镍镉电池使用及基本电学公式介绍

镍镉电池使用及基本电学公式介绍

镍镉电池用途/镍镉充电电池应用

镍镉电池用途/镍镉充电电池应用

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基本电气公式

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首先我先介绍一些非常简单的基本电学公式，希望让没有电子学背景的读者能够对一些物理现象有一定的了解。.>,RZx:](

电压 (V) = 电流 (I) x 电阻 (R) * t&O>!=

电荷（Q）=电流（I）x时间（T）Dl6（v）

功率 (P) = V x I = /&

能量（W）= P x T = Q x V !z|arc

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任何物体都有阻抗，当在阻抗上加上电位差时，电荷就会流过阻抗。阻抗越大，单位时间（一秒）流过的电荷量就越小，阻抗越小，单位时间流过的电荷就越多。如果电位差增大，单位时间流过的电荷就越多，如果电位差减小，单位时间流过的电荷就越少。这个电位差叫做电压（V），单位是伏特（V）。单位时间流过的电荷量叫做电流（I），单位是安培（A）。阻抗叫做电阻（R），单位是欧姆（）。电流强度（I）越大，单位时间流过的电荷就越多。那么，在T秒内流过电阻的电荷总数就是I x T。用来描述这个电荷量的术语是电荷（Q），俗称电量，单位是库仑（Q）。电阻消耗的功率（P）是I x V，单位是瓦特（W）。 用电量越大，消耗的电能越多。消耗的能量（W）是P x T，单位是焦耳（J），时间越长，消耗的能量越大，同样时间内用电量越大，消耗的能量越大。i #w;zE

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例如：当1.5V的干电池接在0.5V的灯泡上，消耗的电流为3A，消耗的功率为4.5W，10秒内总共有30库仑的电荷流过，消耗的能量为45焦耳。TF+mD

镍镉电池的材料 电池的种类很多，在化学电池中，用完后就扔掉的不可充电电池称为一次电池，可以充电多次使用的电池称为二次电池。镍镉电池是二次电池中的一种碱性蓄电池。在材料方面，镍镉电池的阳极采用镍过氧化物氢氧化物，阴极采用镉化合物活性物质，电解液采用氢氧化钾等碱性水溶液。镍镉电池充电时，阳极上生成镍氢氧化物，阴极上生成金属镉，从而在两极间形成电位差。当镍镉电池的阳极和阴极与外部负载连接放电时，阴极端产生的带负电的电子通过外部负载流向阳极，从而为外部负载提供能量消耗。a'1]"ChGp

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过充5(acK{3tw

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在充电过程中，电池电压会随着储存电量的增加而逐渐升高。当电池储存电量达到饱和状态，电极材料无法继续充电时，如果继续充电，电解液就会发生电解，在阳极产生氧气，在阴极产生氢气，导致密封电池内部压力升高，损坏电池内部结构。这种现象称为过充电。oJB,V/Yez

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为了避免过充对电池造成损坏，通常把正极的容量做得比负极的大一些。这样，过充时，负极会先达到饱和，产生氧气，而负极不会达到饱和，不会产生氢气。负极产生的氧气扩散到负极后，会和充电产生的金属镉发生化学反应，吸收氧气，而这个反应的速度和金属镉产生的速度是平衡的，所以可以有效避免电池的压力升高。但如果充电电流过大（使用快速充电时），就会失去平衡，电池内部压力过大会把电池的安全阀推开，氢气和氧气就会泄漏到电池外部，直到压力降低，安全阀关闭，电池才重新密封。但气体的泄漏又使内部的化学材料减少，导致电池寿命缩短。

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充电电压变化

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当电池过充时，阳极产生的氧气与阴极发生化学反应产生热量，导致电池温度升高，外壳发烫。随着温度升高，电池充电电压变低，所以充电过程中电池电压会不断升高，直到过充，此时电池温度会突然快速升高，电压停止上升，从峰值开始下降。:L'dQbF!

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标称电压xk“iX（

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镍镉电池在标准放电条件下放电时，电压会慢慢下降，直到电量几乎放完，此时电压会明显下降。这个电压值就叫标称电压。一般镍镉电池的标称电压为1.2V，和一般干电池上标注的1.5V是一样的，都标注在电池外壳上。镍镉电池只要还有电，电压值至少要在标称电压1.2V以上。存的电越多，电压就越高。

