电动车电池论坛Abstract：Based on author's practical experiments in many years,15useful problems about alkaline Zn-MnO2battery in use in the fields of battery,equipement and customer were introduced.The serious problems of the heat accummulation caused by short-circuit and overdischarging of battery resulted from equipement were analyzed.The existing problems of batteries powering in serie and parallel circuit were discussed.The importance to study the matching between battery and electric appliance was outlined. Key words:alkaline Zn-MnO2battery;use;common problems;electrical appliance;short circuit; matching
本文作者根据多年售后服务工程师的所见所闻、所思所悟归纳、总结了碱性锌-锰电池使用中的15项常见问题，如果放到广阔的销售市场，不过只是百万分之一甚至千万分之一的小概率。而真正让作者难以释怀的是当前为数不少的用电器具，或多或少存在着对电池的误用误判、异常消耗、短路发热等严重问题，常常让优质的电池蒙受“不白之冤”。所幸的是，关于电池与用电器具的适用性研究已经受到有关方面的关注和重视。1自短路。
自短路是指电池内部短路，将自身电量几乎耗尽的现象；消费者称之为“没电”。
优质碱性锌锰电池，自短路现象罕有发生，样品很难收集，即使有寥寥几只样品，外观看上去完好无损，商标没有高温灼烧收缩痕迹，测其电压，正测、反测均为0V；测其电阻，正测、反测亦为0V。
这都说明，电池电量的消耗并非大电流快速放电所致，而是小电流长时间放电所为。仔细解剖电
笔者尚未发现。
2单只被短路
被短路是相对于自短路而言的，是指造成电池短路的原因不是电池本身，而主要或全部在电池外部的情形。
单只电池被短路，是指同时使用的电池中，只有一只电池因为外因或者内外因共同作用而短路，致使电池发热，商标收缩，电压明显低于其他电池。
单只电池被短路的具体原因，可能是用电器具的电池盒负极端子(弹簧)塞进电池底部环形沟槽(封口交线在电池底部)，也可能是电池底部商标破损，暴露金属外壳，给电池盒负极端子在电池正负极间搭桥提供条件。尽管被短路的原因并不复杂，但判断认定也不容易。因为，第一，事件不一定有重现性；第二，电池和器具常被分离，短路现场常被“破坏”。
单只电池被短路时，所产生的高温还会殃及邻近其它电池。其它电池离被短路电池越远，其商标被高温灼烧收缩的程度就越轻，同时电池的剩余电压也越高。所以，判断电池是单只被短路，还是多只被短路，需要细致观察和冷静分析。
3多只被短路
器具所用多只电池全部被短路的例子时有发生。表面现象是，所使用的电池商标都有高温灼烧收缩痕迹，而且收缩程度基本一致，同时，电池的剩余电压也基本一致。
多只电池被短路，原因不在电池，而在用电器具。然而，要到器具导致电池短路的具体原因，却常常并非易事。
图1是一个出现问题的门铃上的电池盒。因为正极端子的导线被负极弹簧压断，造成两只电池同时被短路。短路原因一目了然，再现几率100%。当然，这样明显的例子并不多见。
图2是一只大号铁壳手电筒的内径。因为固定灯座的弹簧一端向内翘起(箭头所指)，接触到靠近灯座的电池金属外壳正极，导致电筒里所有的电池全部被短路。铁壳手电筒的这一毛病普遍存在，使用普认为，使用大号铁壳电池的手电筒部分不适合使用碱性锌锰电池。
