鋰離子電池在廣播電視領域的應用

張孫芝 普洱電視臺

電池是我們?nèi)粘Ｉ罴肮ぷ髦凶畛Ｒ姷碾娫粗唬姵氐陌l(fā)展歷程也是源遠流長的。早在1780年，意大利的解剖學家和醫(yī)學教授伽伐尼在解剖青蛙時偶然發(fā)現(xiàn)生物電現(xiàn)象，伏打受到伽伐尼青蛙實驗的啟發(fā)而發(fā)明了電池。隨后就是鉛酸電池、鋅錳電池、鎘鎳電池、鎳氫電池、鋰電池等一系列的電池在不斷的更新?lián)Q代。

一、鋰離子電池的發(fā)展歷程

1970年代，埃克森的M.S.Whitting ham采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成了首個鋰電池。1982年，伊利諾伊理工大學的R.R.Agarwal 和J.R.Selman 發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關注，因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。1992年，索尼公司發(fā)布首個商用鋰離子電池。隨后鋰離子電池革新了消費電子產(chǎn)品的面貌，至今仍是便攜電子器件的主要電源。

二、鋰離子電池在廣播電視領域的具體應用

現(xiàn)在市場上的充電電池型號繁多，但主要以鋰電池為主。廣播電視行業(yè)也一樣，以鋰離子電池為主要便攜電源，特別是媒體行業(yè)的重要設備攝像機，幾乎都在使用鋰離子電池。早些年使用的電池主要以鎳氫和鎘鎳電池為主。而鎳氫和鎘鎳電池相對鋰離子電池而言，卻存在很多不便之處。

(一)重量方面

以每一個單元電池的電壓來看，鎳氫電池和鎘鎳電池都是1.2 伏，而鋰離子電池為3.6 伏，鋰離子電池的電壓是鎳氫、鎘鎳電池的3 倍。并且，同型電池的重量鋰離子電池與鎘鎳電池幾乎相等，而鎳氫電池卻比較重。但鋰離子電池因端電壓為3.6 伏，在輸出同等電壓的情況下，單個電池組合時數(shù)目可減少三分之二，從而使成型后的電池組重量和體積都減小很多，因此方便記者攜帶外出，也大大的減輕了記者外出采訪的行李負擔。同時，也減輕了拍攝負擔，讓記者們抗著攝像機持續(xù)拍攝的時間也得到延長，可以更靈活的抓拍到一些更加唯美、更加有價值的畫面。

(二)電池的管理維護和使用方面

鎘鎳電池和鎳氫電池均具有有記憶效應，因此必須定期對長時間不使用的電池進行充放電管理。這種繁瑣的充放電管理在使用鎘鎳電池和鎳氫電池時是無法避免的。相對而言，鋰離子電池沒有記憶效應，在使用時非常方便簡單，可進行隨用隨充，不必擔心其記憶效應。充電時間自然可以縮短，非常符合快節(jié)奏、不定時、無預知、時效性很強的媒體行業(yè)使用。記憶效應是充電電池的一大天敵，它會大大縮減電池的壽命。同時，也會使電池無法進行有效充電，出現(xiàn)一充就滿，一放就完的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象在早些年我們使鎳氫和鎘鎳電池作為攝像機電源的時候就出過一些事故，因為充電時沒有放掉殘余電量，所以電池看似滿的，結果記者帶出去一拍，電池立馬就沒電了，導致無法正常完成新聞拍攝，造成嚴重的新聞播出事故。而鋰離子電池就沒有這方面的缺陷，可以更準確的衡量電量，有效提高了新聞采寫效率，減少了新聞播出事故。

(三)自放電率和充電效率

鎘鎳電池和鎳氫電池的自放電率為15%—35%/月，而鋰離子電池為2%—5%/月。從自放電率來看，鎘鎳電池和鎳氫電池就算沒有使用，每隔一段時間就得檢查充電，并且需要十幾小時的充電時間，其工作非常繁瑣。而鋰離子電池自放電率低，不用反復充電，節(jié)約了電費的同時還使電池的壽命得到了保障。因為電池反復的充電放電是非常影響其壽命的。因此，我們廣播電視行業(yè)選擇使用鋰離子電池是無可厚非的。首先可以節(jié)約成本，其次可以減少很多采寫事故，再次可以減輕記者的出行負擔。

三、未來展望

目前，鋰離子電池在我們廣播電視行業(yè)主要應用于攝像機，而在其他很多方面仍然采用的是其它類型的電池。比如我們的備用電源UPS，使用的是鉛酸電池，而鉛酸電池重量重，體積大，壽命短。使用時需要有足夠的空間擺放，搬運也非常吃力。并且鉛酸電池內(nèi)有液體，隨著充放電的轉換消耗和自然蒸發(fā)，液體將逐漸減少，如果發(fā)現(xiàn)電池發(fā)燙或者充電時間變短，就需要補充液體。因此，使用起來非常繁瑣。如果能將UPS 電池更換為鋰離子電池，那可以為我們電視媒體減輕很多負擔，鋰離子電池在同等電壓情況下體積小、重量輕、使用方便、壽命較長。首先不需要大空間擺放UPS 蓄電池，搬運不需要太多人力。其次，鋰離子電池耐用性較強，消耗慢，一般壽命在4—5年，壽命是鉛酸電池的2—3 倍。因此，大大減輕了我們的經(jīng)濟壓力。目前，部分新能源車輛啟動電瓶就采用了鋰電池，減少了體積，增加了使用壽命。

小結：縱觀電池發(fā)展的歷史，我們可以看出當前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個特點，一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展，包括鋰離子電池、鎳氫電池等。二是一次電池向蓄電池轉化，這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略；三是電池進一步向小、輕、溥方向發(fā)展。在商品化的可充電池中，鋰離子電池的比能量最高，特別是聚合物鋰離子電池，可以實現(xiàn)充電池的溥形化。正因為鋰離子電池的體積比能量和質(zhì)量高，可充電且無污染，具備當前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點。這幾個特點，又正好符合我們媒體行業(yè)。廣播電視新聞采寫，是有很多不確定因素和突發(fā)情況的，比如地震、洪澇災害等這些突如其來的重大災難，都是些刻不容緩的緊急新聞，要是記者因為電池問題而擔誤了宣傳報道，那后果是不堪設想的。

四、小結

縱觀電池發(fā)展的歷史，從伏打發(fā)明第一塊伏打電錐以來，無論從電池的體積，還是容量，得得到了大幅度的提升，電池的能量密度比得到了大幅度的提高。電池從有污染的鎳鎘電池逐漸發(fā)展到綠色環(huán)保電池，從一次性使用的電池向可多次進行充電、重復多次使用的電池發(fā)展，從重量高向輕小化發(fā)展，從長時間充電向短時間充電發(fā)展。就目前來說，鋰離子電池具有較高的能量密度比，其中鋰聚合物電池可以實現(xiàn)電池的薄型化。正因為鋰離子電池的體積比能量和質(zhì)量高，可充電且無污染，具備當前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點。這幾個特點，又正好符合我們媒體行業(yè)。廣播電視新聞采寫，是有很多不確定因素和突發(fā)情況的，比如地震、洪澇災害等這些突如其來的重大災難，都是些刻不容緩的緊急新聞，要是記者因為電池問題而擔誤了宣傳報道，那后果是不堪設想的。