锂电池串联知识
锂电池系列知识
由于电池在生产过程中从涂装到成品要经过很多道工序，即使经过了严格的检测工序，每个电源组的电压、内阻、容量都是一致的，但使用一段时间后，就会出现这样或那样的差异。就好比妈妈生下的双胞胎，刚出生时可能长得一模一样，妈妈也很难分辨出来，但随着两个孩子不断长大，就会出现这样或那样的差异。锂动力电池也是如此，使用一段时间后，整体电压控制方式很难适用于锂动力电池。比如36V的电池组，必须用10节电池串联，整体充电控制电压为42V，放电控制电压为26V。采用整体电压控制方式，由于电池一致性特别好，使用初期可能不会出现问题。使用一段时间后，电池内阻、电压就会波动，形成不一致的状态（不一致是绝对的，一致性是相对的）。 此时整体电压控制仍然达不到目的。比如10节电池放电时，其中两节电池电压为2.8V，四节电池电压为3.2V，四节电池电压为3.4V，现在整体电压为32V，我们让它继续放电，直到达到26V。这样，两节2.8V的电池就低于2.6V，处于过放状态。锂电池过放几次就报废了。相反，用整体电压控制充电方式充电，也会造成过充。比如用当时上面10节电池的电压状态充电。当整体电压达到42V时，两节2.8V的电池处于“饥饿”状态，很快吸电，就会超过4.2V。过充超过4.2V的电池，不仅会因电压过高而报废，甚至可能造成危险。 这就是锂动力电池的特性。
锂离子电池的额定电压为3.6V（部分产品为3.7V），充满电时的终止充电电压与电池正极材料有关：石墨正极材料为4.2V；焦炭正极材料为4.1V。不同的正极材料内阻也不同，焦炭正极内阻稍大，其放电曲线也稍有不同，如图1所示，一般称为4.1V锂离子电池和4.2V锂离子电池，现在用的大部分是4.2V，锂离子电池的放电终止电压为2.5V~2.75V（电池厂给出工作电压范围或放电终止电压，参数略有不同）。低于放电终止电压继续放电称为过放电，会损坏电池。
便携式电子产品都是以电池作为电源的。随着便携式产品的快速发展，各种电池的使用量也大幅增加，并且开发出了很多新型的电池。除了大家熟悉的高性能碱性电池、可充电镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。本文主要介绍锂电池的基本知识。包括它的特性、主要参数、型号含义、适用范围、使用注意事项等。
锂是一种金属元素，化学符号为Li（英文名称）。它是一种银白色、非常柔软、化学性质活泼的金属，也是最轻的金属。除了用于原子能工业外，它还可用于制造特种合金、特种玻璃（电视机上用的荧光屏玻璃）和锂电池。在锂电池中，它用作电池的阳极。
锂电池也分为不可充电和可充电两大类，不可充电电池称为一次性电池，只能将化学能转化为电能一次，无法将电能转化回化学能（或转化性能极差）。可充电电池称为二次电池（也叫蓄电池），能将电能转化为化学能储存起来，使用时再将化学能转化为电能，具有可逆性，如电能与化学能兼具的锂电池主要特点。
智能便携电子产品要求体积小、重量轻，但电池的体积和重量往往是其他电子元件中最大、最重的。比如过去的“大哥大”就相当“大而笨重”，而如今的手机却如此轻巧。电池的改进在这其中起到了重要作用：过去是镍镉电池，现在是锂离子电池。
锂电池最大的特点就是比能量高。什么是比能量呢？比能量是指单位重量或单位体积的能量。比能量的表示单位是Wh/kg或Wh/L。Wh是能量的单位，W是瓦特，h是小时；kg是千克（重量单位），L是升（体积单位）。这里举个例子来说明：5号镍镉电池的额定电压是1.2V，容量为，所以它的能量是0.96Wh（1.2V×0.8Ah）。同样大小的5号锂二氧化锰电池的额定电压是3V，容量为，所以它的能量是3.6Wh。这两个电池的体积是一样的，所以锂二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的375倍！
