可充电 1.5 V 电池如何工作?

电器工程 电池 电池充电 锂离子
2022-01-16 21:26:02

直到去年,我的知识是 1.5 V 电池的可充电模拟电池只有 1.2 V。这大大降低了它们的可用性(许多设备在 1.2 V 下无法正常工作)。

这种较低电压的原因是化学原因,直到几年前它才被认为是一个硬性限制。

但是,今天有很多 1.5 V可充电电池(锂基或镍基)。在过去的几年里,我将其视为一种新的发展。他们似乎按照他们所说的去做。

有时他们走得太远,甚至有一个 USB 连接器来充电,如下所示:

在此处输入图像描述

这些电池可以通过 USB 充电(远远超过 1.5 V),但它们仍然提供 1.5 V。其他电池,没有 USB 连接器,可以用 1.5 V 充电。在所有方面它们看起来都像 1.5 V 电池,除了它们看起来收费。

它们是如何工作的?也许他们有一些集成的直流到直流变压器电路?

4个回答

您展示的电池在内部使用锂离子电池,包括一个降压和一个 USB 5V 到锂离子充电控制器。它们本质上是输出 1.5V 降压而不是 5V 或 12V 升压的移动电源。

(为什么电池必须是锂离子电池?对于这种特定的电池形状因数 [AA],可比较的镍氢电池只有 600-1000mAh(720 ~ 1200mWh)。因此镍氢化学在 1.5V(~2300mAh)下无法达到 3500mWh那个形状因素:它只是不够密集。正如我们所见,锂离子电池不是这样。)

自 2014 年以来,这种外部充电的“1.5V”锂离子电池已经出现了一段时间,最初由中国公司 Kentli 制造。Kentli 电池及其竞争对手使用单个 3.7V 锂离子电池,电子设备通常安装在 (+) 端的“帽子”中。Kentli 的电池使用嵌入式“环”直接连接到电池进行充电,而不是 USB,因此需要专用充电器。

尽管如此,最常见的“1.5V”充电似乎是微型USB,就像你展示的那样。您的示例似乎来自Poover,如果有的话,这是一个不幸的公司名称音译。(也许是“百亩森林的官方充电宝。”是的,就是这样。)

另一方面,这是一个“1.5V”可充电锂离子电池的视频拆解,该电池根本不使用 USB 或一个 hokey 专有连接器。在我看来它更聪明(通过无源 5V 供电的充电器充电 5V。)请参阅https://www.youtube.com/watch?v=L62tCyOP06whttps://budgetlightforum.com/node/69034

它们是如何工作的?我想,也许他们有一些集成的直流到直流变压器电路?

正确的。在过去十年中,有多种类型试图像无处不在的电池一样工作。由于电子设备的小型化,这些只是最新的。昨天的 4 英寸 pcb 是今天的角钱大小的单芯片 IC。

虽然不是您要问的那个,但这里有两个相似的。来自https://lygte-info.dk/info/BatteryDisassembly18650usb%20UK.html是 USB 可充电锂离子电池。请注意,它是 3.7V(标称输出)。它有一对充电IC和保护IC,但没有输出调节。

在此处输入图像描述 在此处输入图像描述 在此处输入图像描述


虽然较旧的版本需要第三个非标准触点作为正极触点周围的环,以便单独为锂离子电池充电,但具有用于 1.5V 输出的内置开关稳压器。来自https://ripitapart.com/2014/12/06/teardown-of-kentli-ph5-1-5-v-li-ion-aa-battery/amp/

在此处输入图像描述


如果将这两个电路结合起来,就会得到您要询问的那个,一个带有 1.5V 输出电压开关稳压器的 USB 可充电锂离子电池。该电路处理电池保护和低压锁定,因此您可以在 1.5V 下获得几乎完整的使用寿命,而不是初级或未调节的裸二次电池的缓慢下降电压。与任何给定的 USB 移动电源没有什么不同,除了所使用的电压的细节。

有许多来自中国的 USB 充电 AA 锂离子电池。他们使用开关电感器通过 IC 调节充电。由于USB插头和充电电路在电池内部,占用空间,所以电芯本身比普通AA电池要小。因此,这些可充电锂离子电池的电池容量小于同等尺寸的镍氢电池。

不同的电池化学成分具有不同的标称电压和不同的放电曲线。

不幸的是,镍镉和镍金属氢化物电池的标称电压为 1.2V,略低于传统锌碳和碱性电池的 1.5V。大多数设备会容忍这种情况,但有些则不会。

多年来,人们尝试将更接近传统不可充电电池的 1.5V 的不同化学物质推向市场。我记得的两个是“可充电碱性”和“镍锌”,但似乎都没有在市场上取得巨大成功。前者的循环寿命短,而后者则担心其较高的电压(标称 1.6V,高达 1.8V 充满电)可能会损坏设备。

您在图片中发布的项目采用不同的方法,而不是直接暴露原始电池,它们通常使用锂离子电池(标称电压 3.7v),然后包括一个降压转换器将电池电压转换为 1.5v。

其优点是输出电压不再依赖于电池化学成分,因此您可以获得稳定的 1.5V。

明显的担忧是降压转换器会产生电噪声,这是电池供电设备的设计人员所没有预料到的。降压转换器引起的自放电是另一个问题。

我的另一个担忧是,这些设备似乎几乎完全通过市场网站销售。可悲的事实是,通过这些网站销售的很多东西都偷工减料,无论是在安全性方面,还是在实际符合印刷在上面的规格方面。