电池充放电

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电池充放电原理

电池充放电原理

电池充放电原理电池,作为一种重要的电源设备,广泛应用于日常生活和工业领域。

电池的充放电原理是指在特定条件下,电化学反应使得正负极之间的电荷流动,在充电时将电荷储存,放电时释放电荷。

一、电池的基本构成电池由正极、负极和电解质组成。

正极通常是一种氧化剂,负极则是还原剂。

电解质是电池中的离子传导介质,通常是液态或固态的电解质溶液。

二、充电原理在电池充电的过程中,外部电源的直流电流通过电池,将负极物质中的离子还原成原子,并将正极物质中的原子氧化成离子。

这导致正负极之间的电势差增大,并使得电解质中的离子向正极移动,从而将电荷存储在电池中。

充电过程中,正极上的氧化反应和负极上的还原反应是一个可逆过程。

当外部电源的正极和负极极性与电池相反时,电池开始充电。

三、放电原理在电池放电的过程中,电池的负极物质中的离子被还原成原子,并释放出电子。

正极物质中的离子则被氧化成离子,与负极的电子结合,形成新的化合物。

放电过程中,正极上的氧化反应和负极上的还原反应是一个不可逆过程。

电池的放电是通过将储存的电荷释放出来,以供给外部负载使用。

四、电池的工作原理电池的充放电原理实际上是一种电化学反应的过程。

当外部电源施加在电池上时,电解质中的离子开始在正负极之间移动,产生电流。

这个电流就是通过电池供给外部负载使用的电能。

在充电时,外部电源的正负极极性与电池相反,从而使得电池的正负极之间的电势差增大,电池储存电能。

当需要使用电能时,外部负载连接在电池上,电池开始放电,释放储存的电能以供外部负载使用。

五、电池的类型和应用根据不同的电化学反应,电池可以分为干电池和蓄电池两大类。

干电池是一次性电池,不可再充电;蓄电池则可以进行充放电循环使用。

不同类型的电池在各个领域都有广泛的应用。

比如镍镉电池常用于移动电话和便携式电子设备,铅酸电池广泛用于汽车起动和停车辅助,锂离子电池则是电动汽车和便携式电子设备的首选电源。

结语电池的充放电原理是基于电化学反应的,通过外界电源的作用,正负极之间的离子移动使得电荷在电池内存储和释放。

电池充放电原理

电池充放电原理

电池充放电原理电池是一种能够将化学能转化为电能的设备,而电池的充放电原理则是电池正常工作的基础。

本文将详细介绍电池充放电原理。

一、电池充电原理充电是指将电池内的化学能转化为电能的过程。

当电池充电时,外部电源将正极和负极之间的电压提高,使电池内部发生化学反应,将化学能储存起来。

1.1 电池内部结构为了更好地理解电池充电原理,首先需要了解电池的内部结构。

一般情况下,电池由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。

正极是电池的正极端,通常是由金属氧化物或者金属产生的。

负极是电池的负极端,通常是由金属或者碳材料构成。

电解质是连接正负极的液体或者固体,它能够传导离子并分隔正负极。

隔膜在电池中起到隔离正负极的作用,防止短路。

1.2 充电过程在电池正常充电的过程中,正极会吸收电子,并将电子转移到负极,从而形成了电流。

电子从外部电源流向电池的正极,经过电解质和隔膜后,进入电池的负极。

在电池负极,电子与正极发生化学反应,将化学能储存起来。

相应地,正极的化学物质也发生变化,形成了更高的能态。

1.3 充电结束当电池充电达到一定程度后,化学反应会逐渐停止,此时电池被认为是完全充电状态。

充电结束时,外部电源的电压会下降,不再流动电流。

二、电池放电原理放电是指将电池内储存的化学能转化为电能的过程。

当电池被负载连接并工作时,化学能会转化为电能,驱动负载正常运行。

2.1 放电过程在电池放电过程中,正极的化学物质与电子发生反应,释放出储存的化学能。

正极的化学物质逐渐转化为稳定的化合物,同时电池内部产生电流。

电流会通过负极的负载,为电子设备提供所需的电能。

同时,电解质和隔膜会促进离子的传导,维持电池的内部平衡。

2.2 放电结束当电池的化学能完全转化为电能时,电池处于放电结束状态。

此时,电池无法继续供应电流,负载无法正常工作。

三、电池充放电的应用电池的充放电过程在各个领域都有广泛的应用。

我们可以利用电池的充电原理,将电池接入太阳能充电板来储存太阳能,以便在夜晚或无阳光时使用。

电池充放电测试方法

电池充放电测试方法

电池充放电测试方法
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊电池充放电测试方法,这可真是个有趣又重要的事儿呢!
你想想看,电池就像是我们生活中的小能量库,手机啦、电脑啦、电动车啦等等,都得靠它来发力呢!那怎么才能知道这个小能量库到底给不给力呀?这就得靠充放电测试啦!
先来说说充电这一环节。