一节AA镍镉电池约重23g，而一节AA锂锰电池约重18g。一节锂锰电池为3V，而两节镍镉电池仅为2.4V。因此，使用锂电池时，电池数量少（使便携式电子产品更小、更轻），电池寿命长。
此外锂电池还具有放电电压平稳、使用温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应、无污染等优点。
锂电池的缺点是价格昂贵，所以目前应用还不是很广泛，主要用在掌上电脑、PDA、通讯设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器仪表等方面。随着技术的发展、工艺的改进和产量的增加，锂电池的价格还会不断下降，应用也会越来越普遍。
不可充电锂电池
不可充电锂电池的种类很多，最常用的有锂-二氧化锰电池、锂-亚硫酰氯电池、锂与其他化合物电池等，本文只介绍前两种最常用的。
1.锂-二氧化锰电池（Li-MnO2）
锂-二氧化锰电池是以锂为阳极、二氧化锰为阴极、采用有机电解液的一次性电池。这种电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V（是普通碱性电池的两倍）；终止放电电压为2V；比能量大（见上例）；放电电压稳定可靠；贮存性能好（贮存时间可达3年以上），自放电率低（年自放电率≤2%）；使用温度范围为-20℃～+60℃。
电池可制成各种形状以满足不同的需求，有方形、圆柱形、纽扣形等，圆柱形的也有不同直径和高度。下面是大家比较熟悉的1#（型号代号D）、2#（型号代号C）、5#（型号代号AA）电池的主要参数。
CR代表圆柱形锂锰电池；五位数字中，前两位代表电池直径，后三位代表高度，带一位小数。例如直径为14mm，高度为50.5mm（此型号通用）。
这里需要指出的是，不同厂生产的同型号电池，其参数可能略有不同。另外，标准放电电流值比较小，实际放电电流可以大于标准放电电流，连续放电和脉冲放电允许的放电电流也不同，电池厂提供相关数据。例如力星电源公司生产的电池，其最大连续放电电流给出为，最大脉冲放电电流可达。
相机使用的锂电池大部分都是锂锰电池，这里将相机常用的锂锰电池列于表2，以供参考。
纽扣电池体积相对较小，直径范围为12.5至24.5毫米，高度范围为1.6至5.0毫米。表3列出了几种常用的纽扣电池。
CR是圆柱形锂二氧化锰电池，后四位数字的前两位为电池直径，后两位为高度，带小数点。例如直径为12.5mm（不含小数点后的数字），其高度为2.0mm。此型号表示方法是国际通用的。
这种纽扣电池常用于钟表、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、IC卡、备用电源等。
2.锂-亚硫酰氯电池（Li-SOCl2）
锂-亚硫酰氯电池的比能量最高，可达500Wh/kg或/L。其额定电压为3.6V，中等电流放电时具有极其平坦的3.4V放电特性（在90%容量范围内可平坦放电，保持变化不大）。电池可在-40℃至+85℃范围内工作，但-40℃时的容量约为常温容量的50%。自放电率低（年自放电率≤1%），贮存寿命在10年以上。
我们来对比一下1#（尺寸代号D）镍镉电池与1#锂亚硫酰氯电池的比能量：1#镍镉电池额定电压为1.2V，容量为；1#锂亚硫酰氯电池额定电压为3.6V，容量为，那么后者的比能量是前者的6倍！
应用说明
以上两种锂电池为一次性电池，不可充电（充电时很危险！）；不可将电池正负极短路；不可过大电流放电（超过最大放电电流放电）；当电池使用到终止放电电压时，应及时从电子产品中取出；使用过的电池不可挤压、焚烧或拆解；不可在规定温度范围以外使用。
由于锂电池的电压比普通电池或镍镉电池高，使用时一定要注意不要弄错，以免损坏电路。通过熟悉型号中的CR和ER，可以知道它的类型和额定电压。购买新电池时，一定要按照原型号购买，否则会影响电子产品的性能。