碳性电池容量经验公式

xjw01

经过多天的测试，对各种品牌的电池放电，得到以下公式
7号、5号，去除外壳、防漏塑料膜、负极垫片等，留下电芯以及正极电池帽，然后称出重量W（克），则电量
  C＝64*W，单位mAH

6f22电池9V，直接称出重量W，则电量：
  C=63*W，单位mAH

电量快速测量法：
  因为完全放电需要几十小时，太耗时，以下快速测量法只要2至4小时
  7号电池，接10~100欧电阻放电，建议用10~20欧，放电到0.8V，做“电压－电量”曲线，在0.9V处做切线，切线延长到0.3V处，此时对应的电量就是完全放电的总量量。不同品牌电池容量有差别，大约在350~520mAH，当然也有质量更差的电池，我也懒得测量了。
  5号电池，接5~50欧电阻放电，建议用5~20欧，电量测算方法同7号电池。5号电池容量约为7号的一倍。
  大电流放电下，碳性电池实用容量约为上述总容量的一半。
  快速放电法平均3小时可以测得结果，与小电流20小时放电测得的结果相同，相差5%以内
  如果用称重法，速度更快，只需10分钟时间。缺点，需要有分辨到0.1克的电子称

    在小电流供电的仪表中，如果电量可以使用1年以上，更换电池方便的情况下，请果断选择碳性电池。其它电池要多花钱的，还不省心。比如，5号防漏电池，一般是铁壳电池，南孚益圆电池平均一节0.65元，零售1元。小电流仪表中不要使用5号碱电池，电量太多，短期内根本用不完，放在仪表内，忘记取出就等着漏液了，而且5号电池漏出的液体特别多。
    如果用碱电池，优先选用有效期为10年的。南孚早期的有效期3年或7年的，不可以用在仪表中。后期10年有效期的不容易漏，在闹钟里使用碱电池，可以用一两年，用碳性电池，只能用4至5个月（质量差一些的，4个月以内）。
    同型号的碳性电池，重量上不去，防漏性能就会下降。此外，负极防漏橡胶垫圈及铁片的质量也有要求，二者不可以发生氧化反应。天球5号铁壳的防漏垫圈质量有点问题。天球7号铁壳的暂未发现此问题。天球5号铁壳电池总容量850mAH，7号铁壳440mAH。还测试了益圆7号，总容量510mAH

mowin

感谢分享！

老郑小烧

非常实用的经验，都是干货！

axiaofeng

谢谢分享

washu

楼主关于时钟用碱性电池的事我提供个小样本，我有个大屏的温湿度计时钟，之前一直用南孚，大概一年多之后也不是完全就没电，但显示变得很黯淡，颇为不爽；后来改用耐时的锂二硫化亚铁电池没有这个问题了，但成本较高...


正好去年买了一些拆机的计算器用弱光电池来玩，顺手做了个补电板，看看能让南孚撑多久 然后更关键的就是，漏还是不漏

xjw01

washu 发表于 2022-10-20 18:18
楼主关于时钟用碱性电池的事我提供个小样本，我有个大屏的温湿度计时钟，之前一直用南孚，大概一年多之后也 ...

我曾用1mA电流对南孚电池充电，几个月后漏液。

washu

xjw01 发表于 2022-10-21 11:07
我曾用1mA电流对南孚电池充电，几个月后漏液。

新电池还是旧电池？

持续充电还是？

电池电压？

是否过期...

