形成白色硫酸铅化，则即使再充 电，也无法恢复其容量。库存期间务必每１个月就充电一次。 2.电瓶寿命终期的判定 蓄电池到寿命终期，其容量就会减少，至于其容量在数字上退减的程度为 何？则可依容量试验测定之。 放电前必须确定电池的比重与电压已达最高值，然后再持续充电１小时，才 能完全充电。充电终期是将比重调整到 1.28±0.01(20℃)液面亦维持在规定液面的标 准。 放电开始时期：充电完全放置１小时后。 放电电流：5HR 规格容量的 1/5(5HR400AH 时固定电流为 80A) 放电终止电压：平均 1.7V/cell (24cell 为 40.8V，12cell 20.4V) 容量：放电电流?到达终止电压之前的放电时间. 镍镉蓄电池工作原理 蓄电池参数 蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和 充电终止电压。电池的容量通常用 Ah(安时)表示，1Ah 就是能在 1A 的电流下放 电 1 小时。 单元电池内活*物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活*物质的 含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。与 电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。 蓄电池的充电电流通常用充电速 率 C 表示，C 为蓄电池的额定容量。例如，用 2A 电流对 1Ah 电池充电，充电速 率就是 2C；同样地，用 2A 电流对 500mAh 电池充电，充电速率就是 4C。 电池刚出厂时， 正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板 材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态变 化时，单元电池的输出电压略有变化，此外，电池的输出电压与电池的剩余电量 也有一定关系。单元镍镉电池的标称电压约为 1.3V（但一般认为是 1.25V） ，单 元镍氢电池的标称电压为 1.25V。 电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中，极板的电 阻是不变的， 但是， 离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变 化。 蓄电池充足电时，极板上的活*物质已达到饱和状态，再继续充电，蓄电池 的电压也不会上升， 此时的电压称为充电终止电压。镍镉电池的充电终止电压为 1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为 1.5V。 放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。 如果电压低于放电终止电 压后蓄电池继续放电，电池两端电压会迅速下降，形成深度放电，这样，极板上 形成的生成物在正常充电时就不易再恢复，从而影响电池的寿命。放电终止电压 和放电率有关。镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系如表 1-1 所列，镍氢 电池的放电终止电压一般规定为 1V。 镍镉蓄电池的工作原理 镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物， 负极材料为海绵状 镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时， 使用密度为 1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，使用密 度为 1.19～1.21 （15℃时） 的氢氧化钾溶液。 在-15℃以下时， 使用密度为 1.25~1.27 （15℃时）的氢氧化钾溶液。为兼顾低温*能和荷电保持能力，密封镍镉蓄电池 采用密度为 1.40 （15℃时） 的氢氧化钾溶液。 为了增加蓄电池的容量和循环寿命， 通常在电解液中加入少量的氢氧化锂（大约每升电解液加 15~20g） 。 镍镉蓄电池充电后，正极板上的活 *物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕 ，负极板 上的活*物质变为金属镉； 镍镉电池放电后， 正极板上的活*物质变为氢氧化亚镍， 负极板上的活*物质变为氢氧化镉。 1.放电过程中的电化学反应 （1）负极反应负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子 Cd2+，然后立即与溶液中的两 个氢氧根离子 OH-结合生成氢氧化镉 Cd(OH)2，沉积到负极板上。 