如何确定哪种电池将最好地运行您的项目
概述
本教程是关于电池的（如果您不知道的话）-以及如何确定哪种电池将最好地运行您的项目！我将同时介绍可充电电池和“一次性”电池，并尝试涵盖我从这些令人惊讶的复杂电子元件中学到的所有知识！
如何测量电池
有几种“测量”电池的方法，下面是我将要比较的方法
尺寸 》
这很简单，电池有多大？铅酸电池的体积不会比c电池小得多。纽扣电池的体积不会超过四分之一。还可能需要标准尺寸，例如aa和9v。
重量和功率密度
这是一个性能问题：更高的质量（和更昂贵的）电池将具有更高的功率密度。如果重量是项目的重要组成部分，那么您将需要使用重量更轻，密度更高的电池。通常以瓦特/小时/千克表示。
价格
价格几乎与功率密度成正比（您为更高的密度付出了更多）并与功率成正比容量（您为更多容量支付更多费用）。较小，更轻的包装中需要的功率越多，您将需要支付的费用就越多。
电压
电池的电压取决于内部使用的化学物质。例如，所有碱性电池均为1.5v，所有铅酸均为2v，锂为3v。电池可以由多个电池组成，因此，例如，您很少会看到2v铅酸电池。通常，它们在内部连接在一起以制成6v，12v或24v电池。同样，大多数电子设备使用多种碱来产生其运行所需的电压。
别忘了电压是“标称”测量值，实际上是从1.5v aa电池开始的1.6v，然后迅速下降至1.5v，然后缓慢下降至1.0v，此时电池被认为是“死电池”。
可重复使用性
某些电池可以充电，通常可以充电100次。
功率容量和功率容量
由于这是测量电池特别令人困惑的部分，因此我将对其进行详细讨论。
功率容量是电池中存储的能量。该功率通常以瓦特小时表示（符号 wh ）。瓦特小时是电池提供的电压（v）乘以电池在一定时间内（通常以小时为单位）可以提供的电流（安培）数。电压*安培*小时= wh。由于电池类型的内部化学性质（碱性电池，锂电池，铅酸电池等），电压几乎是固定的，因此通常仅在侧面打印安培小时测量值，以ah或mah（1000mah = 1ah）表示。要获得wh，请将ah乘以标称电压。例如，假设我们有一个3v标称电池，容量为1amp-hour，因此它的容量为3 wh。 1 ah表示理论上我们可以在1小时内消耗1 a的电流，或者在10小时内消耗0.1a的电流，或者在100小时内消耗0.01a的电流（也称为10 ma）。
但是，我们从电池真正汲取的电流量（功率容量）通常受到限制。例如，一个额定值为1 ah的纽扣电池实际上不能在一个小时内提供1 amp的电流，实际上甚至不能提供0.1 amp而不会过度扩展。这就好比说人类有能力行驶30英里：当然，跑步30英里与走路有很大不同！同样，一个1ah的纽扣电池在1000小时内提供1ma的电流也没有问题，但是如果您尝试从中汲取100ma的电流，则持续时间将少于10小时。
例如，在此图中，纽扣电池可以驱动一个3.9kohm电阻，在降到2v之前可提供230mah（其额定值），但是如果是1kohm电阻，则只能提供125mah（图片来自http://biz.maxell.com/zh_cn/product_primary/？pci = 9＆pn = pb0002）
功率能力的度量方式为 c 。 c 是安培小时容量除以1小时。因此，2ah电池的 c 为2a。电池“喜欢”从中汲取的电流量以 c 表示。 c 越高，可以从电池汲取的电流越多，而不会过早耗尽。铅酸电池可以具有很高的 c 值（10 c 或更高），锂纽扣电池可以具有非常低的 c ）
铅酸电池
铅酸电池（上图）是工业上的主力电池。它们非常便宜，可充电且容易获得。铅酸电池用于机械，ups（不间断电源），机器人和其他需要大量功率且重量不那么重要的系统中。铅酸电池采用2v电池，这意味着您可以使用偶数伏特的电池。最常见的电压是2v，6v，12v和24v。
优点：便宜，功能强大，易于充电的高功率输出功能。
缺点：很重，因为功率密度很低，所以电池往往是非常大的砖块。
价格：带有7ah充电能力的12v铅酸电池大约需要$ 25。
功率密度：7 wh/kg。
碱性