等等

我也不是只有一个样本的

尚未漏的样本 2，1 南孚（新款），1 双鹿


当前环境下，室内，对正南方向窗户，无阳光直射的充电电流


这两颗电池都是用到 1.25~1.3V 那种，然后是用到 1.1V 以下的样本


漏得一塌糊涂


这个以前坛里说对碱性电池充电的时候我也说过，根据可寻找到的文献表明，碱性电池反应完全可逆，但一次性碱性电池的电极在 1.3V 以下开始崩解，所以不具备循环条件，实际上我们用的镍氢和锂电池的电极也会在循环中逐渐崩解，表现为电池容量衰退、内阻增大，但专门设计为蓄电池的电池电极结构牢固且添加了抑制崩解的抑制剂，而一次电池不需要这种设计和成分可以降低成本。

所以这个实验也是看看，如果电池电压保存得比较高（但又不至于过冲）漏不漏


btw. 另一个样本，冰箱内无线温度计的接收端

做个好梦

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ks45678

感谢分享！

xjw01

washu 发表于 2022-10-21 12:17
新电池还是旧电池？

持续充电还是？

这个以前坛里说对碱性电池充电的时候我也说过，根据可寻找到的文献表明，碱性电池反应完全可逆，但一次性碱性电池的电极在 1.3V 以下开始崩解，所以不具备循环条件，实际上我们用的镍氢和锂电池的电极也会在循环中逐渐崩解，表现为电池容量衰退、内阻增大，但专门设计为蓄电池的电池电极结构牢固且添加了抑制崩解的抑制剂，而一次电池不需要这种设计和成分可以降低成本。
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事情起因是这样的：
2010前后，我设计了一款电脑指纹考勤软件，为了节电，做了一个定时开机关机电路，耗电不大，好像是几百uA。
电路没有电池座，更换电池麻烦，顺便加了一个电阻，对电池1mA恒流充电，开机时连续充电( 约16小时/天)。结果几个月后漏液。这个电池是新电池。
后来更换电池，取消充电，并减小电路功耗。一只电池用了几年，再后来更换为人脸考勤。

因为恒流充电会引起过充。充电过程，夺正极电子，正级活性物质消耗完后，就开始抢水分或外壳、支架的电子，造成材料分解，负极也类似。镍氢过充时分解水分，生成氢气和氧气，二者又崔化“燃烧”成水，实现水循环。当然，最后也会越变越干。碱电池可能不具有类似的结构，过充容易分解内部材料，如果生成的气体过快，不小心还会爆炸。

为何不尝试低自放的镍氢电池？有些电子产品，就是用镍氢电池做后备电源，微电流补电。
我测试了倍量黑标1300mA镍氢电池（实测大约1200mAH），一只5元，一年自放电50mAH。如果一年补150mAH给它，我估计不会亏电。那么一天只须补电0.5mAH

washu

xjw01 发表于 2022-10-21 19:02
...因为恒流充电会引起过充

过冲？那就没得说了

我那个是补电，从贴纸上的记录看，去年同期（10.23）电压是 1.578V，今天是 1.495V，是放电倾向，所以会不会有问题，有待观察

这个钟或者说很多这种液晶钟都没有自动调节对比度功能，液晶对比度随电池电压下降，所以到 1.3V 以后会显得相当黯淡，我设这个弱光补电就是解决这个问题的，希望可以一两年内对比度没有变化，如今看来是满足了需求，接下来的问题就是能用多久

xjw01

washu 发表于 2022-10-21 20:21
过冲？那就没得说了  

我那个是补电，从贴纸上的记录看，去年同期（10.23）电压是 1.578V，今天 ...

从化学、物理原理看，对碱电池充电（或者按你说的补电），不太靠谱。
1.3V以下，电量所剩不多，结构破坏也比较严重。开路1.2V可以认为没有电了，可激活的物质很少，这时可以“补电”的量就越来越少了，就是过充电了。
这就像镍氢电池一样，反极后，负极破坏，这时如果充电，可充入的电量就很少，没充多少就过充了，很容易发热。至少从你的实验中可以看到碱电池也类似。
从我的实验下看，对结构已破坏的碳性电池，锌层腐烂，没有任何充电的价值，因为整个电池已经散架了，就连维持负极的导电功能都已不复存在。

镍氢结构的物质交换比较可靠，在有电的情况下，充放电过程，水分的正负极之间交换，动力方向明确。无电时，结构容易破坏，液体流动就比较自由了。尽管如此，由于是贫液结构，可能漏出的液体也是有限的。

xjw01

washu 发表于 2022-10-21 20:21
过冲？那就没得说了  

我那个是补电，从贴纸上的记录看，去年同期（10.23）电压是 1.578V，今天 ...