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放电终止电压eM#

气相色谱

电池放电时，其电压会随着电池电量的减少而逐渐下降，当电压降到要求的水平时，就不再允许继续放电，这就叫放电终止，这个电压水平就叫放电终止电压。通常厂家建议的放电终止电压在0.9V~1.1V左右，当电压放电到这个水平时，电量已经差不多耗尽，这种情况叫完全放电。如果镍镉电池完全放电后，不去掉负载，继续放电，就会变成过放电，电压会迅速下降，直至达到0V。如果在电压降到0V左右之前就终止放电，电池电压会自动迅速上升到标称电压1.2V左右。R0=!G:%9G

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过度放电ATx.iS

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镍镉电池的一个致命缺陷就是过放电。如果把放电终止电压设到这个水平，不但没电带动负载，电池寿命也会受损。而且，一旦不小心让电压降到几乎0V，即使想终止放电、去掉负载，可能也来不及了。电池电压已经不能自动回升，普通充电器也无法再给它充电了。它的电压会一直固定在0V。这时，它就好比中风了，瘫痪在那里，不说缩短它的寿命，往往就是死机，不能再用了。~i v&,Rm

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电池容量定义PT+RUgQ*V

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电池的容量是指电池放电至电压降至终止电压为止的这段时间内，所能获得的放电电荷量。充满电的电池在规定的电流、温度等标准放电条件下，放电至终止放电，所得的容量称为额定容量（或标称容量）。容量的大小与消耗的电极材料中活性物质的量有关，标准放电条件根据电池类型而定。容量是根据电池的放电反应而不是充电反应来定义的。因此，当我们说电池的容量大时，是指放电时所能获得的累积放电电荷量，而不是充电时流入的电荷量。1 y[|mk'V

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电池容量表示法Yjen@pK

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电池的容量可以用[(放电电流) x (电压降至放电终止电压的放电时间)]计算所得的数值来表示。前面介绍的基本电学公式中，电量为电流 x 时间，单位为库仑（Q）。如果用库仑来表示电池容量，可能不太容易理解。因此，电池的容量用电流 x 时间的值来表示，直接用C=IT（单位为mAh或Ah），其中C为容量（与库仑意义相同），I为电流，A为安培，mA表示电流大小为毫安（千分之一安培，A），h表示小时（hour）。也就是说，千分之一安培的电流，一小时累计放电量为1mAh。因此，C=I x T=多少mAh，mAh是库仑的等效表达。通常电池的额定容量会标注在电池的外壳上，表示电池的最大容量。 新的镍镉电池在第一次充放电时容量就能达到额定容量，但随着充放电次数的增加，容量会有所下降。~9N`}xQAA

例如：以1安培电流放电电池需要2小时，所以电池容量约为。如果电池容量以库仑表示，则C = I x T = 1A x 7200秒 = 7200库仑。你是否也发现，以表示比以7200库仑表示更不空洞、更清晰？

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C 表达式 |l}tVBs

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电池的充放电电流除了以安培（或毫安）为单位外，英文字母C（）也作为额定容量（电流x时间）的电流部分，作为测量电流大小的单位。例如额定容量的电池，C代表600mA，所以1C的电流就是600mA，2C的电流就是1.2mA，0.1C的电流就是60mA。如果以后买电池时，在规格书上找不到充放电电流的安培数，也请不要着急，别忘了找找C的数字。LDUK 1}~

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充放电倍率V4Ou$*mL

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所谓充（放）电倍率，就是将电荷全部容量放完（充）所需的时间，以此作为充（放）电的标准速度，一般用来表示放电（充电）速度。例如两小时倍率放电，即以0.5C电流，两小时放完电池容量。二十分钟倍率，即以3C电流，二十分钟放完电池额定容量。在厂商的电池规格书中，常以小时倍率来表示标准放电时间，只要按照额定容量换算，便可知道标准放电电流。通常厂商提供的规格书中的额定容量，是在温度20℃，以0.2C 5小时倍率放电所测得。=DyF%#

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充电效率i>nFN

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电池无法储存充入的电量那么多，会有一些磨损。除了阳极和阴极之间的绝缘体漏电外，材料也无法完美地储存所有电量。放电时从电池中取出的电量与充电时流入电池的电量之比称为充电效率。z\) #x|

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通常电池厂商建议充电量必须是额定容量的1.5倍才可以充满电池。也就是说，如果以0.1C电流充电需要15个小时，以3C电流充电则需要半个小时，虽然理论上的充电量是额定容量的1.5倍，但实际的充电量几乎正好是额定容量。>zDm#ruc

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利用率BTV=pP

虽然电池的额定容量理论上很大，但充满电再放电时所能得到的电量往往小于理论容量，说明电池实际储存的电量并没有那么大。实际容量与理论容量的比值称为利用率。一般电池的放电电流越大，或环境温度越低，利用率就越低。