就好比人吃饭,得慢慢地吃,不能一下子就塞得满满的,不然会噎着不是?给电池充电也是一样的道理呀!得用合适的电流和电压,一点一点地给它补充能量。

要是电流太大,那电池可就受不了啦,说不定还会发脾气呢!那怎么判断充电是不是充好了呢?这就得看电池的状态啦,就像人吃饱了会打饱嗝一样,电池充好电也会有一些表现呢。

然后就是放电啦!这就像是电池在工作,把储存的能量释放出来。

我们得知道它能释放多少能量,能工作多长时间呀。

这时候就得模拟各种使用场景,好比让电池一会儿跑跑步,一会儿跳跳舞,看看它在不同情况下的表现。

要是电池在关键时刻掉链子,那可就麻烦啦!
在做充放电测试的时候,可得像照顾小宝贝一样细心呢!要时刻关注电池的温度,别让它发烧啦。

温度太高或太低,都会影响电池的性能和寿命哦。

就好像人在太冷或太热的环境下会不舒服一样,电池也会闹情绪的呀!
还有哦,测试的环境也很重要呢!不能一会儿在热得要命的地方,一会儿又在冷得要死的地方,这样电池也会不适应的啦。

要给它一个稳定、舒适的环境,让它好好表现。

你说这电池充放电测试是不是很有讲究呀?要是不重视,那我们用起那些靠电池的玩意儿来可就不踏实啦。

所以呀,大家可别小瞧了这个测试,它可是能让我们更好地了解电池,让我们的生活更加便利和安心呢!总之,电池充放电测试真的是非常重要且必不可少的呀!。

电池的充放电原理

电池的充放电原理

电池的充放电原理电池是现代社会中不可或缺的重要能源存储设备之一。

它的功能是将化学能转化为电能,并在电流的作用下实现能量的流动。

电池的充放电过程涉及到一系列的物理和化学原理,本文将详细介绍电池的充放电原理。

一、电池的组成和基本结构电池通常由正极、负极和电解质组成。

正极含有氧化剂,负极含有还原剂,电解质则有助于离子的传递。

在普通的干电池中,正极一般为二氧化锌,负极为锌;而电解质则是氢氧化钾溶液。

正极与负极之间通过电解质进行离子传递,进而产生电流。

二、电池的充电原理电池的充电是指通过外部电源将电荷输入电池,使得正极和负极之间的化学反应逆转,恢复成原始的化学物质。

当电池处于充电状态时,外部电源输出的电流会将电子流向电池的负极,同时将正极的离子反转。

这样,经过一段时间的充电过程,电池内部的化学反应会使得正极和负极上的物质重新组合,恢复原始的化学状态。

三、电池的放电原理电池的放电过程与充电过程相反。

当外部负载连接到电池两极之间时,正极上的化学物质会释放出离子,并将电子输送到负极,从而产生电流。

在放电过程中,正极上的化学物质被逐渐消耗,而负极上的化学物质则被还原。

这种化学反应会持续直至正极和负极的物质完全转化为其他物质,此时电池的储存能量也会逐渐消耗殆尽。

四、电池的充放电效率和能量损耗在电池的充放电过程中,能量转化效率是一个重要指标。

充电时,电池内部发生的化学反应会产生一定的电阻,导致能量损耗。

而在放电过程中,电流通过导线和电器设备时也会有一定的电阻损耗。

此外,电池的充放电效率还受到温度和电流大小的影响。

过高或过低的温度都会降低电池的效率,而电流过大或过小也会导致能量损耗增加。

五、电池的充放电特性和应用不同类型的电池具有各自的充放电特性。

镍氢电池具有较高的放电容量和较低的自放电率,适合长时间的持续放电应用;锂离子电池具有较高的能量密度和循环寿命,适合便携式电子设备。

电池的充放电原理在各个领域都有广泛的应用,如移动通信、电动车、航空航天等。

充放电流程

充放电流程

充放电流程
充电过程:电源连接:当电动汽车需要进行充电时,首先需要将其连接到电源。

这个电源可以是一个充电桩,也可以是电站。

通过这样的连接,电能可以从外部传输到车辆的电池组中。

电池管理系统(BMS)监控:在充电过程中,电池管理系统(BMS)起着核心的监测和控制作用。

它会密切关注电池的各项参数,如电压、电流和温度等。

这些参数对于确保电池的安全和稳定充电至关重要。

化学反应进行:在充电过程中,电池内部的化学反应开始发生改变。

电子从负极流向正极,而锂离子则从正极移向负极。

这个过程实际上是一个能量储存的过程,将电能转化为化学能。

充电速率:充电速率的快慢取决于电池的设计和充电电源的功率。

快速充电设施可以在短时间内给电动汽车充入更多的电能,从而达到较高的电量水平(例如,30分钟内达到80%)。

