卡特蓄电池原电池的优势

原电池，也被称为一次性电池，往往被媒体对二次电池或可充电电池的重视所掩盖。过度重视一种产品而忽视另一种，可能会让人们误以为原电池是即将被筛选的旧技术。现实并非如此。

原电池发挥着重要作用，尤其是在充电不切实际或不可能的状况下，例如在军事作战、救援使命和森林消防服务中。依据IEC 60086规范规范，原电池还服务于心脏病患者的心脏起搏器、车辆的胎压传感器、智能电表、挖矿用智能钻头、动物追寻、长途灯塔，以及手表、遥控器、电子钥匙和儿童玩具。

大多数植入式起搏器电池为锂基电池，仅耗费10–20微安（µA）的电流，运用寿命为5–10年。许多助听器电池也是一次性电池，容量在70–600毫安时之间，可继续运用5–14天，之后需求替换。可充电版本的单位体积容量较低，续航时刻约为20小时。节省本钱是其主要优势。

高比能量、长贮存时刻和即时可用性使原电池与其他电源比较具有共同优势。它们能够携带到偏远地区并即时运用，即使经过长时刻贮存；在处理时也易于获取且环保。

最受欢迎的原电池是碱性电池。它具有高比能量，经济实惠，环保且即使彻底放电也不会漏液。碱性电池可贮存长达10年，安全记载良好，且在航空运送时不受联合国运送和其他法规的束缚。缺陷是负载电流低，束缚了其在遥控器、手电筒和便携式文娱设备等轻负载上的运用。

向更高容量和更优读档发展，便有了锂金属电池。这类电池的空运规则非常严格，且受涉及第9类危险品的危险品运送法规束缚。（拜见BU-704a：空运锂基电池)

图1比照了铅酸、镍氢和锂离子作为二次电池，以及碱性电池和锂金属作为一次电池的比能量。

图1：二次电池与一次电池的比能量比照。
二次电池通常以1C的放电率进行标定；碱性电池则运用低得多的放电电流。图片来历：Cadex

比能量仅表示电池的容量，不包含功率输出，这是大多数一次电池的弱点。一次电池制造商会发布比能量，但很少发布比功率。尽管大多数二次电池的额定放电电流为1C，但消费级一次电池的容量是经过25mA的极低电流来丈量的。此外，电池允许从标称的1.5V（碱性电池）放电至0.8V才被视为彻底放电。这在纸面上看起来令人形象深入，但在施加需求更高电流的负载时，结果就没那么理想了。

图2比照了原电池和二次电池在"标称"与"实际"状况下的功能体现。标称值指极低电流放电时的比能量；实际值选用1C倍率放电，这也是大多数二次电池的标称方式。该图清晰标明：碱性原电池在文娱设备常见的轻载条件下体现优异，而以铅酸、镍氢和锂离子为代表的二次电池尽管标称容量(Rated)较低，但在1C放电负载(Actual)时功能更佳。

图2：负载下的能量比照。
“额定”指温文的放电；“实际”指1C下的读档。高内阻束缚了碱性电池只能用于轻负载。资料来历：Cadex

负载条件下功能低下的原因之一是原电池的高内阻，这会导致电压骤降。电阻决议了电流经过材料或设备的难易程度，单位为欧姆（Ω）。随着电池放电，本已升高的电阻会进一步增加。运用原电池的数码相机归于临界状况——用碱性电池驱动电动工具是不切实际的。数码相机中耗尽的碱性电池通常仍能为厨房时钟供电两年。

表3展现了规范碱性电池在运转典型个人文娱设备或小型手电筒时的容量。

表3：碱性电池标准。
放电特性类似于低负载的文娱设备。[1]
注：电阻也能够用西门子（s）作为单位，其数值等于欧姆的倒数。

AA和3A高文是原电池最常见的两种标准。AA电池因常用于手电筒而被称为“手电筒电池”，于1915年面向公众出售，并在第一次世界大战期间被用作特务工具；美国国家规范协会于1947年对其标准进行了规范化。AAA电池于1954年开发，旨在缩小柯达和宝丽来相机的体积，并使其他便携设备愈加轻薄。20世纪90年代，9V电池的一个衍生版本推出了AAAA电池，用于激光笔、LED手电筒、电脑触控笔和耳机放大器。（9V电池由六个AAAA电池串联而成。）

