電子沒有簡(jiǎn)單事：帶你深入了解電池技術(shù)

　　˙內(nèi)部電阻（internal resistance）與最大內(nèi)部電阻：電池的內(nèi)部電阻量測(cè)單位是歐姆（ohm），為電池內(nèi)產(chǎn)生電壓之零件并聯(lián)作用產(chǎn)生的有效直流（DC）電阻。而最大內(nèi)部電阻規(guī)格，則是基于安全性操作以及制造商要求，在充放電時(shí)的內(nèi)部電阻最壞情況。要量測(cè)DC內(nèi)部電阻，筆者通常使用兩階段DC負(fù)載（two-tier DC-load）方法。

　　繼續(xù)介紹各種與電池相關(guān)的專業(yè)術(shù)語：

　　˙能量密度（energy density）：以瓦特小時(shí)/每公升（Wh/L）或兆焦耳/每公升（MJ/L）為單位的能量對(duì)容量（或能量對(duì)尺寸）比；這個(gè)數(shù)字基本上是定義一顆電池以以尺寸來看，一顆電池的「強(qiáng)壯度」，也有的製造商以焦耳/每公升（J/L）來表示。

　　˙能量/消費(fèi)價(jià)格（energy/consumer-price）：以瓦特小時(shí)/一美元（Wh/$US）為單位，這允許不同的能量源在成本方面進(jìn)行比較；有時(shí)這個(gè)比數(shù)與單位會(huì)反轉(zhuǎn)，例如美元/千焦耳（$US/kJ）。

　　˙功率比（specific power）：以瓦/每公斤（W/kg）為單位的功率對(duì)重量（或功率對(duì)質(zhì)量）比值，這與能量比數(shù)不同，指的是一顆電池能提供的功率大小，數(shù)字越高通常意味著內(nèi)部電阻越低。當(dāng)負(fù)載電阻等于電池內(nèi)部電阻與所有線路、連接器的電阻總和時(shí)，最大功率會(huì)傳遞至負(fù)載電流；不過因?yàn)楦逫2R損失，這種情況對(duì)于總能量傳遞并不非常有效。

　　˙電池芯（Cell）：能以基本化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電壓的最小電池封裝單位，若單一電池芯無法產(chǎn)生足夠的電壓、電流、功率或運(yùn)作時(shí)間，可以將數(shù)個(gè)電池芯以模組或更大的封裝方式連結(jié)在一起。有部分化學(xué)物質(zhì)，電池封裝或模組製造商必須要經(jīng)過訓(xùn)練或認(rèn)證才能進(jìn)行銷售，這是基于安全性、相關(guān)元件、電路以及對(duì)化學(xué)塬料使用的一些特定需求。

　　˙鋰約當(dāng)含量（equivalent lithium content，ELC）：這是安全與旅游、貨運(yùn)主管機(jī)關(guān)針對(duì)鋰電池所訂定的一個(gè)概略性的鋰電池內(nèi)容物分類標(biāo)準(zhǔn)（以公克為單位）。8公克的鋰約當(dāng)含量約等同于100瓦特小時(shí)；因此要計(jì)算一顆鋰電池的鋰約當(dāng)含量，就是用其瓦特小時(shí)數(shù)乘以8/100──ELC=Whx0.08。

　　˙最大連續(xù)放電電流（maximum continuous discharge current）：能從一顆電池上安全且連續(xù)不斷地汲取的最高電流，同時(shí)基本上不會(huì)讓電池整體性能降低或是造成損壞。

　　最大放電電流脈衝（maximum discharge pulse current）：在製造商額定秒數(shù)脈衝下，電池能放電的最大電流；其次是額定復(fù)塬時(shí)間。這個(gè)數(shù)值通常都是由電池製造商所定義，以避免過度放電導(dǎo)致電池?fù)p壞或者是降低容量。

　　˙循環(huán)耐久性或循環(huán)壽命（cycle durability or cycle life）：電池在無法達(dá)到其特定性能標(biāo)準(zhǔn)之前，可經(jīng)歷的充放電循環(huán)次數(shù)；這種循環(huán)壽命是以特定的充放電情況來估計(jì)的。實(shí)際的電池運(yùn)作壽命則會(huì)受到充放電循環(huán)速率與深度、以及其他因素影響，例如溫濕度；而放電深度越大，也會(huì)降低循環(huán)壽命。

　　˙充/放電效率（charge/discharge efficiency）：這是一個(gè)百分比，為實(shí)際（充/放電過程）傳送之能量與額定能量的比值，其計(jì)算式是──實(shí)際能量/額定能量x100。

　　˙自放電率（self-discharge rate）：在無電流負(fù)載的情況下，電池每個(gè)月會(huì)流失的電量比例；就算沒有電流負(fù)載，電池內(nèi)仍會(huì)發(fā)生緩慢的化學(xué)反應(yīng)，降低電池的電量，這也是電池有庫存期限的主要塬因。

　　˙標(biāo)示電池電壓（nominal cell voltage，或譯標(biāo)稱電壓、額定電壓）：電池製造商所公告的電池產(chǎn)品電壓值，通常為電池在使用壽命期間內(nèi)的平均放電電壓。

　　˙端電壓（terminal voltage）：在施加電流負(fù)載時(shí)通過電池兩端的瞬態(tài)電壓（未穿過負(fù)載）；這會(huì)隨著充電狀態(tài)、及充放電電流歷程與環(huán)境而變化。

　　˙開路電壓（open-circuit voltage）：在無施加電流負(fù)載時(shí)，穿過電池端點(diǎn)的電壓；開路電壓在電池以最佳充電方法充電之后的「最新鮮」?fàn)顟B(tài)下達(dá)到最高，有些電池的化學(xué)物質(zhì)則是需經(jīng)過一至兩次充放電週期，才會(huì)達(dá)到最高峰值。

　　充電電壓（charge voltage）：將電池充飽時(shí)的電壓值。

　　˙浮動(dòng)電壓（float voltage）：當(dāng)電池被充飽之后，要維持其100%電量所需的電壓值；這用以補(bǔ)償電池的自放電。

　　˙截止電壓（cut-off voltage）：可允許之最小端電壓值；這是電池製造商所認(rèn)為的電池空量狀態(tài)，在此電壓值之下運(yùn)作電池是不建議的，除非電池被設(shè)計(jì)為可處理深度放電的型態(tài)。

　　˙充電技巧：可充電電池的規(guī)格有很多種，大多數(shù)是以特定化學(xué)物質(zhì)為基礎(chǔ)，有些是簡(jiǎn)易的限定電壓、恆定電流技術(shù)，有些則是採用簡(jiǎn)易的限定電流、恆定電壓技術(shù)，其余則是多階段充電（multiple-stage charging）的組合與變化。這些我們?cè)谖磥頃?huì)更詳細(xì)討論。

　　˙放電深度（Depth of Discharge，DOD）：電池放電量佔(zhàn)據(jù)額定電池容量的比例，當(dāng)一顆電池達(dá)到80%的DOD，就