不过,这也需要做好对电池温度的监控,以防止过热带来的损害。

放电过程:电动驱动需求:当电动汽车需要行驶或者执行其他任务时,电池管理系统(BMS)会根据车辆的需求来控制电池放电。

电池充放电曲线解读

电池充放电曲线解读

电池充放电曲线解读
电池充放电曲线是指在电池进行充电和放电过程中,电压随时间的变化情况所绘制的曲线。

根据电池的不同特性,充放电曲线可以给我们提供以下几方面的信息:
1. 电池的容量:充放电曲线上的平台区域可以反映电池的容量大小。

在充电过程中,电池的电压会逐渐上升并逐渐趋于平稳,当达到一定电压后,电池处于充电平台状态。

同样,在放电过程中,电池的电压会逐渐下降并趋于稳定,在放电平台状态下电池的电压保持基本稳定。

通过测量充放电平台电压,可以推算出电池的容量大小。

2. 电池的内阻:充放电曲线上从充电平台到放电平台的电压下降或上升速率,可以反映电池的内阻大小。

内阻越大,电池的充电和放电效率就越低。

3. 电池的健康状况:正常情况下,充放电曲线的形状是平滑的,并且电池在充放电过程中电压的变化趋势是一致的。

如果电池存在问题或老化,充放电曲线可能会出现波动、不稳定或者电压下降速率变快等异常情况。

4. 充放电效率:通过比较充放电曲线上的充电斜率和放电斜率可以推算出电池的充放电效率。

充放电效率越高,电池的能量转换效率就越高。

综上所述,电池充放电曲线可以提供有关电池容量、内阻、健
康状况和充放电效率等信息,为电池的使用和维护提供了参考依据。

动力电池充放电原理

动力电池充放电原理

动力电池充放电原理
电动汽车的动力电池主要由两部分组成,即正极和负极。

正极由正极活性物质的集流体、电解液组成,负极由负极活性物质、负极的导电剂、集流体组成,电解液通常是水性有机溶剂。

现在我将以锂离子动力电池为例,来介绍一下锂离子动力电池的充放电原理。

一、锂离子动力电池充放电原理
1.充电过程:锂离子从正极的活性物质(正极活性物质是指在整个电池中具有高度导电性的部分)扩散到负极(负极活性物质是指在整个电池中具有高度导电性的部分),由于正极活性物
质是指在整个电池中具有高度导电性的部分)在放电过程中存在一个从负极到正极的净电流,所以当锂离子从负极返回到正极时,其电荷量和锂离子在负极上的移动量相同,即:Q=Q0+Qi。

当锂离子从正极返回到负极时,其电荷量和在负极上的移动量相同,即Q=Q0+Qi。

2.放电过程:锂离子从正极的活性物质(正极活性物质是指在整个电池中具有高度导电性的部分)扩散到负极(负极活性物质是指在整个电池中具有高度导电性的部分)。

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电池充放电方法

电池充放电方法

电池充放电方法:
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电池恒流充(放)电
电池恒流充放电叠加图:红色线条是充电,蓝色线条是放电。

1.电极连接方法:工作电极连接电池的正极,参比电极和辅助电极连接电池的负极。

电极
连接错了,仪器会给出连接错误提示,请及时调换连接的电极。

2.充电电流不能超过电容容量(AH),一般在五分之一到二分之一。

充电时间可设置的长一
些,充放电电压达到限制电压,即便充电时间不到也会自动停止。

放电限制电压不能低于电池标称的50%
3.不论是充电或放电,电压量程都应大于限制电压。

商品锂电池
电池恒流循环充放电:
1.该方法用于检测电池充放电性能,电池循环使用次数,亦可用于电容器的充放电,循环次数设定最高可达到10000次。

2.电极连接方法:工作电极连接电池的正极,参比电极和辅助电极连接电池的负极。

电极连接错了仪器会给出连接错误提示。

3.充电电流不能超过电容容量,一般在五分之一到二分之一。

充电时间可设置的长一些,限制电压到了,即便充电时间未到也会自动停止。

放电限制电压不能低于电池标称的50%
4.不论是充电或放电,电压量程都应大于限制电压。

电池恒流循环充放电如下图:
商品镍氢电池。

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1、电池的定义:按照学者们的命名“电池”即是“化学电源”,它是一个由化学能直接转换成电能的装置。

