我们来看一个电池组的实例,第三节电池仅产生0.6V的电压,而不是正常的1.2V(图1)。随着工作电压的下降,它比正常电池组更快地达到放电结束的临界点,同时,它的使用时间也急剧缩短。一旦设备因电压过低而切断电源,其余三节仍然完好的电池就不能把所存储的电量送出来了。这时,第三节电池还呈现很大的内阻,如果此时还带有负载,那么,将会导致整个电池链的输出电压将大幅度下降。在一组串行电池中,一节性能差的电池,就像是一个堵住水管的塞子,会产生巨大的阻力,阻止电流流过去。第三节电池也会短路,这将使终端的电压降低至3.6V,或者,使电池组链路断开并切断电流。一个电池组的性能是取决于电池组里最差的那块电池的性能。
并联
为了得到更多的电量,可以把两个或者更多个电池并联起来。除了把电池并联起来,另一个办法是使用尺寸更大的电池。由于受到可以选用的电池的限制,这个办法并不适用于所有情况。此外,大尺寸的电池也不适合做成专用电池所需要的外形规格。大部分的化学电池都可以并联使用,而锂离子电池最适合并联使用。由四节电池并联而成的电池组,电压保持为1.2V,而电流和运行时间则增大到四倍。
电池组的实例与电池串联相比,在电池并联电路中,高阻抗或“开路”电池的影响较小,但是,并联电池组会减少负载能力,并缩短运行时间。这就好比一个发动机只启动了三个汽缸。电路短路所造成的破坏会更大,这是因为,在短路时,出现故障的电池会迅速地耗尽其他电池里的电量,并引起火灾(图2)。
串并联
使用串并联这种连接方法时,在设计上很灵活,可以用标准的电池尺寸达到所需要的额定电压和电流(图3)。应当注意:总功率不会因为电池的不同连接方法而改变。功率等于电压乘电流。
对锂离子电池而言,串并联的连接方法很常见。最常用的一种电池组是18650(直径为18mm,长度为650mm)。它带有保护电路,能够监视串联在一起的每一节电池,因此,它的最大实际电压为14.4 V.这个保护电路也可以用于监视并联在一起的每一节电池的状态。
家用电池
前面所谈到的电池串联和并联的连接方法,针对的是可充电电池组,这些电池组里的电池都是永久性地焊接在一起的。除了把几个电池装进安装电池的电池室、串联起来之外,上面讲的那些规则也适用于家用电池。在把几个电池串联起来使用时,必须遵照下面的基本要求:
●保持电池的连接点的洁净。把四节电池串联起来使用时,共有八个连接点(电池到电池室的连接点,电池室到下一节电池的连接点)。每个连接点都存在一定的电阻,如果增加连接点,有可能会影响整个电池组的性能。
●不要混用电池。当电池的电量不足时,更换所有的电池。在串联使用时,要用同一种类型的电池。
●不要对不可充电型电池进行充电。对不可充电池进行充电时,会产生氢,有可能会引起爆炸。
●要注意电池的极性。如果有一节电池的极性装反了,就会减少整串电池的电压,而不是增加电压。
●把已经完全放完电的电池从暂停使用的设备中取出。旧电池比较容易出现泄漏和腐蚀的情况。碱性电池相对于碳锌电池而言,问题不那么严重。
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●不要把电池都放在一个盒子里,这样可能会出现短路。电池短路会导致发热,并引发火灾。请把废弃的电池放在小塑料袋里,与外界绝缘。
●类似于碱性电池的原电池组可以扔进普通的垃圾桶内。但是最好是把用过了的电池送去再生循环处理。