碱性电池是您会遇到的最常见的电池。它们是每家商店出售的产品，因此非常适合需要“用户可维护”的项目。它们具有比nicads高的功率密度，并且比nimh具有更好的功率密度。但是，它们是一次性使用。电池为1.5v，尺寸从纽扣电池到aaaa到d电池不等。关于使用标准电压具有多个尺寸的一件好事是，当您需要更大的容量和功能时，始终可以仅指定下一个尺寸。如果在约0.1 c 时放电，您将获得已发布的容量速率。
6v灯笼电池（由上图所示）是由几个大型电池组成的超大型碱性电池，它们的使用非常方便可以在许多商店买到，具有很大的容量和功能，您可以轻松地将其标签夹/焊接到它们的选项卡上。
9v电池是一个奇怪的例子：它们实际上是由6个非常小的1.5v电池组成的，几乎与纽扣电池一样大。结果，它们具有非常低的容量和能力并且非常昂贵。如果消耗的电流超过20ma，那么使用它们可能不是一个好主意。
价格： aa尺寸电池的价格约为1美元，充电容量高达3000 mah。
功率密度： 100 wh/kg
优点：流行，众所周知，安全，保质期长
缺点：不可充电，功能低
镍镉电池（镍镉）
这些是长期流行的较旧的可充电电池。它们采用“标准小型”电池尺寸，例如aa，aaa，c以及矩形形状，使它们更易于嵌入外壳中（请参见上图）。由于nimh电池具有更高的功率密度，因此近来很少使用它们。但是，它们更便宜，并且仍在性能不如价格重要的许多无绳电话，太阳能灯和rc汽车中使用。另一件好事是它们的放电速度比镍氢电池慢。 （也就是说，它们将保持更长的充电时间。）电池单元的电压为1.2v，通常捆绑在3个“电池组”中，可提供3.6v电压。
优点：价格便宜，坚固耐用，具有“标准”尺寸，易于充电。
缺点：功率密度较低，每隔一段时间需要“完全放电/充电”循环，以减少“记忆效应” （电池板上晶体的生长），含有有毒金属。
价格： aa尺寸的电池售价约为1美元，充电容量最高为1000mah。
功率密度： 60 wh/kg
镍氢电池（镍氢）
这些是更受欢迎的充电产品，它们也有“标准”尺寸。在许多情况下，它们是标准碱性电池的良好替代品。每节电池的电池电压为1.25v，低于碱性电池的1.5v，但高于镍镉电池的1.2v。关于它们，最令人讨厌的是它们的高自放电，尽管电池技术得到了改进，并且市场上有一些低自放电的电池。它们喜欢在约0.1 c 下充电，但可以在0.2 c
优点下放电：在大多数情况下可以替代碱性电池，具有高功率密度，“标准”尺寸，比碱性电池更好的功能，非常容易充电但不那么坚固。
缺点：比镍镉电池贵，服务寿命不长，自放电很快。
价格： aa尺寸的电池售价约2美元，充电容量高达2500mah。
功率密度：100 wh/kg
锂离子（li-ion）和锂聚合物（lipoly）（lithium polymer）
有关该主题的完整指南，请在adafruit学习系统中查看“锂离子和锂聚合物电池”
这些是可充电电池技术中的最新技术，并迅速成为最常见的可充电电池便携式摄像机，手机，笔记本电脑等消费类电子产品。它们非常轻巧，不介意高放电率，并且功率密度很高。但是，它们非常脆弱，需要特殊的电路来防止其爆炸！这意味着原始的锂离子电池非常稀有且非常危险。大多数锂离子电池带有保护电路，可确保电池安全运行。如果要使用锂离子电池，最好的选择是使用便携式摄像机或手机电池，并使用与其配套的充电器。锂电池的电压约为3.6v，因此您会看到3.6v和7.2v是最常见的电池电压。它们可以轻松提供高达1 c 的电流，有些可以高达10 c ！
优点：超轻，高功率，高能力，高电池电压。
缺点：昂贵，精致，如果滥用会爆炸！
价格：替换的“手机”电池成本约为10美元，并且具有约750mah的充电容量。
功率密度：锂离子为126 wh/kg，锂聚合物为185 wh/kg
锂电池和纽扣电池
您将看到的大多数锂电池都是纽扣/纽扣电池形式。纽扣电池是小圆盘（见上文），通常使用锂电池（3v），但也使用碱性电池，锌空气和锰（1.5v）。
它们非常小，非常轻，非常棒适用于小型，低功耗设备。它们也相当安全，保质期长，每单位价格也很便宜。但是，它们不能充电，并且具有较高的内部电阻（如果只使用一两个电阻，这使得它们相当安全），因此它们不能提供大量的连续电流：0.005 c 大约在容量严重降低之前可以达到的最高水平。但是，只要“脉冲”（通常约为10％的速率），它们就可以提供更高的电流。