此主题相关图片如下： （2）正极反应 正极板上的活*物质是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍为正三价离子（Ni3+） ， 晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子， 生成两个二价离子 2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶 格上的两个氧负离子结合， 生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧 根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。 此主题相关图片如下： 将以上两式相加，即得镍镉蓄电池放电时的总反应。 2.充电过程中的化学反应 充电时，将蓄电池的正、负极分别与充电机的正极和负极相连，电池内部发 生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。 （1）负极反应 充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从 外电路获得电子， 生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反 应： (2) 正极反应 在外电源的作用下， 正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去 一个电子生成三价镍离子，同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子， 将氧负离子留在晶格上， 释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合， 生成水分子。 然后， 两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个 氢氧化镍晶体： 此主题相关图片如下： 将以上两式相加，即得镍镉蓄电池充电时的电化学反应： 此主题相关图片如下： 蓄电池充电终了时，充电电流将使电池内发生分解水的反应，在正、负极板 上将分别有大量氧气和氢气析出，其电化学反应如下： 从上述电极反应可以看出， 氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，只起导 电作用。从电池反应来看，充电过程中生成水分子，放电过程中消耗水分子，因 此充、放电过程中电解液浓度变化很小，不能用密度计检测充放电程度。 3. 端电压 充足电后，立即断开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达 1.5V 左右，但很 快就下降到 1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化，可用下式表示： U 充=E 充+I 充 R 内 U 放=E 放-I 放 R 内 从上式可以看出，充电时，电池的端电压比放电时高，而且充电电流越大， 端电压越高；放电电流越大，端电压越低。 当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时，平均工作电压为 1.2V。采用 8h 率放 电时，蓄电池的端电压下降到 1.1V 后，电池即放完电。 4. 容量和影响容量的主要因素 蓄电池充足电后，在一定放电条件下，放至规定的终止电压时，电池放出的总容量称为电池的额定容量，容量 Q 用放电电流与放电时间的乘积来表示，表 示式如下： Q=I? t(Ah) 镍镉蓄电池容量与下列因素有关： ① 活*物质的数量； ② 放电率； ③ 电解液。 放电电流直接影响放电终止电压。 在规定的放电终止电压下， 放电电流越大， 蓄电池的容量越小。 使用不同成分的电解液，对蓄电池的容量和寿命有一定的影响。通常，在高 温环境下， 为了提高电池容量， 常在电解液中添加少量氢氧化锂， 组成混合溶液。 实验证明：每升电解液中加入 15~20g 含水氢氧化锂，在常温下，容量可提高 4%~5%，在 40℃时，容量可提高 20%。然而，电解液中锂离子的含量过多，不 仅使电解液的电阻增大，还会使残留在正极板上的锂离子（Li+）慢慢渗入晶格 内部，对正极的化学变化产生有害影响。 电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是因为随着电解液温度升高，极 板活*物质的化学反应也逐步改善。 电解液中的有害杂质越多，蓄电池的容量越小。主要的有害杂质是碳酸盐 和硫酸盐。它们能使电解液的电阻增大，并且低温时容易结晶，堵塞极板微孔， 使蓄电池容量显著下降。此外，碳酸根离子还能与负极板作用，生成碳酸镉附着 在负极板表面上，从而引起导电不良，使蓄电池内阻增大，容量下降。 5. 内阻 镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，而电解液的 导电率又与密度和温度有关。 