关键词：锂纽扣电池、电气性能、开路电压、内阻、温度影响、自放电、储存条件、接触材料、安全认证、微方电子、Renata、授权代理商

转载来源：Renata Designer Guide (Renata SA for further information)

翻译：微方电子

一、一般电气性能

1. 锂电子通常显示的开路电压值是多少？
   基于锂 / 二氧化锰电化学系统的 CR 型纽扣电池，标称电压为 3V。实际上，全新的锂电池通常会显示开路电压（OCV）在 3.10 - 3.40V 之间。该电压范围是在室温下测量的预期值，实际上 OCV 值取决于测量时的温度。此外，电池在存储一段时间后，由于老化效应，可能会显示在此范围之外的值（请参阅本文中关于锂纽扣电池推荐存储条件的部分）。
   

2. 电池的内阻是多少？它如何影响电池性能？
   从电学角度来看，电池是能源和电阻的组合。锂电池的内阻（Ri）是由欧姆贡献和电阻贡献（来自电池放电过程中发生的电化学现象）之和。内阻会降低应用中的有效电压并导致内部发热，从而造成功率损失，且该损失随电流的平方增加。通过精确选择和质量控制材料，RENATA 的制造工艺最大限度地减少了导致锂电池内阻的电阻因素。
   测量内阻的一种简单且廉价的方法是：向电池施加电阻负载（R1），并测量负载下的电池电压（CCV，闭路电压）。
   

3. 内阻会随时间或电池放电而改变吗？
   原电池在使用寿命期间内阻会有有限的增加。对于锂纽扣电池，放电过程中内阻的正常增加是由于欧姆因素和锂阳极处发生的电化学现象（锂金属和电解质溶液之间界面膜的生长）导致的。随着放电水平的增加，总内阻的增加如下图所示。
   [插入 CR2450N 电池特性曲线图，展示内阻随时间的变化]
   然而，这些内阻的增加通常是有限的，在设计新应用时必须考虑到。将电池暴露于高温下，会导致阳极钝化膜的进一步生长，内阻额外增加。此外，温度升高到 70°C 以上会导致内阻异常增加（由于电解质泄漏和降解现象）。滥用条件，如高电流放电和短路，也会由于电池内部组件的恶化而导致内阻异常增加。
   

4. 锂电子在电流脉冲期间的电压降是多少？
   电流脉冲期间的电压降（ΔV）是施加脉冲前的电池电压（高电压，V₁）与脉冲期间的电池电压（低电压，V₂）之间的差值，即 ΔV = V₁ - V₂。
   此外，Ri 的值取决于电池类型、温度和放电水平（请参阅有关内阻的相关部分）。因此，电池的电压降将受到温度和电池放电水平的强烈影响。
   从上述公式还可以看出，电压降严格取决于所施加的脉冲本身，特别是脉冲电流（Ipeak）的值。电压降还受其他定义脉冲负载的参数影响，这些参数包括脉冲持续时间（即施加的脉冲电流 Ipeak 的长度）、脉冲周期（即两个后续脉冲之间的时间）、脉冲序列发生的频率（即脉冲序列施加到电池的频率）以及最终的基础电流（即两个脉冲序列之间施加的电流）。最后三个脉冲参数会影响脉冲期间的电压降，因为它们的设置会影响施加脉冲前的电池电压（V₁）的值。
   

5. 锂纽扣电池能处理的最大脉冲电流是多少？
对于脉冲应用中的峰值电流值没有指定的限制。相反，可以通过与电气应用相关的一系列因素和实际考虑来定义电流限制，如负载曲线、截止电压和电池在应用中的目标使用寿命。电气应用通常由电压阈值（截止电压）调节，当电池在脉冲期间的电压低于截止电压时，应用将关闭。在电气负载和截止电压方面正确设计电气应用，并选择具有正确能量和功率特性的电池，对于实现应用的目标使用寿命至关重要。应用特性、电池性能和目标应用服务之间的相互关系如下图所示。