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放电深度lfZy[1<

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电池放电时放出的电量与储存的电量之比称为放电深度，以百分比表示。例如，放电深度20％表示电池已放电到剩余电量为80％的程度。

循环寿命fV+\~*

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通常镍镉电池是反复充放电使用，电池寿命有限，容量无法维持不变，在一定的工况下反复充放电后，电池容量会下降到额定容量的80%（或定义为60%），反复充放电的次数称为循环寿命，循环寿命越高，电池的使用寿命越长。有些电池参考规格书会注明充放电循环次数，以及在一定深度放电下的次数，即循环寿命。循环寿命随充放电电流、放电深度等充放电条件不同而不同，尤其使用大电流充放电时，寿命肯定会缩短。现在的镍镉电池只要按照厂家购买时附带的说明书正常使用，通常可以反复使用500次以上。;BT$7w0 p%

如果镍镉电池不是作为备用电源，而是用于反复充放电，则电池充电方式可按电流大小分为标准充电和快速充电（快充）。标准充电是指以电池的额定容量为基准，以0.1C的电流对电池充电14～16小时。也就是说，当充电容量为电池额定容量的1.5倍左右时，电池就差不多可以充满。快速充电则采用较大的电流进行充电，并在充电结束时控制电压和电流，防止过充。快速充电的电流大小一般为0.3C左右，这样4～6小时就可以完成充电。现在有些超快速电池可以以1.5C以上的超快速电流进行充电，在不到一小时的极短时间内完成充电动作。0gI hOkli

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普通镍镉电池如果用快速充电方式充电，产生的气体无法快速吸收，会严重影响电池寿命。虽然标准充电方式需要几个小时，但最好用这种方式充电，让电池使用时间更长。快速充电电池更能承受大电流，但用大电流充电对电池肯定不好。不同品牌的电池质量参差不齐，对于用户来说，无法知道厂商宣传的规格是否夸大其词，除非电池的性能口碑值得信赖，否则时间不紧急的情况下，最好用标准方式充电。Z,vz_Mn

快速充电中为防止过充所采用的检测方式比较常见的有恒压控制、温升控制与恒流控制，或者三者相结合的方式。

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恒压控制

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容量越大的电池体积就越大，狭小的枪身内部并没有太多的空间可以容纳电池。不同枪型电池的位置也不同，一般在固定枪托和前护木内部，也有的填入其他小缝隙中。目前为止，唯一可以插入大电池的地方大概就是部分枪型的固定枪托了，左右两边的大电池都能毫无问题地插入。至于无法插入的枪型，只能用电池袋将大电池绑在枪身外部，将电线接头直接通过缝隙拉入枪身进行连接。当然，难看的外观难免会破坏枪的美观，笨重的电池也会给手臂增加不少负担。不过，外置使用电池袋也有好处，电池可以获得更好的散热效果，比填入封闭的枪身中发热要好，寿命更长。!d^ef

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电池的种类很多，有些AA型（跟AA干电池大小差不多）的镍镉电池容量在左右，有些枪可以塞进去，空间够用，如果枪没有太大改装，这个容量可以接受，就没必要装很重的大电池了。

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2.增加电压

很多人无法接受外置电池的丑陋外观，再漂亮的枪，表面加个大电池组，怎能不让人心疼呢？因此，很多发烧友在空间允许的情况下，会自行购买电池并焊接，将8到10节电池串在一起，提供9.6V以上的更高电压，希望以此增加发射的子弹数量。

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虽然电池的电压会随着驱动马达时容量的消耗而逐渐降低，内阻逐渐增大，电流也会逐渐减小。当电流小到马达无法带动齿轮而停止时，电池的剩余容量是相当大的。弹簧越强，剩余容量就越大。这种提高电压的方法，会使流过马达的电流变大，马达也不容易因为电流不足而被齿轮拖住。剩余容量也可以变小，活塞每多转一圈，就能多发射一颗子弹。不过要注意的一点是，电池串联时容量并不会增加。在电池容量相同的情况下，电流消耗的增加，会使马达转速和子弹射速（发/分）增加，相对来说会缩短可供射击的时间。L"^Q63:

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因此，这种方法在单发射击时可以增加射击次数和时间，在全自动射击时非常过瘾，但很快就需要重新装填子弹（这都是要花钱的）和更换备用电池。在游戏中，它可以拥有优越的持续火力来压制对手，但如果继续战斗，很快就会耗尽子弹，不得不英勇牺牲。v6Gd]*E]b

小容量电池电压提升后，拥有重量轻、爆发速度快的优势，但同时也承受着更大的电流，用它带动M100（初速100m/s）的发条是没问题的，如果想带动更强的发条，使用大容量电池才是正道。epz*W7

