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纽扣电池的输出电压及用途

纽扣电池体形小且使用方便,是消费、工业和医疗领域微型电子产品的主要供电方式或后备电源。在物联网的带动下,纽扣电池应用越来越广泛。例如,电脑主板、无线感测网络、烟雾警示器、便携式医疗装置、数据采集终端、电子玩具、遥控器、车钥匙、计算机外设和便携式音频装置等。


纽扣电池虽然外形小巧,但厚薄有别,输出电压也不一样。现在的物联网应用要求电池使用时间更久,让MCU等数字电路在应用设计上面临电池寿命、成本和体积三方面的难题,这就要求工程师要根据应用选择不同的电池类型。

纽扣电池种类很多,多数以所用材料命名,如氧化银电池、钮电池、碱性锰电池等。按照充电类型,有不可充电池和可充电池两类,而输出电压是应用中最重要的选择参数。


不可充纽扣电池有:3V锂锰电池(CR)系列,1.5V碱性扣式电池(LR系列,含Ag系列),1.55V锌-氧化银电池纽扣电池(SR)系列,还有较少使用的1.4V锌空电池(ZA系列)与1.35V的水银电池。


可充电纽扣电池有:3.6V锂离子扣式电池(LIR系列),3V的锂离子扣式电池(ML和VL系列)。


目前,我们最常用到的纽扣电池是CR系列和Ag系列。

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CR系列即3V锂锰纽扣电池,例如CR2032、CR2025等,标称电压都是3V,终止电压2V,典型工作电流在0.1-0.2mA之间,这种纽扣电池电压和电流的特点使其多用在电子辞典、主板CMOS、手表等电子产品中。


Ag系列由Ag0-Ag13共14个产品构成,隶属于碱性纽扣电池LR系列,电压为1.5V,适合微安级的放电要求,多用于计算器、电子玩具、助听器、手表中。


不可充电纽扣电池中,锌-氧化银电池扮演过很重要的角色,锌-氧化银电池用SR表示,具有容量大,放电电压平稳,贮存性能好等优点,电池电压为1.55V,高阶放电曲线平稳,大约有90%的部分始终稳定在于1.45V以上,放电曲线几乎是一条直线。这种电池可以设计成与碱性纽扣电池一样的尺寸。


LIR系列可充电纽扣电池是单支电池电压最高的扣式电池,其工作电压高达3.6V,是同型号镍氢电池的3倍,而ML系列和LV系列的充电纽扣电池则为3V,与LIR系列的区别就在于适用电压不同,充电纽扣电池适用于各类电子产品。


对于3V以上甚至更高电压的应用,需要把多个纽扣电池叠层成不同电压的电池组(电池包)使用,例如,6V的F22、11A、26A、476A,9V的6F22、10A、25A,8.4V的120H7D,以及12V的23A、27A等。


在大多数电池供电应用中,工程师除了选择合适的电池型号外,还要在电路设计上下功夫,例如采用高效的Boost升压型DC-DC转换器,甚至升/降压转换器(Buck-boost)

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