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镍镉记忆效应——事实还是虚构?

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点击次数:280 更新时间:2022年06月02日15:09:40 打印此页 关闭

电池界有几个烫手山芋,镍镉电池有记忆效应是其中之一。故事是这样的,如果你将镍镉电池放电到完全相同的点数千次,然后再充电,电池会记住这个放电点。结果,如果您将电池放电到预期开始充电的那一刻,但您没有继续充电,而是继续放电,电压会突然下降。

谣言是如何开始的

卫星
这种记忆效应最早是在卫星上使用的电池中发现的。

这个想法并非凭空而来。镍镉电池在 1960 年代用于卫星,其寿命遵循非常精确的模式——通过太阳能电池板充电 12 小时,然后放电 12 小时。每天的放电和充电模式几乎相同,并且在绕地球运行时会重复数千次。

两位在 GE 工作的科学家 Pensabene 和 Gould 在使用这些电池后对其进行了研究,并注意到当它们放电到低于正常开始充电的点时电压下降。1976 年,他们发表了一篇名为“ Unwanted Memory Spooks Nickel Cadmium Cells ”的论文,概述了他们的发现。

从那里开始,神话开始流行,几乎所有的镍镉问题突然都归咎于记忆效应。

寻找真正的记忆效应

被广泛忽视的是,Pensabene 和 Gould 还试图在实验室中通过对镍镉电池进行 5,000 多次相同的充电和放电循环来重复记忆效应,但未能看到他们在使用过的卫星电池中观察到的相同结果。科学家佐藤、荒川和小早川在 1996 年的类似尝试也未能产生表现出记忆效应的细胞。

尽管如此,许多人仍然指出记忆效应是镍镉的一个缺点。通用电气试图在一份技术通知中纠正这一点,他们指出,为了让记忆效应发生的几率很小,需要三个步骤:

  1. 电池必须完全放电至其容量的 25% (+/- 1%)
  2. 然后必须将电池充电至 100%,然后必须切断充电。
  3. 这种模式必须重复数百次。

很明显,在现实世界中很少有应用程序会发生这种情况,也许没有。电池供电设备的用户数百次都不会放电到恰好 25%,而且电池过度充电也是常见的情况(即使在达到 100% 后仍继续充电)。后一种做法甚至被认为可以清除任何记忆效应。

出于所有密集目的开始谣言的通用电气还表示,“镍镉电池中的记忆现象的想法已被广泛滥用和理解……[并且]……已成为一个包罗万象的'流行语'来描述大量的应用问题”。

不可动摇的神话

尽管所做的一切都表明记忆效应不是现实世界的问题,但错误信息比比皆是。美国紧凑型计算机词汇词典将记忆效应描述为“镍镉电池的一种特性,其中它们一次接受的充电量决定了它们在后续充电中可以接受的最大充电量”

甚至是 2013 年关于锂离子电池记忆效应的研究论文从“记忆效应对于镍镉和镍氢电池的用户来说是众所周知的”开始。

简而言之,记忆效应很可能不存在,即使它存在,它也会在特定情况下发生,以至于它在任何特定应用程序中发生的机会几乎为零,如果不是零的话。

还值得注意的是,记忆效应的故事不仅限于 NiCad。2013 年,Paul Sherrer 研究所的 Petr Novak 与丰田研究实验室合作,声称在锂离子电池中发现了类似的现象. 这还有待其他研究人员证实。

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