充电器选择

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台湾的电动枪卖得不少，但电动枪专用的充电器却很难找到，原因是日本生产的专用充电器传入台湾后价格昂贵，无人问津。台湾BB枪爱好者很容易自愿成为赞助人，以天价购买昂贵的日本塑料BB枪，但不太可能要求台湾赞助人付出高价购买台湾随处可见的“充电器”。在销售专用充电器利润不如电动枪的前提下，商店对销售专用充电器没有兴趣。枪店通常出售遥控模型等使用的充电器，许多枪迷买来用，但更挑剔的枪迷还是会寻找让自己满意的充电器。]cy^W

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电动枪的电池是由7到9个1.2V的电池串联而成，当每个电池充满电时，电压上升到1.4V左右。因此，充电器的输出电压至少要有10到13V的驱动能力，才能将电池串充满电。电动枪使用的电池容量范围从~以上所有。如果一个充电器要能应付所有尺寸，它必须能提供足够大的电流。否则，如果它只能用小电流慢慢充电，你就要在战斗前夕彻夜不眠，看着一堆等待充电的电池。充电器的种类繁多，规格不一定适用。有些有专为UM-3/4/5等小电池设计的电池座，有些使用与您的电池连接器不兼容的大型空气连接器，有些提供的电池数量或电压不足以满足您的电池需求。功能不同，价格不同，您需要一点运气才能找到完全符合您要求的充电器。 如果对枪店展示的模型不满意，就得去遥控模型店、电池店、电子材料店打听。如果怎么找都找不到满意的充电器，那就凑合着买个电气特性兼容的，去电子材料店买线材和兼容的接头自己焊上去，暂时能用就好了，等以后有机会再换。yw,om41

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一般电动遥控模型使用的镍镉电池，也是用来驱动消耗大电流的马达，其电气特性与电动枪很相似。不过遥控模型使用的充电器虽然种类繁多，但并非专为电动枪使用而设计，其输出电压范围各有不同，较常见的输出电压偏低，尤其是带电池座的，用于给UM-3/UM-4电池充电的充电器。选购此类充电器时，一定要注意充电器上标示的规格，了解其提供的电压范围有多高，充电电流有多大，是否足以让你的电池充满电。一般能为6节电池充电，电压为7.2V的充电器，用来给7~8节串联电池充电，是可以接受的。但要注意的是，在未充满电时，充电器会因误判电压高低而自动终止充电，使用时一定要观察电池的温度和压降变化。 经过多次充电后，电池的充电容量可以更接近饱和状态。cI.|[so

遥控模型中还有更高级的充电器，由微处理器控制，带有A/D转换接口，可以检测电池饱和容量，外面有LCD显示屏，可以显示电池电压、电流、充放电量值，甚至检查电池的好坏。这种充电器通常提供快速充电、慢充、快充快放、慢放、快放快充等功能，充电电流可由用户自行调节，从几mA到几安培不等。电池节数从4节到8节甚至更多不等，用户可以根据你的电池情况决定使用哪种操作模式，不用担心过充、过放。这种充电器完全满足电动枪的需求，小笨鸟的充电器就属于这种类型。 可串联4~9节电池电压模块，容量~，充电电流0~6.5A，可接车载直流电源或交流电源，使用非常方便，不仅不用担心电池的充放电问题，还可以根据显示的数据随时掌握电池的各种情况。

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很多枪迷都有自己的电源，这样可以省钱，不用另外买充电器。电源可以提供巨大的电压和电流，给电池充电的时候一定要非常小心，充电电流不能调太大，首先要把电流限制调到你想要的充电电流，再把电压调高到接近可以给电池充满电的电压水平，然后接上电池。接上电池之后，电源上的电压表就会降到电池电压，电流表就会显示充电电流。充电过程中一定要注意电池的温度，以及电压和电流的变化，如果电流下降的很快，说明电池电压已经充到接近你设定的电压值了。如果发现电压上升到一定程度之后又开始稍微下降，说明你的电源电压调得太高了，此时电池已经充到饱和电压，开始下降了，相信这个时候再去充电就有些晚了。 电池已经很热，必须立即取出电池并停止充电。S?”~Y&

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用电源充电是件很危险的事，电压电流调不好会毁了电池，充满电时不注意，电池就会过充。尤其是人不在待命状态，跑了又忘了是在充电，万一出事，正负极的鳄鱼夹碰在一起，即使电源有保护电路，镍镉电池短路还是会造成电线着火，可能引发火灾。所以使用时一定要非常小心，最好在电源端加个定时器，多一层保护。#f(sir8