还有例子是某品牌两款收音机，都出现电池短路，且发生在同一个消费者手里。先是某型号造成电池严重短路，商标严重变形。当该消费者再次购买另一台相同品牌相近型号的收音机时，装上电池，刚开电源，电池发热的现象竟然又出现了。然而，当这两台收音机到了笔者手里，却什么问题也没有了。收音机功能正常，外部、内部好好的，电路板上看不出蛛丝马迹。笔者认为这两台收音机一定存在着某种能导致电池短路的因素，只不过属于偶发现象，再现很难，笔者也受到条件所限，无从查。
本文写作过程中，又一消费者一款同品牌收音机发生所用两只电池同时被短路现象，与上述情况如出一辙。
4漏液
当前，碱性锌锰电池制造技术日臻成熟，漏液现象鲜有发生。但从原理上讲，只要电池材料有液体，电池反应能产生气体，电池内部有压力，电池漏液的可能性就始终存在。
导致电池漏液具体原因不一，
有电池制造方面
5气胀
气胀常常与漏液相伴，二者都源于电池内压过高。碱性锌锰电池的封口交线在电池底部又无防护措施的，容易短路，但不易气胀；封口交线在电池侧面的，容易气胀，但不易短路。
6爆炸
电池爆炸是严重的质量问题，过去很少发生。2001年以来，假冒伪劣电池出现“自爆”现象，引起人们的注意。笔者曾给新闻媒体写过一篇《关于假冒伪劣电池问题给新闻媒体的通报》。下面的文字，是根据这篇通报的相关内容改写的。
碱性锌锰电池和Cd-Ni、MH-Ni、锂离子电池一样，也存在着薄弱环节被冲开，即一般所说“爆炸”的可能性。这是因为，电池在储存和使用过程中，内部总会产生少量气体；电池容器是用冷拉伸工艺冲制而成的钢壳，封口效果比普通锌锰电池好许多。
正常情况下，正规厂家生产的碱性锌锰电池并没有爆炸的危险。因为它们所用的原材料经过了极其严格的特殊处理，电池内部特别纯净，储存、使用中产生的气体极少；而且电池内还设计了安全防爆装置，当电池内压较大时，能起到卸压作用。然而，在非正常生产和非正常使用的情况下，电池发生漏液、破
裂，甚至爆炸的危险性还是存在的。
2003年8月25日，中央电视台二频道（CCTV-2）在《为您服务》节目中，将电池爆炸分为两类。第一类是外因引起的爆炸，共列举出4种具体原因：⑴电池被短路；⑵电池使用时通过的电流过大；⑶给不能充电的电池充电；⑷安装电池时将个别电池的极性装反。以上4种原因都是非正常使用状况，都是外因引起，都会造成电池发热、温度升高、内压增大。当压力超过电池承受能力，安全防爆装置又不起作用时，电池就有可能发生爆炸。优质电池即使在非正常使用情况下，发生爆炸的概率也极其微小。然而，为了防止意外，各厂家都在自己的产品或包装上印有不能装反极性，不能充电、短路、火烧、混用、拆解，避免漏液、破裂，甚至爆炸之类的警示文字。
第二类是由于电池自身问题引起的“自爆”。所
CCTV-2指出，“自爆”是假冒伪劣电池的特征，是粗制滥造、偷工减料的恶果。具体原因有二：一是电池内部材料没有经过严格的提纯处理，使得电池在使用和不使用状况，都可能产生较多气体；二是电池内没有有效的安全防爆设施。
实际情况确实如此。2001年以来，笔者亲自处理的所有电池“自爆”问题，包括损坏器具、污染财物、伤害人员，尤其是炸伤儿童眼睛的各起案件，全部为假冒伪劣电池肇事。假冒伪劣电池产品最大的危害，不仅仅是产品使用时间缩短，而是容易发生“自爆”，损害消费者的人身安全和财物。
碱性电池非正常使用造成的爆炸，以及假冒伪劣电池“自爆”，是否象一样，电池被炸成碎片呢？笔者的回答是否定的。因为：第一，在碱性锌锰电池里，3种主要材料分别是氢氧化钾电解质水溶液、二氧化锰与少量碳粉混合的正极粉料以及负极锌膏，并没有易燃、易爆物质。第二，电池的所谓“爆炸”本质上都是电池内部气体过多，压力过大，高压气体夹带部分电池材料，从薄弱环节冲开、喷出，多数从负极(负极组件)冲出，极少从正极冲开，个别有钢壳开裂。只有这样3种形态。这3种形态中，电池负极组件依然完整存在，大部分商标仍然黏连在钢壳表面。优质电池即使非正常使用爆炸，从未发现钢壳开裂。第三，由于电池内气体的体积有限，钢壳又极具韧性，所以，无论碱性电池非正常使用爆炸，还是假冒伪劣电池“自爆”，都不会象那样炸成碎片。