称“化学电源”显得更科学一些,称“电池”则更贴近百姓一些。

2、何为“一次电池”和“二次电池”?“一次电池”也被称为“原电池”,它是不可以充电的,当设计的容量用完后要更换新电池,它的优点是使用方便,它的缺点是大量的废弃电池对环境造成一定影响。

“二次电池”也称“蓄电池”,是可充电电池,当电池的电量用到一定程度时可以用规定的充电器充电以恢复电量。

还有一种介于二者之间的“可充电一次电池”,它是一次电池的原理,经改良后也可充电,但充放电深度和循环寿命都不能和“二次电池”同日而语。

3、“公称电压”是怎样确定的?规定它有什么作用?“公称电压”顾名思义是大家公认的电压体系,就像220V是我们国家规定的家用交流电的“公称电压”一样,电池的“公称电压”其值规定在:当电池较小电流放电时的电压平台附近。

所以它低于电池的开路电压,又高于较大电流工作时的负载电压。

它的作用是为用电器的设计提供参考,也为电池使用者更换电池时提供依据。

有关标准规定“每个电池必须标明公称电压和正负极性”。

使用者也应注意:“大小形状即使相同,如公称电压不同的电池不能互换。

”目前市场流行的电池体系及公称电压是:“锌锰”/“碱锰” 1.5V“镍镉”/“镍氢” 1.2V“铅酸”2.0V“锂锰”3.0V“锂硫”2.7V“锂氯”3.6V“锂钴” 3.8V(从资料上看,也有标注3.6V和3.7V的,那是因为随着电池材料的改进,充电电压有所提高,电压平台也有所提高。

规定3.8V是比较合理的。

)4、何为“额定容量”?“额定容量”是电池的设计电容量,有关标准规定:电池的实际容量应大于或等于额定容量,因此只要是负责任的厂家出品的电池,绝大多数电池个体容量均不低于额定容量。

但容量的测定条件在标准中规定得非常严格,一般用户不一定具备,所以通常只是在室温下对电池进行定电流(或定电阻)放电,计算其容量基本附合就可以了。

5、何为“自放电率”?电池在存放期间,其正、负极反应物质会有一定的消耗,结果是使电池的实际容量有所下降。

这种现象称为自放电,自放电率即是对这种现象的描述,以单位时段额定容量减少的百分数来表示。

如3% /年。

或是3% /月6、何为“记忆效应”?到目前为止,只是“镍镉”电池有此现象。

当蓄电池在放电(使用时的状态)时如果没有将容量用完即行充电,那么电池以后的充放电容量只能达到那次放电的水平,任何方法也不可能恢复其额定容量了。

如1000mAh的电池,如果有一次只放电100mAh就进行了充电,那么这只电池今后只能作为100mAh电池来使用。

这就是所谓的“记忆效应”。

“记忆效应”给用户带来很大的困难,所以后来研发的二次电池往往特意加注“无记忆效应”。

铅酸电池就不注,因为铅酸流行的时候人们还不知道有“记忆效应”这会事儿。

7、“锂电池”是什么概念?“锂电池”是以金属锂为负极材料的一次电池的总称,依据其正极材料的不同,构成许多电池体系。

如“锂锰”;“锂硫”;“锂氯”;“锂碘”;“锂铜”等等。

8、“锂离子电池”是什么概念?“锂离子电池”是负极材料为锂元素的二次电池的总称,依据正极材料的不同,构成许多体系。

如“锂钴”;“锂镍”;“锂锰”········等。

不过锂离子电池是当今最新的电池体系,还有很多新体系正在研制和开发中。

9、放电率“nC”是什么概念?电池的放电电流也是用户选配电池所关心的数据,有些样本直接给出允许持续电流及脉冲电流,但有些样本或文章则以“nC”来表述放电电流。

其中“C”是额定容量,n是有单位的系数,其单位是“1/小时”,“nC”即是放电率。

(n=1也不能省略)。

例如:额定容量为“1000mAh”的电池,以“0.1C”放电,就是0.1 /h×1000mAh=100mA。

放电电流是100mA。

10、锂/锰电池有那些特点?锂/锰电池的显著特点是“比能量高”及“贮存期长”。

它的比能量是碱锰电池的4倍,也就是说相同规格的电池。

其容量和电压都是碱锰电池的2倍。

其贮存性能就更显优越,电化学体系几乎不存在锂的自溶,贮存容降几乎为零,所以敢于承诺贮存期8年。

11、什么是电池的容量?电池的容量有额定容量和实际容量之分。

电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下,应该放出最低限度的电量。

Li-ion规定电池在常温、恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下充电3h,电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。