电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾和 氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。 18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电 阻系数最小。 6. 效率与寿命 在正常使用的条件下， 镍镉电池的容量效率 ηAh 为 67%-75%， 电能效率 ηWh 为 55%~65%，循环寿命约为 2000 次。容量效率 ηAh 和电能效率 ηWh 计算公式 如下： （U 充和 U 放应取平均电压） 7. 记忆效应 镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时， 就不能放出全部电量。 比如， 镍镉电池只放出 80%的电量后就开始充电， 充足电.第四节工艺：LED 生产工艺a.清洗：采用超声波清洗 PCB 或 LED 支架，并烘干。 b.装架：在 LED 管芯（大圆片）底部电极备上银胶后进行扩张，将扩张后的 管芯（大圆片）安置在刺晶台上，在显微镜下用刺晶笔将管芯一个一个安装在 PCB 或 LED 支架相应的焊盘上，随后进行烧结使银胶固化。 c.压焊： 用铝丝或金丝焊机将电极连接到 LED 管芯上，以作电流注入的引线。 LED 直接安装在 PCB 上的，一般采用铝丝焊机。（制作白光 TOP-LED 需要金线焊机） d.封装：通过点胶，用环氧将 LED 管芯和焊线保护起来。在 PCB 板上点胶， 对固化后胶体形状有严格要求， 这直接关系到背光源成品的出光亮度。这道工序 还将承担点荧光粉（白光 LED）的任务。 e.焊接：如果背光源是采用 SMD-LED 或其它已封装的 LED，则在装配工艺之 前，需要将 LED 焊接到 PCB 板上。 f.切膜：用冲床模切背光源所需的各种扩散膜、反光膜等。 g.装配：根据图纸要求，将背光源的各种材料手工安装正确的位置。 h.测试：检查背光源光电参数及出光均匀性是否良好。LED 的封装的任务是将外引线连接到 LED 芯片的电极上，同时保护好 LED 芯片，并且起到提高 光取出效率的作用。关键工序有装架、压焊、封装。LED 封装形式LED 封装形式可以说是五花八门，主要根据不同的应用场合采用相应的外形 尺寸，散热对策和出光效果。 LED 按封装形式分类有 Lamp-LED 、 TOP-LED 、 Side-LED、SMD-LED、High-Power-LED 等。LED 封装工艺流程 封装工艺说明1.芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） 芯片尺寸及电极 大小是否符合工艺要求电极图案是否完整. 2.扩片 由于 LED 芯片在划片后依然排列紧密间距很小（约 0.1mm），不利于后工序 的操作。 我们采用扩片机对黏结芯片的膜进行扩张，是 LED 芯片的间距拉伸到约 0.6mm。也可以采用手工扩张，但很容易造成芯片掉落浪费等不良问题。 3.点胶 在 LED 支架的相应位置点上银胶或绝缘胶。（对于 GaAs、SiC 导电衬底，具 有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、 绿光 LED 芯片，采用绝缘胶来固定芯片。） 工艺难点在于点胶量的控制，在胶体高度、点胶位置均有详细的工艺要求。 由于银胶和绝缘胶在贮存和使用均有严格的要求，银胶的醒料、搅拌、使用时间 都是工艺上必须注意的事项。 4.备胶 和点胶相反， 备胶是用备胶机先把银胶涂在 LED 背面电极上，然后把背部带 银胶的 LED 安装在 LED 支架上。 备胶的效率远高于点胶，但不是所有产品均适用 备胶工艺。 5.手工刺片 将扩张后 LED 芯片（备胶或未备胶）安置在刺片台的夹具上，LED 支架放在 夹具底下， 在显微镜下用针将 LED 芯片一个一个刺到相应的位置上。手工刺片和 自动装架相比有一个好处， 便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。 6.自动装架 自动装架其实是结合了沾胶（点胶）和安装芯片两大步骤，先在 LED 支架上 点上银胶（绝缘胶），然后用真空吸嘴将 LED 芯片吸起移动位置，再安置在相应 的支架位置上。 自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程， 同时对设备的沾胶及安装精度进行 调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对 LED 芯片表面的损伤，特别是 兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。 7.烧结 烧结的目的是使银胶固化，烧结要求对温度进行监控，防止批次性不良。 银胶烧结的温度一般控制在 150℃，烧结时间 2 小时。根据实际情况可以调整到 170℃，1 小时.绝缘胶一般 150℃，1 小时。 