7接触不良
碱性锌锰电池接触不良，多发生在正极。
受钢壳拉伸工艺影响，以及增加有效容积需要，碱性锌锰电池正极突出高度一般小于1.5mm，有时接近1.0mm。市场经验证明，此值接近1.1mm，接触不良问题就较多发生；如果大于1.2mm，接触不良问题就很少发生。
接触不良问题，与用电器具的“反极保护”设计有关。为了防止电池被装反极性，电池盒正极端子的金属片常被设计成卧在凹槽里。电池正极的突出部分，必须伸进去才能接触上；负极直径较大，伸不进
极凹槽不是做得太深，就是被正极突出过高的电池长期挤压变得太深，从而导致了接触不良问题。
判断电池正极是否接触不良，方法十分简单。用万用表一测，电池没问题；拿表针往正极接触点一搭，电路接通了，问题就到了。
千万別忽视这么简单的问题。因为，不是所有的消费者都有此判断能力。在消费者没有明白之前，一定会认为电池“没电”，就是电池有质量问题。
8接触端锈蚀
有案例显示，在确认电池并无泄漏的情况下，电池盒端子却出现锈迹，甚至所对应的电池极端也有锈迹，但二者其他部位安然无恙。我们知道，这是接触电位差造成的。
笔者发现，器具的电池盒端子金属材质越差，电池使用时间越长，环境状况越恶劣(高温、高湿、粉尘)，器具电池盒端子发生腐蚀的程度就越严重。优质电池与优质器具相配合，极少发生接触锈蚀现象。
9电压升高
在多只电池串联使用时，如果某一只电池极性装反，会留下该电池电压高于其它电池的痕迹。这是因为装反的电池处于被其它多只电池正充电的状态。笔者曾经做过类似的滥用试验，结果一致。串联使用的电池越多，反装电池电压升高得越多。
电池极性装反，可能导致该电池漏液，甚至爆炸。在电池漏液案例中，不止一次发现个别电池的电压有反常升高的现象，说明它曾被装反。
但笔者所做的滥用试验，4只电池串联其中一只装反，回路有电流，但器具不工作，自始至终电池不发热，未漏液，未爆炸。之所以没有出现险情，可能是通过该电池的电流还不够大。
10电压为负
电池电压出现负值，在使用中经常发生。一般消费者由于没有检测条件，或者没有注意，所以很难发现，很少了解。偶有发现者，却常常认为是厂家把电池正负极安装反了。同的工序，在不同的设备上安装，绝对不可能搞反。
造成电池出现负电压的原因，是碱性电池有一定的可充性。两个必要的条件是：一、必须是两只或两只以上，多只电池串联使用，串联数量越多，越容易出现负电压现象；二、电池电量不均匀，电量低的个别电池，在耗尽后继续使用的过程中，被其它电池强行反向充电，将其电压充成了负值。
造成电池电量不均匀的具体情况有4种：①个别电池被过度使用。即使是同一品牌、同一批号的电池，各只电池的电量也不完全一样。如果器具工作电流异常增大导致电池消耗过快——
—这种情况容易引起消费者注意并发现电压为负现象，或者器具工作电流虽然正常但使用时间过长——
—这种情况消费者并不在意，都可能形成电池被过度使用，使得电池之间的容量差异显现和加剧。标准规定单只电池使用的终止电压一般为0.75～0.90V，如果达到终止电压后继续使用，电量先耗尽的电池其电压就可能被充成负值。②不同种类的电池混用。在这种情况下，电池的电量可能更不均匀。③新旧电池混用。旧电池的电量一般比新电池小，混用时它很可能不起正作用，只起反作用。④新电池出现质量问题。有个别电池的电量低于正常值，而在使用前没有被检测出来。
电池电压出现负值，会造成该电池停止供电，并消耗其它电池的电量。由于同时使用的多只电池即电池组的总电压不会、也不可能出现负值，因此这种现象不会对器具造成任何损坏。
11可充问题
碱性锌锰电池的可充问题，在串联使用中经常被发现。极性装反时是正向充电，容量差异大时是反向充电。