因为人们很早就测试过碱电池充电，而且效果好。所以我当时就使用1mA电流温和充电。最终结果表明，碱电池没有抗过充能力，充电控制困难，与镍氢电池相差太远了。

非要充电的话，还是按锂电的方案，限压、限流。如果设计这样的充电电路，还不如直接使用锂电池。如果要傻充，那就用镍氢。

顺便说一下，锂电池没有过充电的能力。长时间充电并保持在4.1V，聚合物锂电池寿命非常短，我实验过一次，寿命只有9个月。
3.8V保持电压，寿命就很长了，大约是满电电压的90%，我觉得你可以考虑南孚维持90%电压的寿命。对应电压是1.4x V
但有个问题，要设计一个低压工作的，低功耗的，可以控制充电电压的电路。

washu

xjw01 发表于 2022-10-21 21:25
...我觉得你可以考虑南孚维持90%电压的寿命。对应电压是1.4x V
但有个问题，要设计一个低压工作的，低功耗的，可以控制充电电压的电路。

从我用 AVR DIY 的温湿度计看，用 AVR 做电池管理的功耗可以非常低

其实我还真给那个冰箱温度计设计了管理电路，结果没用上，为啥呢，因为我以为会过充，结果那个温度计终端功耗较大，正好没。

这个液晶钟也一样，还以每年不到 0.1V 趋势下降，让我试图设计管理电路动力都没有了

现在就看它们在更长的时间上会如何

xjw01

washu 发表于 2022-10-21 23:02
从我用 AVR DIY 的温湿度计看，用 AVR 做电池管理的功耗可以非常低  

其实我还真给那个冰箱温度 ...

其实我还真给那个冰箱温度计设计了管理电路，结果没用上，为啥呢，因为我以为会过充，结果那个温度计终端功耗较大，正好没。
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电量比较多时，用电压判断过充，估计可行。
电量少时，一充电就有析氢反应。允许的充电电流越来越小。累计析氢总量控不住，就要漏液。
我上次，累计充入1000mAH，结果漏了。3个月内，没能吸收所产生的气体。
我的南孚电池，都是放久了漏液，或者是微电流工作时漏液。要么是防漏不过关，要么是内部的缓蚀材料有问题。
要防漏，材料要好，工艺精度要求高。比如，设计总质量是23.8克，可生产出来的也有24.3克，多装了0.5克，内部空间就减少了，氢气析出时，压力立刻升高。 如果多装的0.5克是铁，情况会更糟糕。我有16个杂牌碱电池，只有22.5克，放置了好几年，就是不漏，容量也不错。另指望几毛钱成本的电池使用高纯度的锌！我们买到的电池，利润及营销成本早就超过了一半。

还有，锌在碱液中会有析氢反应，缓蚀剂变质，就等漏液了。用锌做电极的，无汞的，富液碱电池，漏液可能性最大。彻底解决问题，就用贫液结构的。比如说，7号碱电池，液体就少了许多。镍氢电池则更少。镍氢5号的比较好。因为本来液体就少，5号中等容量的，富余空间大，碱液要大量流出也不容易。我从你的图中也看到了，你的5号碱电池漏液后，液体已经爬到了电路板，别人看到的也是类似的，不能无视。

所以，我的仪表中，不使用5号碱电池了。如果不计较成本的话，你介绍耐时也许可以试试。
碱电池设计成贫液结构的，估计性能要下降很多，还不如用碳性电池，南孚推了防漏碳性电池。