容量常见单位有:mAh、Ah=1000mAh)。

12、什么是电池内阻?是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。

有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。

电池内阻大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。

内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。

是衡量电池性能的一个重要参数。

注:一般以充电态内阻为标准。

测量电池的内阻需用专用内阻仪测量,而不能用万用表欧姆档测量。

13、什么是开路电压?是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差。

一般情况下,Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右,放电后开压为3.0V 左右,通过电池的开路电压,可以判断电池的荷电状态。

14、什么是工作电压?又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。

在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,不需克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电池,充电时则与之相反。

Li-ion的放电工作电压在3.6V左右。

15、什么是放电平台?放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电,然后搁置10分钟,在任何们率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。

是衡量电池好坏的重要标准。

16、什么是(充放电)倍率?时率?是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示。

如电池的标称额定容量为600mAh 为1C(1倍率),300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推.时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh的电流为1小时率,以此类推.17、什么是自放电率?又称荷电保持能力,是指电池在开路状态下,电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。

主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。

是衡量电池性能的重要参数。

注:电池100%充电开路搁置后,一定程度的自放电正常现象。

在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天。

可允许电池有容量损失。

18、什么是内压?指电池的内部气压,是密封电池在充放电过程中产生的气体所致,主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。

其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产生的气体于电池内聚集所致。

高倍率的连续过充,会导致电池温度升高、内压增大,严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响,如漏液、鼓底,电池内阻增大,放电时间及循环寿命变短等。

Li-ion任何形式的过以都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。

帮Li-ion在充电过程中需采用恒流恒压充电方式,避免对电池产生过充。

19、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货?电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。

电池经过一定时间储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。

经过了一段时间的储存,可以让内部各成分的电化学性能稳定下来,可以了解该电池的自放电性能的大小,以便保证电池的品质。

20、为什么要化成?电池制造后,通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成,电池粉有经过化成后才能体现真实性能。

A、充电率(C-rate)C是Capacity的第一个字母,用来表示电池充放电时电流的大小数值。

例如:充电电池的额定容量为1100mAh时,即表示以1100mAh(1C)放电时间可持续1小时,如以200mA(0.2C)放电时间可持续5小时,充电也可按此对照计算。

B、终止电压(Cut-off discharge voltage)指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。

根据不同的电池类型及不同的放电条件,对电池的容量和寿命的要求也不同,因此规定的电池放电的终止电压也不相同。

C、开路电压(Open circuit voltage OCV)电池不放电时,电池两极之间的电位差被称为开路电压。

电池的开路电压,会依电池正、负极与电解液的材料而异,如果电池正、负极的材料完全一样,那么不管电池的体积有多大,几何结构如何变化,起开路电压都一样的。

D、放电深度(Depth of discharge DOD)在电池使用过程中,电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电深度。

放电深度的高低和二次电池的充电寿命有很深的关系,当二次电池的放电深度越深,其充电寿命就越短,因此在使用时应尽量避免深度放电。

E、过放电(Over discharge)电池若是在放电过程中,超过电池放电的终止电压值,还继续放电时就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。

F、过充电(Over charge)电池在充电时,在达到充满状态后,若还继续充电,可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏。

G、能量密度(Energy density)电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。

一般在相同体积下,锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍,是镍氢电池的1.8倍,因此在电池容量相等的情况下,锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小,重量更轻。

H、自我放电(Self discharge)电池不管在有无被使用的状态下,由于各种原因,都会引起其电量损失的现象。

若是以一个月为单位来计算的话,锂离子电池自我放电约是1%-2%、镍氢电池自我放电约3%-5%。

I、充电循环寿命(Cycle life)充电电池在反复充放电使用下,电池容量回逐渐下降到初期容量的60-80%。

J、记忆效应(Memory effect)在电池充放电过程中,会在电池极板上产生许多小气泡,时间一久,这些气泡会减少电池极板的面积,也间接影响电池的容量放电速率简称放电率,常用时率和倍率表示时率:是以放电时间表示的放电速率,即以某电流放至规定终止电压所经历的时间,例如某电池额定容量是 20小时率时为12AH即以C 20 为 60AH表示,则电池应以12/20=0.6A的电流放电,连续达到20H者即为合格。

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