
▲上圖為 Motorola 推出的全世界第一隻商用電話 DynaTac 8000x (俗稱黑金剛)使用之電池,其厚度整整比 iPhone 高 2 倍多。
各種類電池的回顧:
「鎳鎘電池」
鎳 鎘電池(簡稱NiCd)是一種早期流行的充電電池。這種電池以氫氧化鎳(NiOH)及金屬鎘(Cd)作為產生電能的化學品,其優勢在於可以較小重量儲存一 定數量的能量、充電效率很高、放電時終端電壓變化不大,內阻小,所以很容易用簡單的電路進行充電,但缺點是高記憶效應和鎘的重金屬污染,所以現在已經較少 廠商在使用了,斑比對這種電池印象很深刻的是因為小時候喜歡玩四驅車,而NiCd因為內組較小,所以比較好搭配高轉速馬達,爆發力非常驚人。

▲早期能見度非常高的鎳鎘電池,現在已經漸漸沒落。
「鎳氫電池」
鎳氫電池(NiMH)是由鎳 鎘電池(NiCd battery)改良而來的,其以能吸收氫的金屬代替鎘(Cd)。它以相同於鎳鎘電池的價格卻擁有更高的電容量、比較不明顯的記憶效應、以及比較低的環境 污染(不含有毒的鎘),大量販售於現今市場上。但是與鋰離子電池比較時,卻還是有比較高的記憶效應,以及較高的自我放電反應,也就是說充飽電後,放一段時 間不用,電容量也會相對流失。為了克服自我放電的缺點,這兩年來也陸續有廠商開發了低自放電的鎳氫電池,不過價格也較貴了一些。目前消費市場的主流就是鎳 氫電池,消費者購買前可要先看清楚NiMH才下手喔!

▲SANYO 推出低自放電充電電池讓消費者趨之若鶩。
「鋰電池」
鋰電池( Li-Ion )是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。由於鋰電池具有高能量密度 ( 讓體積比鎳鎘電池更小 )、高電壓 ( 一個普通鋰電池大約 3.6v,鎳鎘電池要串連三顆才能達成 )、無汙染 ( 鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質 )、循環壽命高、幾乎無記憶效應以及快速充電的優點,自從推出後,3C 產品紛紛搭配使用,但缺點是若沒有配合良好的充放電裝置,鋰電池很容易因為過充或過放可能會導致爆炸並造成人員傷害。

「鋰聚合物 電池」
鋰聚合物電池(Li-polymer 電池)是目前市場上的一顆新星,它比起鋰電池具有能量密度更高、更小型化、超薄化、輕量化,以及高安全性和低成本等多種明顯優勢,甚至可以配合各種產品的 需要,製作成任何形狀與容量,厚度可達 0.5mm 之薄。

▲今年最 HOT 的 iPhone 3Gs 就是使用鋰聚合物電池,大約充電 2 個小時就可達到 80% 的電量。
選擇鋰離子電池?或鋰聚合物電池?
現今電池管理設計的技術課題中,另一個重要課題是:鋰系電池正逐漸取代過往的鎳系電池(鎳鎘、鎳氫),但是鋰系電池有鋰離子電池(Lithium-ion Cell;Li-ion Cell)與鋰 聚合物電池(Lithium Polymer Cell,也稱: 鋰高分子電池,或:高分子鋰電池),對應用設計者而言,到底是要選擇鋰離子電池?還是鋰聚合物電池呢?
關於此,必須從此2種電池的結構差異來解釋,鋰聚合物電池是比鋰離子電池更晚發 展出的技術,它的優點在於電池電極與電池電解質等材料部分改以高分子方式來實現,電解質呈膠狀的半固態而非過去的液態(有機溶液),所以不再需要用鋼罐或 鋁罐來包覆、密封電解質,而是改用鋁箔來包覆、密封,如此的好處是:電池的外型設計可以更輕薄、更具變化。(附註1)
話雖如此,但鋰聚合物電池並沒有在電容量上超越原有的鋰離子電池,在相同的重量、容積下並不會比鋰離子電池擁有更多的電力。但也因為鋰聚合 物電池有更佳的「塑形」能力,所以在應用產品的構型設計時,也較有機會設計出更彈性外觀(如:L型、ㄇ字型等)、總容積更多的電池。反過來,倘若電池的外觀構型已經確定,而且形體設計直簡無太多變化,在這種 情形下,其實使用鋰離子電池還是鋰聚合物電池,結果並無二致。
當然,從 其他層面看鋰聚合物電池還有其他好處,因為其電解質為膠狀,所以較無電解液外漏的問題,相對的鋰離子電池的鋼、鋁罐等包覆體破漏後,電解液就會立即外漏。 此外鋼質、鋁質的包覆需要較長時間的設計時間,若臨時要修改電池形體設計時,鋼、鋁包覆體也要再重新設計,這時設計時間必須重新計算,相對的,鋁箔包覆的 設計時間較快速、彈性。
還有,適形性佳的結果也讓電池設計業者將常將鋰聚合物電池設計成薄形,薄形化的優點不單單是在於視覺美觀,同時也在於爭取電池的散熱面積, 使電池擁有較佳的散熱性。
要注意的是,鋰聚合物電池也有一些待解的問題,因為現階段的製程與材質等因素,所以電池的品質一致性上較不如鋰離子電池,同時在低溫狀態下 的電池特性也不如鋰離子電池理想,因此在一些特有溫度環境的應用上也儘量不考慮使用,同時品質一致性較低的結果,也儘量不建議採行多節串並聯的設計。正 確使用手機電池的觀念
1. 充電時最好使用原廠電池和原充電配備,這樣才能避免電池充電量不足或過度充電,原廠電池及座充電設備的內部保護電路功能完善,發生短路時,較不會有燃燒的 現象發生。

2. 現今的手機幾乎採用鋰電池,已經不具記憶效應,您可以隨時為鋰離子電池充電,不用像鎳氫或鎳鎘電池為了保持最佳效能而需經過完全放電或充電等多次循環。
3. 第一次使用的新電池、或停用好幾個月的電池,如果是「鋰電池」充電時間一定要超過 6 小時,鎳氫電池則要超過14小時,但每次充電不可超過24小時,因為我們的目的只是要活化電池裡的電子和電洞,充太久對於電池壽命可能會有影響 ( 如果搭配副廠充電器 )。
4. 避免讓電池接觸到會導電的物品,如:寶石、鑰匙、項鍊…等。同時也要避免將電池曝露在潮濕、高溫的環境中,以免造成短路的現象。
5. 手機電池一般壽命約二年,如果手機的通話時間或待機時間明顯縮短時,通常表示電池已接近使用壽命,該換新電池了。
文作者不詳~