6. 测试电池性能的最短时间周期是多少？
通常会进行加速测试来验证电池在应用中的寿命或测试不同电池的性能。
根据 IEC 60086 - 1，建议将电池放电约 30 天。在标准放电电流下，这些天内可达到 100％的保证容量。然而，当考虑到由此导致的容量减少时，也可以进行快速测试。平均放电电流的限制是最大连续放电电流。不建议进行超过此限制的电流测试，因为结果可能不典型或可能产生误导。Li / MnO2 电池设计用于提供低电流数年。因此，当在很短的时间内用高电流放电电池时，测试结果相当随机。

二、温度对电气性能的影响

1. 高温对电池性能有任何有害影响吗？
   对于锂纽扣电池，不应超过给定的最大工作温度，以避免任何电解质泄漏，从而导致电池功能降低。将温度升高到室温以上会增加自放电速率，降低可用电池容量，从而缩短使用寿命和储存寿命。电池的自放电是由于电极处发生的寄生反应，消耗电活性材料。对于每个反应，这些过程的速率是温度的函数。确定给定温度下自放电的一个简单 “经验法则” 是：自放电速率从室温（20°C）每升高 10 摄氏度增加 2 倍。例如，鉴于室温下锂纽扣电池的自放电速率为每年容量损失的 1％，在 40°C 时，自放电速率将为：1％×2 ^ {(40 - 20) / 10} = 1％×2 ^ 2 = 4％的容量损失 / 年。

2. 低温对电池性能有任何有害影响吗？
由于电解质电导率降低，导致内阻增加，电池在低温下的性能会降低。因此，电池提供高功率的能力也会降低。特别是在设计高功率需求（高电流消耗，如脉冲负载）的应用时，必须仔细考虑这一因素。

三、储存 / 老化对电气性能的影响

1. 锂纽扣电池的推荐储存条件是什么？
   锂纽扣电池的正常储存温度在 + 10°C 至 + 25°C 之间，绝不超过 + 30°C（也根据 IEC 60086 - 1）。这样，可实现电池的最大储存寿命（即电池性能的最大保留）。
   储存温度高于室温会增加自放电速率，降低电池的可用容量。也应避免长时间处于湿度高于 95％RH 和低于 40％RH 的环境中，因为这些极端情况对电池有害。
   建议将电池储存在低温下，但将电池转移到较温暖的环境时必须注意，因为电池上可能会有水凝结（有短路的风险）。

四、接触材料的影响

1. 推荐哪些接触材料？
   推荐的接触材料包括：固体镍（提供出色的抗环境腐蚀能力）、镀金（在所有环境条件下提供最可靠的金属 - 金属接触）、镀镍不锈钢（性能几乎与固体镍一样好）、镀镍不锈钢（也用于 RENATA 的电池座 SMTU / HU 系列，是可靠的金属 - 金属接触）、因科镍合金（提供良好的导电性和耐腐蚀性）。与不锈钢相比，镀镍触点更容易焊接。
   

2. 哪种接触力和设计能确保最佳的电气性能和可靠性？
   触点的接触力应在 2 至 10N（约 200 至 1000 gf）之间。
   接触设计：重要的是，触点应施加足够的压力以牢固地固定电池并防止电气断开（即使在冲击条件下）。触点必须能够抵抗永久变形。此外，两个接触点比仅一个接触点更能保证可靠性。
   

3. 电池可以进行清洗过程吗？
   可以，但应使用不攻击聚丙烯电池垫圈的清洁溶液。在 PCB 清洗过程中，请使用非导电清洁溶液。在导电溶液中，电池会短路，导致放电、电压下降，并可能导致电池性能恶化。
   

五、RENATA 锂电池在安全方面是否经过认证？
Underwriters Laboratories Inc.，Northbrook / IL / USA，根据文件编号 MH14002 认证了 RENATA 电池的安全性。另请参阅：www.renata.com和本指南中的安全部分。

访问我们的网站www.renata.com以获取更多信息。

六、关于微方电子

微方电子作为 Renata瑞纳达的授权代理商，致力于为客户提供优质的 Renata瑞纳达纽扣电池产品。我们拥有丰富的行业经验和专业的团队，能够为客户提供全方位的支持和服务。无论您是在寻找高品质的电池解决方案，还是需要专业的技术咨询，微方电子都能满足您的需求。我们秉承着诚信、可靠的原则，与 Renata瑞纳达携手合作，为客户提供最优质的产品和服务。选择微方电子，就是选择品质和放心。