目前使用的最受欢迎的纽扣电池之一是cr2032，其直径为20毫米x 3.2毫米厚，在3v电压下可提供220mah。锂纽扣电池可以和cr2477（24mm x 8mm）一样大，容量为1000mah，价格为$ 3.50
您会看到的唯一另一个锂电池是cr123，它是3v电池比aa电池厚一点，也比电池短一点。
优点：轻巧，高密度，体积小，价格便宜，电池电压高，易于堆叠以提高电池寿命电压，保质期长。
缺点：不可重复使用的低电流消耗功能，需要特殊的支架。
价格：cr2032的价格约为0.35美元（220 mah）是$ 1.50（1300ah）。
功率密度：：270 wh/kg
如何为您的项目选择合适的电池
确定，所以您有一个项目，现在想用电池为它供电，如何选择最佳的电池
最简单的两种情况是极端情况：
您的项目是否非常耗电？投影仪，大型音响系统和机动化所有项目均取决于电流的安培数！您将需要使用灯笼电池（一次性使用）或铅酸电池（可充电）。如果您打算对电池“滥用”（大量使用，将其完全耗尽），则可能需要查看“海洋深循环”电池。
是您的吗？项目是超小型的，就像两边都是一英寸？您将必须使用锂纽扣电池（一次性使用）或小型锂聚合物电池（如用于小型rc飞机的锂聚合物电池）。/li》
还有其他一些非常流行的案例：
您是否需要做很多这样的事情？ 使用流行尺寸的廉价碱性电池。
是否需要用户维修？ 9v或aa尺寸电池是通用的！
《强烈需要输入5v以上的电压吗？ 3个碱性（4.5v）或4个nimh电池（4.8v）会让您很接近-检查电路，看看它是否将在这些稍低的电压下运行
制造“可充电电池组”？ 使用您当地的业余爱好/电子产品/维修店的电池座并坚持使用镍氢电池，然后用高品质的充电器为其充电。
是否要用可充电电池代替碱性电池？进行测试以确保较低的电压不会使设备感到不满意。
是否需要堆叠电池？请记住，只有当电池具有匹配的时，才要堆叠电池c 和ah的能力，如果您堆叠9v和aa来制造10.5v，则9v将在1/10的时间内流失，剩下1.5v。
想要充电电池可以使用很长时间？使用具有传感器的高品质充电器，以保持适当的充电和trick流充电。便宜的充电器会杀死您的细胞。
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如何测量电池
有几种“测量”电池的方法，下面是我将要比较的方法
尺寸 》
这很简单，电池有多大？铅酸电池的体积不会比c电池小得多。纽扣电池的体积不会超过四分之一。还可能需要标准尺寸，例如aa和9v。
重量和功率密度
这是一个性能问题：更高的质量（和更昂贵的）电池将具有更高的功率密度。如果重量是项目的重要组成部分，那么您将需要使用重量更轻，密度更高的电池。通常以瓦特/小时/千克表示。
价格
价格几乎与功率密度成正比（您为更高的密度付出了更多）并与功率成正比容量（您为更多容量支付更多费用）。较小，更轻的包装中需要的功率越多，您将需要支付的费用就越多。
电压
电池的电压取决于内部使用的化学物质。例如，所有碱性电池均为1.5v，所有铅酸均为2v，锂为3v。电池可以由多个电池组成，因此，例如，您很少会看到2v铅酸电池。通常，它们在内部连接在一起以制成6v，12v或24v电池。同样，大多数电子设备使用多种碱来产生其运行所需的电压。
别忘了电压是“标称”测量值，实际上是从1.5v aa电池开始的1.6v，然后迅速下降至1.5v，然后缓慢下降至1.0v，此时电池被认为是“死电池”。
可重复使用性
某些电池可以充电，通常可以充电100次。
功率容量和功率容量
由于这是测量电池特别令人困惑的部分，因此我将对其进行详细讨论。