市售碱性锌锰电池是一次电池，其结构设计为不可充电，给它充电是极不安全的。消费者给碱性电池充电，发生爆炸的案例已有耳闻。好在电池的包装上已经注明不能充电，充电后发生事故的责任，自然不在电池厂家。
有趣的是，有人竟然把几家知名电池厂商告上法庭。理由是，明明碱性锌锰电池可以充电，为什么
12异常消耗
包括电池被短路在内的电池被器具异常(过快)消耗的问题，笔者已在以前发表的论文中介绍过[1]。
电池被器具异常消耗，消费者称做“电量不足”。目前，发生电池被异常消耗的器具，已有电子门锁、数码相机、普通相机、电子词典、应急手电筒、自动水龙头、自动给皂机、电话机、燃气灶、收音机等。其中，电子门锁案例最多，问题最多，被证实属于器具问题的比例几乎100%。
然而，医院的动态心电仪和血压仪则比较麻烦。电池异常消耗的案例不少，但允许测试器具的机会不多。偶有一次机会，却发现将数字万用表连接到电路后，心电仪有电流通过，但不能工作，等于无法测量。更何况，多数案例没有重现性——
—并非同一台心电仪连续出问题。
那么，前述器具出现的问题，是怎样发现的呢？笔者的办法是，将所带金属片插入电池或电池盒的接点，接通万用表电流档，测量器具的工作电流，尤其是静态工作电流。
不测量器具，又将如何判断电池异常消耗是电池问题还是器具问题呢？笔者的做法是，收集器具同时使用的电池样品，测量它们的剩余电压，分析剩余电压的数值及其均匀性。如果数据均匀一致，说明问题不在电池，而在器具；否则，可能是电池出了问题。就器具而言，如果数值低且均匀，说明器具存在导
致电池异常过快消耗的因素；如果这因素是继发性的，则查容易，向消费者解释也容易；如果是偶发性的，则查难，解释更难。
必须指出，笔者这样判断有一个重要前提，那就是电池的质量水平很高，没有发生批量质量问题。13误判
在器具对电池异常消耗的案例中，有时会遇到一些假象。有一家五星级宾馆，门锁用过的一大批电池，剩余电压不但均匀，而且很高，电池容量还没有怎么消耗，器具就提示没电了。这让笔者看到了数码器具的另一种现象：终止电压或者设定过高，或者向十分少见。笔者曾遇到一款MP3，消费者反映“电池发热”。当时，去现场一查，使用的电池并联供电，并且电池盒没有设计防止电池装反的“反极保护”措施。尽管只用两只电池，但如果有一只电池装反，则两只电池便构成回路，形成短路，很快发热。
器具厂家应当尽量避免电池并联使用，否则，就必须设计有效的“反极保护”措施。
15串联问题
在电池使用说明里几乎都印有“新旧电池不能混用”的警示文字。对此，售后服务工程师的体会更深刻、更具体。
电子门锁属于多只电池(4只或6只)长时间串联使用的器具。笔者发现，在电池和器具性能都正常的情况
下，同一批电池在同一款门锁使用，使用时间长短有时有很大差异。这一方面与门锁之间静态工作电流的不一致有关；另一方面也与电池容量的不均匀有关。笔者发现了这样的规律：电池使用的时间越长，则剩余电压的均匀性越好，反之则越差。如果某一只电池剩余电压出现负值，而其它电池剩余电压较高，那么，这一组电池的使用时间不会长。
串联电路的特点是电路的总电压等于单只电池电压之和，而通过每只电池的电流则完全一样。如果所串联的电池性能均匀，那么每只电池对电路的“贡献”一致，电池内电化学反应的动力学特性也一致。如果性能不均匀，尤其在极端情况下，容量原本很低或者下降很快的电池，对电路电流的“贡献”越来越小，有越来越多的电流，不再由该电池自主生成，而是由其他电池施加。这部分电流强行通过该电池，便形成对该电池反向强行充电的态势，使得该电池与其他电池的容量形成差异，非但得不到弥补，反而被拉大和加剧。当该电池出现负电压时，它将不再起正作用，而只起反作用——
—白白消耗其它电池的电能。
多只电池长时间串联使用的供电方式对电池性能的均匀性提出了更高要求。因此，进一步提高市售电池的均匀率是优质电池追求的目标。
参考文献：