如何正確地把電池串聯(lián)和并聯(lián)起來

　　如何正確地把電池串聯(lián)和并聯(lián)起來使用，這聽起來好象很簡單，但是，遵循一些簡單的規(guī)則，就可以避免不必要的問題。

　　在電池組中是把多個電池串聯(lián)起來，得到所需要的工作電壓。如果所需要的是更高的容量和更大的電流，那就應(yīng)該把電池并聯(lián)起來。另外還有一些電池組，把串聯(lián)和并聯(lián)這兩種方法結(jié)合起來。一個膝上型電腦的電池有可能是把四節(jié)3.6V鋰離子電池串聯(lián)起來，總電壓達(dá)到14.4V；然后，再把兩組串聯(lián)在一起的電池并聯(lián)起來，這樣，電池組的總電量就可以從2000毫安時提高到4000毫安時。這種接法稱作“四串兩并”，它的意思是：把兩組由四節(jié)電池串聯(lián)在一起的電池組并聯(lián)起來。

　　在手表、備份用的存儲器和蜂窩電話里一般使用一節(jié)電池。一節(jié)鎳基電池的標(biāo)稱電壓是1.2V，堿性電池是1.5V，氧化銀電池是1.6V，鉛酸性電池是2V，鋰電池是3V，而鋰離子電池的標(biāo)稱電壓則是3.6V。使用鋰離子聚合物和其他類型的鋰電池，它的額定電壓一般為3.7V。如果要想得到像11.1V這種不常見的電壓，就得把三節(jié)這種電池串聯(lián)在一起。隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)可以用一節(jié)3.6V的鋰離子電池，為蜂窩電話和低功耗的便攜通訊產(chǎn)品供電。在上世紀(jì)六十年代，在照度計(jì)中廣泛使用的汞電池，出于環(huán)境保護(hù)方面的考慮，如今已經(jīng)完全退出市場。

　　鎳基電池的標(biāo)稱電壓為1.2V或1.25V。它們之間，除了市場偏好之外，沒有任何差別。大部分的商用電池，每節(jié)電池的電壓為1.2V；工業(yè)電池、航空電池和軍用電池，每節(jié)電池的電壓仍是1.25V。

　　串聯(lián)

　　需要高電量的便攜設(shè)備，一般是由兩節(jié)或更多節(jié)電池串聯(lián)起來的電池組供電。如果使用高電壓的電池，導(dǎo)體和開關(guān)的尺寸可以做得很小。中等價位的工業(yè)電動工具一般使用電壓為12V至19.2V的電池供電；而高級電動工具使用電壓為24V至36V的電池，以獲得更大的電力。汽車工業(yè)最終把啟動器的點(diǎn)火電池電壓從12V（實(shí)際上是14V）提高到36V，甚至是42V。這些電池組是由18節(jié)串聯(lián)起來鉛酸性電池組成。在早期的混合型汽車中，用來供電的電池組，電壓為148V。比較新的車型所使用的電池組，電壓高達(dá)450V至500V，大部分是鎳基化學(xué)電池。一個電壓為480V的鎳金屬氫電池組是由400節(jié)鎳金屬氫電池串聯(lián)而成。有一些混合型汽車也用鉛酸性電池做過試驗(yàn)。

　　42 V的汽車用電池價格昂貴，而且，比起12V電池，它在開關(guān)上會產(chǎn)生更多的電弧。使用高電壓電池組所帶來的另一個問題，就是有可能遇到電池組里的某一節(jié)電池失效的情況。這就像一個鏈條，串聯(lián)在一起的電池越多，出現(xiàn)這種情況的幾率就越高。只要一節(jié)電池有問題，它的電壓就會降低。到最后，一節(jié)“斷開”的電池可能會中斷電流的輸送。而要更換“壞”電池也絕非易事，因?yàn)樾吕想姵厥腔ゲ黄ヅ涞?。一般說來，新電池的容量要比老電池的高得多。