功率容量是电池中存储的能量。该功率通常以瓦特小时表示（符号 wh ）。瓦特小时是电池提供的电压（v）乘以电池在一定时间内（通常以小时为单位）可以提供的电流（安培）数。电压*安培*小时= wh。由于电池类型的内部化学性质（碱性电池，锂电池，铅酸电池等），电压几乎是固定的，因此通常仅在侧面打印安培小时测量值，以ah或mah（1000mah = 1ah）表示。要获得wh，请将ah乘以标称电压。例如，假设我们有一个3v标称电池，容量为1amp-hour，因此它的容量为3 wh。 1 ah表示理论上我们可以在1小时内消耗1 a的电流，或者在10小时内消耗0.1a的电流，或者在100小时内消耗0.01a的电流（也称为10 ma）。
但是，我们从电池真正汲取的电流量（功率容量）通常受到限制。例如，一个额定值为1 ah的纽扣电池实际上不能在一个小时内提供1 amp的电流，实际上甚至不能提供0.1 amp而不会过度扩展。这就好比说人类有能力行驶30英里：当然，跑步30英里与走路有很大不同！同样，一个1ah的纽扣电池在1000小时内提供1ma的电流也没有问题，但是如果您尝试从中汲取100ma的电流，则持续时间将少于10小时。
例如，在此图中，纽扣电池可以驱动一个3.9kohm电阻，在降到2v之前可提供230mah（其额定值），但是如果是1kohm电阻，则只能提供125mah（图片来自http://biz.maxell.com/zh_cn/product_primary/？pci = 9＆pn = pb0002）
功率能力的度量方式为 c 。 c 是安培小时容量除以1小时。因此，2ah电池的 c 为2a。电池“喜欢”从中汲取的电流量以 c 表示。 c 越高，可以从电池汲取的电流越多，而不会过早耗尽。铅酸电池可以具有很高的 c 值（10 c 或更高），锂纽扣电池可以具有非常低的 c ）
铅酸电池
铅酸电池（上图）是工业上的主力电池。它们非常便宜，可充电且容易获得。铅酸电池用于机械，ups（不间断电源），机器人和其他需要大量功率且重量不那么重要的系统中。铅酸电池采用2v电池，这意味着您可以使用偶数伏特的电池。最常见的电压是2v，6v，12v和24v。
优点：便宜，功能强大，易于充电的高功率输出功能。
缺点：很重，因为功率密度很低，所以电池往往是非常大的砖块。
价格：带有7ah充电能力的12v铅酸电池大约需要$ 25。
功率密度：7 wh/kg。
碱性
碱性电池是您会遇到的最常见的电池。它们是每家商店出售的产品，因此非常适合需要“用户可维护”的项目。它们具有比nicads高的功率密度，并且比nimh具有更好的功率密度。但是，它们是一次性使用。电池为1.5v，尺寸从纽扣电池到aaaa到d电池不等。关于使用标准电压具有多个尺寸的一件好事是，当您需要更大的容量和功能时，始终可以仅指定下一个尺寸。如果在约0.1 c 时放电，您将获得已发布的容量速率。
6v灯笼电池（由上图所示）是由几个大型电池组成的超大型碱性电池，它们的使用非常方便可以在许多商店买到，具有很大的容量和功能，您可以轻松地将其标签夹/焊接到它们的选项卡上。
9v电池是一个奇怪的例子：它们实际上是由6个非常小的1.5v电池组成的，几乎与纽扣电池一样大。结果，它们具有非常低的容量和能力并且非常昂贵。如果消耗的电流超过20ma，那么使用它们可能不是一个好主意。
价格： aa尺寸电池的价格约为1美元，充电容量高达3000 mah。
功率密度： 100 wh/kg
优点：流行，众所周知，安全，保质期长
缺点：不可充电，功能低
镍镉电池（镍镉）
这些是长期流行的较旧的可充电电池。它们采用“标准小型”电池尺寸，例如aa，aaa，c以及矩形形状，使它们更易于嵌入外壳中（请参见上图）。由于nimh电池具有更高的功率密度，因此近来很少使用它们。但是，它们更便宜，并且仍在性能不如价格重要的许多无绳电话，太阳能灯和rc汽车中使用。另一件好事是它们的放电速度比镍氢电池慢。 （也就是说，它们将保持更长的充电时间。）电池单元的电压为1.2v，通常捆绑在3个“电池组”中，可提供3.6v电压。
优点：价格便宜，坚固耐用，具有“标准”尺寸，易于充电。
缺点：功率密度较低，每隔一段时间需要“完全放电/充电”循环，以减少“记忆效应” （电池板上晶体的生长），含有有毒金属。
价格： aa尺寸的电池售价约为1美元，充电容量最高为1000mah。
功率密度： 60 wh/kg
镍氢电池（镍氢）