表4比较了常见的原电池。拜见BU-301：新旧电池包装概览)

表4：AA与AAA标准电池比照概览

AA电池容量约为较小AAA标准的两倍，而价格附近。这使得AAA标准的动力本钱到达AA电池的两倍。在实际运用中，减小体积的需求往往优先于动力本钱考量，自行车灯就是一个典型比如——选用AA标准仅会略微增大灯具尺度，却能以平等本钱带来双倍续航时刻。

为降低本钱，城市常选用集中收购战略，包含大批量购买碱性电池。以加拿大温哥华为例，这座约60万人口的城市每年惯例收购量约为：33,000节AA电池、16,000节AAA电池、4,500节C型电池及5,600节D型碱性电池。

碱性AA电池的零售价格各异，功能也是如此。美国工程公司Exponent Inc.对八种品牌AA碱性电池的容量进行了检测，发现体现最佳与最差者之间相差高达800%。测验规范依据数码相机拍照次数直至电池耗尽，该测验考量了电池容量与3A高文能力。

图5展现了运用碱性、镍氢和锂铁硫化物（Li-FeS2）AA电池时，数码相机在1.3W放电脉冲下的拍照次数。（在3V电压下串联两节电池，1.3W的功率对应433mA的电流。）明显的赢家是锂铁硫化物（锂AA电池），拍照了690次；其次是镍氢电池，拍照了520次；而规范碱性电池排名第三，仅拍照了85次。拍照次数主要由内阻而非容量决议。（拜见BU-801a：怎么评估电池续航时刻)

图 5：数码相机运用碱性、NiMH 和锂电池时的拍照张数。
Li-FeS2、NiMH 和碱性电池的容量附近；内阻决议了数码相机的拍照张数。
Li-FeS2，3Ah，690 次脉冲；NiMH，2.5Ah，520 次脉冲；碱性电池，3Ah，85 次脉冲。测验依据：ANSI C18.1[2]

电池容量与电流输出之间的联系最好经过拉贡图来说明。该图以大卫·V·拉贡的名字命名，拉贡图用于评估储能设备的和功率。安时（Ah）表示电池的可用存储容量，决议了续航时刻；瓦特（W）则决议了读档电流。

图6展现了数码相机1.3W负载（由红色箭头和虚线指示）下锂（Li-FeS2）、镍氢和碱性电池的拉贡图。横轴表示能量（Wh），纵轴表示功率（瓦）。选用对数刻度以便包括广泛的电池尺度。

图6：拉贡图展现了电池在不同负载条件下的功能。

数码相机依据 ANSI C18.1（虚线）以 1.3W 脉冲读档 NiMH、Li-FeS2 和碱性电池。结果如下：

• Li- FeS2 690 次脉冲
• NiMH 520 次脉冲
• 碱性电池 85 次脉冲

能量 = 容量 × V
功率 = 电流 × V
来历：奎因·霍恩，Exponent Inc.

电池化学功能会依据拉贡线的方位而改变。镍氢电池供给最高的功率，在高负载下体现良好，但其比能量最低。锂铁硫化物电池具有最高的比能量，能满意中等负载条件，而碱性电池则为低电流耗费供给了经济的解决方案。

摘要

原电池适用于偶然耗电的运用场景，但在继续运用时本钱会变得高昂。不管运用时长怎么，每次使命后替换电池包都会带来进一步的本钱问题。丢掉部分已运用的电池很常见，尤其是在机队运用和关键使命中，由于每次使命直接发放新电池包比预算运用量更为便利。在一次电池会议上，一位美国陆军将军表示，丢掉的电池中有一半仍剩余50%的电量。

一次电池的荷电状态能够经过丈量内阻来预算。由于不同电池类型的电阻特性可能不同，每种电池类型都需求其专属的查找表。一种更精确的办法是库仑计数法，它经过监测流出的能量来完成，但这需求更贵重的电路，因而很少选用。(拜见BU-903：怎么丈量荷电状态——库仑计数法)。这需求更贵重的电路，因而很少选用