银胶烧结烘箱的必须按工艺要求隔 2 小时（或 1 小时）打开更换烧结的产品，中 间不得随意打开。烧结烘箱不得再其他用途，防止污染。 8.压焊 压焊的目的将电极引到 LED 芯片上，完成产品内外引线的连接工作。 LED 的压焊工艺有金丝球焊和铝丝压焊两种。右图是铝丝压焊的过程，先在 LED 芯片电极上压上第一点， 再将铝丝拉到相应的支架上方， 压上第二点后扯断铝丝。 金丝球焊过程则在压第一点前先烧个球，其余过程类似。 压焊是 LED 封装技术中的关键环节，工艺上主要需要监控的是压焊金丝（铝丝） 拱丝形状，焊点形状，拉力。 对压焊工艺的深入研究涉及到多方面的问题， 如金 （铝） 丝材料、 超声功率、 压焊压力、劈刀（钢嘴）选用、劈刀（钢嘴）运动轨迹等等。（下图是同等条件 下，两种不同的劈刀压出的焊点微观照片，两者在微观结构上存在差别，从而影 响着产品质量。）我们在这里不再累述。 9.点胶封装 LED 的封装主要有点胶、灌封、模压三种。基本上工艺控制的难点是气泡、 多缺料、黑点。设计上主要是对材料的选型，选用结合良好的环氧和支架。（一 般的 LED 无法通过气密性试验）如右图所示的 TOP-LED 和 Side-LED 适用点胶封 装。手动点胶封装对操作水平要求很高（特别是白光 LED），主要难点是对点胶 量的控制， 因为环氧在使用过程中会变稠。白光 LED 的点胶还存在荧光粉沉淀导 致出光色差的问题。 10.灌胶封装 Lamp-LED 的封装采用灌封的形式。灌封的过程是先在 LED 成型模腔内注入 液态环氧，然后插入压焊好的 LED 支架，放入烘箱让环氧固化后，将 LED 从模腔 中脱出即成型。 11.模压封装 将压焊好的 LED 支架放入模具中，将上下两副模具用液压机合模并抽真空， 将固态环氧放入注胶道的入口加热用液压顶杆压入模具胶道中， 环氧顺着胶道进 入各个 LED 成型槽中并固化。 12.固化与后固化 固化是指封装环氧的固化，一般环氧固化条件在 135℃，1 小时。模压封装 一般在 150℃，4 分钟。 13.后固化固化是为了让环氧充分固化，同时对 LED 进行热老化。后固化对于提高环氧 与支架（PCB）的粘接强度非常重要。一般条件为 120℃，4 小时。 14.切筋和划片 由于 LED 在生产中是连在一起的（不是单个），Lamp 封装 LED 采用切筋切 断 LED 支架的连筋。 SMD-LED 则是在一片 PCB 板上， 需要划片机来完成分离工作。 15.测试 测试 LED 的光电参数、 检验外形尺寸，同时根据客户要求对 LED 产品进行分 选。 16.包装 将成品进行计数包装。超高亮 LED 需要防静电包装。第五节LED 封装工艺一、LED 器件的封装工艺是一个十分重要的工作。否则，LED 器件光损失 严重， 光通和光效低， 光色不均匀， 使用寿命短， 封装工艺决定器件使用的成败。 当前所发展的白色 LED 的典型的传统结构难以适应作为照明光源的要求， 模粒、 支架、封装用的树脂，光学结构等有待采用新设计思想、新工艺和新材料，以臻 工艺完善，适合固体照明光源的发展。以下几个问题应优先发展： 1、取光率。外量子效率低，折射率物理屏障难以克服。 2、导热。 3、光色均匀和光通高的封装工艺； 4、封装树脂，高透过率，耐热，高热导率，耐 UV 和日光辐射及抗潮的封 装树脂。 5、涂敷荧光粉胶工艺，目前滴胶工艺落后，成品率低，一致性差，劳动强 度大。 二、白光 LED 照明灯具我们必须认识到，单个或多个白光 LED 与用作照 明光源的灯具的概念是有差异的。到目前，国内外所研发和生产的白光 LED 还 远不能达到照明光源的要求。白光 LED 在实现照明光源的灯具所面临的一些重 大问题与紧凑型荧光灯曾面临已解决或正在解决的问题相似。 1、灯具中安装的 AC-DC 转换电路应适应 LED 电流驱动的特点这个电源既 要有供 LED 所需的接近恒流的正向电流输出，又要有高的转换率，以保证 LED 安全可靠工作，当然还要注意成本。 2、LED 灯具可靠性 影响灯具可靠性的因素主要是 LED 器件和上述电气元器件。到目前没有生 产白光 LED 器件厂商提供器件失效率的详细资料或技术规范，更没有照明光源 用 LED 灯具的标准。 3、灯具散热 单个 LED 导热的克服，并不等于照明光源灯具散热的解决，随着大功率、 大尺寸、高亮度芯片发展，LED 器件和灯具的散热必须解决。 4、灯具光色的均匀性和光学系统 由于小小的 LED 特殊结构导致的光特性不像白炽灯泡和荧光灯那样，存在 白光光色的不均匀性问题。组合成照明灯具后，光色的均匀性又如何？由若干 LED 组合成的“二次光源”的配光分布及构成 LED 灯具的光学系统如何满足照明 光源要求是一个复杂的系统工程，这是需要认真考虑和解决的。很多年来， 发光二极管 （LED） 广泛的应用于状态显示与点阵显示板。 现在， 不仅可以选择近期刚刚研发出来的蓝光和白光产品（普遍用于便携设备） ，而且 也能在已有的绿光、红光和黄光产品中选择。例如，白光 LED 被认为是彩色显 示器的理想背光源。