这些是更受欢迎的充电产品，它们也有“标准”尺寸。在许多情况下，它们是标准碱性电池的良好替代品。每节电池的电池电压为1.25v，低于碱性电池的1.5v，但高于镍镉电池的1.2v。关于它们，最令人讨厌的是它们的高自放电，尽管电池技术得到了改进，并且市场上有一些低自放电的电池。它们喜欢在约0.1 c 下充电，但可以在0.2 c
优点下放电：在大多数情况下可以替代碱性电池，具有高功率密度，“标准”尺寸，比碱性电池更好的功能，非常容易充电但不那么坚固。
缺点：比镍镉电池贵，服务寿命不长，自放电很快。
价格： aa尺寸的电池售价约2美元，充电容量高达2500mah。
功率密度：100 wh/kg
锂离子（li-ion）和锂聚合物（lipoly）（lithium polymer）
有关该主题的完整指南，请在adafruit学习系统中查看“锂离子和锂聚合物电池”
这些是可充电电池技术中的最新技术，并迅速成为最常见的可充电电池便携式摄像机，手机，笔记本电脑等消费类电子产品。它们非常轻巧，不介意高放电率，并且功率密度很高。但是，它们非常脆弱，需要特殊的电路来防止其爆炸！这意味着原始的锂离子电池非常稀有且非常危险。大多数锂离子电池带有保护电路，可确保电池安全运行。如果要使用锂离子电池，最好的选择是使用便携式摄像机或手机电池，并使用与其配套的充电器。锂电池的电压约为3.6v，因此您会看到3.6v和7.2v是最常见的电池电压。它们可以轻松提供高达1 c 的电流，有些可以高达10 c ！
优点：超轻，高功率，高能力，高电池电压。
缺点：昂贵，精致，如果滥用会爆炸！
价格：替换的“手机”电池成本约为10美元，并且具有约750mah的充电容量。
功率密度：锂离子为126 wh/kg，锂聚合物为185 wh/kg
锂电池和纽扣电池
您将看到的大多数锂电池都是纽扣/纽扣电池形式。纽扣电池是小圆盘（见上文），通常使用锂电池（3v），但也使用碱性电池，锌空气和锰（1.5v）。
它们非常小，非常轻，非常棒适用于小型，低功耗设备。它们也相当安全，保质期长，每单位价格也很便宜。但是，它们不能充电，并且具有较高的内部电阻（如果只使用一两个电阻，这使得它们相当安全），因此它们不能提供大量的连续电流：0.005 c 大约在容量严重降低之前可以达到的最高水平。但是，只要“脉冲”（通常约为10％的速率），它们就可以提供更高的电流。
目前使用的最受欢迎的纽扣电池之一是cr2032，其直径为20毫米x 3.2毫米厚，在3v电压下可提供220mah。锂纽扣电池可以和cr2477（24mm x 8mm）一样大，容量为1000mah，价格为$ 3.50
您会看到的唯一另一个锂电池是cr123，它是3v电池比aa电池厚一点，也比电池短一点。
优点：轻巧，高密度，体积小，价格便宜，电池电压高，易于堆叠以提高电池寿命电压，保质期长。
缺点：不可重复使用的低电流消耗功能，需要特殊的支架。
价格：cr2032的价格约为0.35美元（220 mah）是$ 1.50（1300ah）。
功率密度：：270 wh/kg
如何为您的项目选择合适的电池
确定，所以您有一个项目，现在想用电池为它供电，如何选择最佳的电池
最简单的两种情况是极端情况：
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是您的吗？项目是超小型的，就像两边都是一英寸？您将必须使用锂纽扣电池（一次性使用）或小型锂聚合物电池（如用于小型rc飞机的锂聚合物电池）。/li》
还有其他一些非常流行的案例：
您是否需要做很多这样的事情？ 使用流行尺寸的廉价碱性电池。
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是否需要堆叠电池？请记住，只有当电池具有匹配的时，才要堆叠电池c 和ah的能力，如果您堆叠9v和aa来制造10.5v，则9v将在1/10的时间内流失，剩下1.5v。
想要充电电池可以使用很长时间？使用具有传感器的高品质充电器，以保持适当的充电和trick流充电。便宜的充电器会杀死您的细胞。
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