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制作放电器 I =}+_

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一般低价充电器不提供放电功能，要避免记忆效应，必须自己制作放电器，让电池及时充分放电。电阻是最简单的放电器，根据你想要的最大放电电流选择合适的阻值，接在电池连接器两端即可放电。假设你希望放电电流不超过300mA，你的电池是7串的，标称电压8.4V，当有剩余电量时，电压范围在8.4V~9.8V之间，所以你必须选择的最小阻值必须在300mA以上。电阻必须能承受300mA的电流，电阻的额定功率必须大于100V，防止电池过热冒烟燃烧。要能承受高温和这个功耗，水泥电阻是最好的选择，电子材料店有卖，价格不到十块钱。 水泥电阻在放电过程中温度很高，用户切勿用手触摸，以免烫伤。RAC;/\\ (M

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也许读者一瞬间已经想到了两个问题，如何知道它已经放电完了？有没有办法让它自动停止放电而不会过放呢？当然有办法！在一汽摩托车用的小灯泡上串联一个水泥电阻，当灯灭的时候，就知道电放得差不多了。话虽如此，你也不知道电压降到了多低，在旁边等着也是很无聊很费时间的。因此，你可以在电子材料店买到一种叫二极管的电子元件。二极管只有两个脚，一个正极，一个负极。只有正极接在0.7V以上的正电源上，二极管才会导通，如果正负极接反，二极管就不会导通。把一个（或多个）二极管、水泥电阻、灯泡串联起来，当电池电压降到0.7V（或二极管个数x0.7V）时，电池就不再放电了。 =c@JB（]X

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如果不加二极管，万一电池电压不小心放电到0V了怎么办？这时候电压会一直保持在0V，无法上升，不但充电器无法给电池充电，还会被充电器判断为短路，比较差的充电器如果保护电路做的不好，就会烧坏。小笨鸟也遇到过这种情况。解决办法是，用电源，把电流限制调整到电池能承受的最大电流，电压调整到0V，减少火花。接上电池后，电源处于短路状态，慢慢调高电压旋钮，一般不用调到正常的10V位置，就能听到咔的一声，电压表的指针瞬间跳到正常电压位置，电池已经恢复到正常标称电压以上的水平。电池之所以能救活，就是电源强大的电流驱动力，可以震荡电池，迫使它重新焕发出活力。 如果电池停止了0V，并且不会立即处理，则在电池内会发生化学反应。

电池DIY

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Marui定制的8.4V NICD电池质量良好，不幸的是，台湾的价格非常昂贵，枪爱好者不喜欢它。

如果您想使用太弱的枪支，那么无论Marui电池多么好，它都将无用，并且必须用更合适的电池代替。每个人，但是您可以根据您的枪支需要选择自己喜欢的电池品牌，并将其排列成适当的形状。

相同的电池在不同的电池店或电子材料商店中有巨大的差异。经过修改，日本制造的电池可以长时间使用

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日本制造商制造的电池和电池在最初的几个电荷中都可以达到几次，而且循环寿命仍然很长，而且充电和放电的特征也很愉快非常热，循环寿命很短。

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电池可以帮助焊接的焊接，如果他们对焊接的焊接有信心。将电线的末端分为大小的男性和女性，您必须在枪内插入金属插入式套件时，应在电线上夹住头部。锡罐溶解和粘附后，明亮，没有松动或过度阻抗。 焊接时，请记住不要在电池阳极和阴极外壳之间引起短路，并使您的眼睛和手指远离焊接点，以避免在短路中燃烧，而在溅起的焊料中燃烧

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为了增加电池电压，一些枪支的爱好者直接在旧电池中增加了一个新的电池，因为旧电池的剩余容量不等于新电池的剩余能力，而且电池特性长期以来一直在与新的木头相连通过串联，流经每个单元的电流相等，如果在充电过程中，一个单元的添加功率（或减少）也相等，如果充电继续充电，如果电压下降较弱，并且如果电压不再像其他细胞一样，则无法降低电压。电流。 同样，如果容量较小的电池首先放电，然后将其放电，然后将其反向电荷，然后将其倒置。这些电池几乎可以在焊接新电池之前损坏哪些电池

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电池在焊接后始终需要打包。 ，您可以在不暴露电池连接的零件中打开一些小孔以帮助散热

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安全

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镍粉电池是具有高能量密度的储能组件，而不是消耗能量的组件，当它们连接到外部负载时，它们具有很低的排放曲线。将它们存放在干燥的地方，以避免使用镍 - 卡德米型电池的潮热。爆发，当电解质飞溅*a〜e eiz＃e时，皮肤或眼睛会受伤

拍摄时的预防措施

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结论