但是，必须注意这些新型 LED 产品的固有特性，需要为其 设计适当的供电电源。 标准红光、绿光和黄光 LED 使 LED 工作的最简单的方式是， 用一个电压源通过串接一个电阻与 LED 相 连。只要工作电压（VB）保持恒定，LED 就可以发出恒定强度的光（尽管随着 环境温度的升高光强会减小） 。通过改变串联电阻的阻值能够将光强调节至所需 要的强度。 对于 5mm 直径的标准 LED，图 1 给出了其正向导通电压（VF）与正向电 流（IF）的函数曲线。[1] 注意 LED 的正向压降随着正向电流的增大而增加。假 定工作于 10mA 正向电流的绿光 LED 应该有 5V 的恒定工作电压，那么串接电 阻 RV 等于（5V -VF,10mA）/10mA = 300 。如数据表中所给出的典型工作条 件下的曲线图（图 2）所示，其正向导通电压为 2V。图 1、标准红光、绿光和黄光 LED 具有 1.4V 至 2.6V 的正向导通电压范 围。当正向电流低于 10mA 时，正向导通电压仅仅改变几百毫伏。图 2、串联电阻和稳压源提供了简单的 LED 驱动方式。 这类商用二极管采用 GaAsP （磷砷化镓）制成。易于控制，并且被绝大多 数工程师所熟知，它们具有如下优点： 所产生的色彩（发射波长）在正向电流、工作电压以及环境温度变化时保持相当的稳定性。标准绿光 LED 发射大约 565nm 的波长，容差仅有 25nm。由 于色彩差异非常小，在同时并联驱动几个这样的 LED 时不会出现问题（如图 3 所示） 。正向导通电压的正常变化会使光强产生微弱的差异，但这是次要的。通 常可以忽略同一厂商、 同一批次的 LED 之间的差异。 ?正向电流高至大约 10mA 时，正向电压变化很小。红光 LED 的变化量大约为 200mV， 其它色彩大约为 400mV （如图 1 所示） 。 相比之下，对于低于 10mA 的正向电流，蓝光和白 光 LED 的正向电压变化更小。 可以直接使用便宜的锂电池或三节 NiMH 电池驱 动。图 3. 该图给出了同时并联驱动几个红光、黄光或者绿光 LED 的结构，具 有很小的色彩差异或亮度差异。 因此，驱动标准 LED 的电流消耗非常低。如果 LED 的驱动电压高于其最大 的正向电压，则并不需要升压转换器或者复杂昂贵的电流源。 LED 甚至可以直接由锂电池或者 3 节 NiMH 电池来驱动，只要因电池放电 而导致的亮度减弱可以满足该应用的要求即可。 蓝光 LED 在很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的 LED。设计工程师仅能采用已 有的色彩：红色、绿色和黄色。早期的“蓝光”器件并不是真正的蓝光 LED，而是 包围有蓝色散射材料的白炽灯。 几年前，使用纯净的碳化硅（SiC）材料研制出了第一个“真正的蓝光”LED， 但是它们的发光效率非常低。 下一代器件使用了氮化镓基料，其发光效率可以达 到最初产品的数倍。当前制造蓝光 LED 的晶体外延材料是氮化铟镓（InGaN） 。 发射波长的范围为 450nm 至 470nm， 氮化铟镓 LED 可以产生五倍于氮化镓 LED 的光强。 白光 LED 真正发射白光的 LED 是不存在的。这样的器件非常难以制造，因为 LED 的 特点是只发射一个波长。白色并不出现在色彩的光谱上；一种替代的方法是，利 用不同波长合成白色光。 白光 LED 设计中采用了一个小窍门。 在发射蓝光的 InGaN 基料上覆盖转换 材料， 这种材料在受到蓝光激励时会发出黄光。 于是得到了蓝光和黄光的混合物， 在肉眼看来就是白色的（如图 4 所示） 。图 4. 白光 LED 的发射波长（实线）包括蓝光和黄光区域的峰值，但是在肉眼 看来就是白色。肉眼的相对光敏感性（虚线）如图所示。 白光 LED 的色彩由色彩坐标定义。X 和 Y 坐标的数值根据国际照明委员会 （CIE）的 15.2 规范的要求计算得到。白光 LED 的数据资料通常会详细说明随 着正向电流增加而引起的色彩坐标的变化（如图 5 所示） 。图 5. 正向电流的变化改变了白光 LED（OSRAM Opto Semiconductors 的 LE Q983）的色彩坐标，并因此改变了白光质量。 不幸的是，采用 InGaN 技术的 LED 并不像标准绿光、红光和黄光那样容 易控制。 InGaN LED 的显示波长（色彩）会随着正向电流而改变（如图 6 所示） 。 例如，白光 LED 所呈现的色彩变化产生于转换材料的不同浓度，以及蓝光发光 InGaN 材料随着正向电压的变化而产生波长变化。 从图 5 可以看到色彩的变化， X 和 Y 坐标的移动意味着色彩的改变（如前所述，白光 LED 没有明确的波长。 ）图 6. 增加的正向电流通过改变其发射波长而改变了蓝光 LED 的色彩。 当正向电流高至 10mA 时，正向电压的变化很大。变化量的范围大约为 800mV （有些二极管型号变化会更大一些） 。电池放电引起的工作电压的变化因此会改变色彩，因为工作电压的变化改变了正向电流。在 10mA 正向电流时， 正向电压大 约为 3.4