二、鋰電池與鎳鎘電池

　　1、鋰離子電池及充電器

　　鋰電池輕薄短小且容量大，其陽(yáng)極為石墨晶體，陰極通常為二氧化鈷鋰，在充放電反應(yīng)中，鋰永遠(yuǎn)以離子形態(tài)出現(xiàn)，所以這種電池稱為鋰離子電池。鋰離子電池與鎳氫鎳鎘電池相比有以下優(yōu)點(diǎn)：1、單體電池工作電壓為3.6V，是鎳鎘電池的三倍；2、在容量相同的情況下，體積可減小30%，重量可降低50%；3、壽命可達(dá)1200次以上；4、允許工作溫度范圍（-20℃~+60℃）很寬，可大電流快速充電。

　　單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格保持在4.1V±50mV，若超過(guò)4.5V，可造成永久性破壞。其放電電壓不得低于2.2V，否則也會(huì)造成永久性破壞。最簡(jiǎn)單的鋰離子電池充電器電路圖如上圖所示。該充電器中，采用了鋰離子電池充電控制器LM3420，可對(duì)兩只串聯(lián)鋰離子電池組充電。當(dāng)電池組電壓低于8.4V時(shí)，LM3420輸出端（OUT）無(wú)輸出電流，晶體三極管VT2截止，因此，電壓可調(diào)穩(wěn)壓器LM317輸出恒定電流，其值為1.25V/R。LM317額定輸出電流為1.5A，若需要更大的充電電流，可選用LM350或LM338。充電過(guò)程中，電池電壓不斷上升。電池電壓被LM3420的輸入腳（NI）檢測(cè)，當(dāng)電池電壓升到8.4V時(shí)，LM3420開(kāi)始輸出電流，使VT2開(kāi)始控制LM317的輸出電壓，充電器轉(zhuǎn)入恒壓充電過(guò)程，電池電壓穩(wěn)定在8.4V，充電器轉(zhuǎn)入恒壓充電過(guò)程，電池電壓穩(wěn)定在8.4V，此后充電電流開(kāi)始減小，充足電后，充電電流下降到涓流充電。當(dāng)輸入電壓中斷后，晶體三極管VT1截止，電池組與LM3420斷開(kāi)。二極管VD可避免電池通過(guò)LM317放電。

　　2、全自動(dòng)鎘鎳電池充電器

　　鎳鎘電池正極板上的活性物質(zhì)由 氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性。負(fù)極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的 擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量。活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板 隔開(kāi)。電解液通常用氫氧化鉀溶液。

　　本充電器電路采用折點(diǎn)電壓法對(duì)鎘鎳電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池充足電時(shí)，充電電流將自動(dòng)減至8mA，同時(shí)用發(fā)光管指示充電結(jié)束，并給電池提供涓細(xì)電流，維持電量。因而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)充及欠充現(xiàn)象，從而延長(zhǎng)了鎳鎘電池的使用壽命，如圖。

　　圖中，VD3為充電指示，VD4為充電結(jié)束指示。充電部分采用三端穩(wěn)壓塊μA7806組成恒流源充電電路。充電電流I=（6V/R1）+IVD6=（6V/R1）+8mA。適當(dāng)選取R1可以得到合適的充電電流。

　　控制部分采用單向晶閘管VS。當(dāng)電池充足時(shí)，電池兩端的電壓上升至一固定值（單只1.4~1.55V），導(dǎo)致晶閘管VS導(dǎo)通使VD6發(fā)光，且VT2隨之飽和導(dǎo)通導(dǎo)致VT1五偏置電流而截止。這是電池的充電電流只剩下流過(guò)VD5的三端穩(wěn)壓塊的靜態(tài)電流，月8mA左右，因而電池不會(huì)被過(guò)充。

　　調(diào)試：用充足的鎘鎳電池代替代充電池，仔細(xì)調(diào)節(jié)RP使VD6剛好點(diǎn)亮，測(cè)充電電流為8mA即可。