　　我們來看一個電池組的實(shí)例，第三節(jié)電池僅產(chǎn)生0.6V的電壓，而不是正常的1.2V（圖1）。隨著工作電壓的下降，它比正常電池組更快地達(dá)到放電結(jié)束的臨界點(diǎn)，同時，它的使用時間也急劇縮短。一旦設(shè)備因電壓過低而切斷電源，其余三節(jié)仍然完好的電池就不能把所存儲的電量送出來了。這時，第三節(jié)電池還呈現(xiàn)很大的內(nèi)阻，如果此時還帶有負(fù)載，那么，將會導(dǎo)致整個電池鏈的輸出電壓將大幅度下降。在一組串行電池中，一節(jié)性能差的電池，就像是一個堵住水管的塞子，會產(chǎn)生巨大的阻力，阻止電流流過去。第三節(jié)電池也會短路，這將使終端的電壓降低至3.6V，或者，使電池組鏈路斷開并切斷電流。一個電池組的性能是取決于電池組里最差的那塊電池的性能。

　　并聯(lián)

　　為了得到更多的電量，可以把兩個或者更多個電池并聯(lián)起來。除了把電池并聯(lián)起來，另一個辦法是使用尺寸更大的電池。由于受到可以選用的電池的限制，這個辦法并不適用于所有情況。此外，大尺寸的電池也不適合做成專用電池所需要的外形規(guī)格。大部分的化學(xué)電池都可以并聯(lián)使用，而鋰離子電池最適合并聯(lián)使用。由四節(jié)電池并聯(lián)而成的電池組，電壓保持為1.2V，而電流和運(yùn)行時間則增大到四倍。

　　電池組的實(shí)例與電池串聯(lián)相比，在電池并聯(lián)電路中，高阻抗或“開路”電池的影響較小，但是，并聯(lián)電池組會減少負(fù)載能力，并縮短運(yùn)行時間。這就好比一個發(fā)動機(jī)只啟動了三個汽缸。電路短路所造成的破壞會更大，這是因?yàn)?，在短路時，出現(xiàn)故障的電池會迅速地耗盡其他電池里的電量，并引起火災(zāi)（圖2）。

　　串并聯(lián)

　　使用串并聯(lián)這種連接方法時，在設(shè)計(jì)上很靈活，可以用標(biāo)準(zhǔn)的電池尺寸達(dá)到所需要的額定電壓和電流（圖3）。應(yīng)當(dāng)注意：總功率不會因?yàn)殡姵氐牟煌B接方法而改變。功率等于電壓乘電流。

　　對鋰離子電池而言，串并聯(lián)的連接方法很常見。最常用的一種電池組是18650（直徑為18mm，長度為650mm）。它帶有保護(hù)電路，能夠監(jiān)視串聯(lián)在一起的每一節(jié)電池，因此，它的最大實(shí)際電壓為14.4 V。這個保護(hù)電路也可以用于監(jiān)視并聯(lián)在一起的每一節(jié)電池的狀態(tài)。

　　家用電池

　　前面所談到的電池串聯(lián)和并聯(lián)的連接方法，針對的是可充電電池組，這些電池組里的電池都是永久性地焊接在一起的。除了把幾個電池裝進(jìn)安裝電池的電池室、串聯(lián)起來之外，上面講的那些規(guī)則也適用于家用電池。在把幾個電池串聯(lián)起來使用時，必須遵照下面的基本要求：

　　● 保持電池的連接點(diǎn)的潔凈。把四節(jié)電池串聯(lián)起來使用時，共有八個連接點(diǎn)（電池到電池室的連接點(diǎn)，電池室到下一節(jié)電池的連接點(diǎn)）。每個連接點(diǎn)都存在一定的電阻，如果增加連接點(diǎn)，有可能會影響整個電池組的性能。

　　● 不要混用電池。當(dāng)電池的電量不足時，更換所有的電池。在串聯(lián)使用時，要用同一種類型的電池。

　　● 不要對不可充電型電池進(jìn)行充電。對不可充電池進(jìn)行充電時，會產(chǎn)生氫，有可能會引起爆炸。

　　● 要注意電池的極性。如果有一節(jié)電池的極性裝反了，就會減少整串電池的電壓，而不是增加電壓。

　　● 把已經(jīng)完全放完電的電池從暫停使用的設(shè)備中取出。舊電池比較容易出現(xiàn)泄漏和腐蝕的情況。堿性電池相對于碳鋅電池而言，問題不那么嚴(yán)重。

　　● 不要把電池都放在一個盒子里，這樣可能會出現(xiàn)短路。電池短路會導(dǎo)致發(fā)熱，并引發(fā)火災(zāi)。請把廢棄的電池放在小塑料袋里，與外界絕緣。

　　● 類似于堿性電池的原電池組可以扔進(jìn)普通的垃圾桶內(nèi)。但是最好是把用過了的電池送去再生循環(huán)處理。