最近我一直在琢磨一個問題,鹼性電池到底能使用多長時間?當然,我說的「電池」實際上只是一節乾電池。如果電池只輸出很小的電流,其使用壽命可否比較長久,比如超過一年?這樣可真是名副其實的「老電池」啦。

於是我找到一號電池(D型)的參數表,但沒看到我想要的參數。公佈的資料只是說使用壽命高達數百小時。而我期望以年為單位的使用壽命,而非以周為單位。

20171117TA01P1 圖1 公開的電池使用壽命資料。

我突然想到,我臥室裡的鬧鐘用的就是五號(AA型)鹼性電池,使用已超過一年,每天早上定時叫醒我。我想如果能測量出鬧鐘從AA電池中吸取多少電流,就可以推斷出由一號電池供電的設備的電流消耗量。為此我專門做了一個小測試夾具。

20171117TA01P2 圖2 電流測量測試夾具。

測試夾具的設計佈局示意圖如圖3。

20171117TA01P3 圖3 測試夾具的具體示意圖。

我是這樣將夾具插入到鬧鐘電池腔中的:

20171117TA01P4 圖4 測試夾具安裝。

測量結果如下:

20171117TA01P5 圖5 用數位萬用電表測量鬧鐘消耗的電流。

隨著鬧鐘秒針的走動,數位萬用電表的電流讀數也跟著變化,但基本上是在100μA上下浮動。然而,這個測量方法遇到一個小小的複雜問題。

請看鬧鐘內部的電池佈局設計(圖6)。它包含不只是一節AA電池,而是兩節,並且是並聯的,這是大學教科書裡警告我們絕對不能犯的錯誤。而這個鬧鐘的電池設計確實如此,也許其中有我們還不明白的道理。

20171117TA01P6 圖6 鬧鐘電池並聯的實圖。

上次換新電池時,我在鬧鐘錶殼上貼了日期標籤。那個日期是13個月之前,電池已經用了一年多一點。我覺得還過得去。即便只安裝一節AA電池,鬧鐘仍然可以正常工作。因此,我取下一節電池,裝上測試夾具,再來測試鬧鐘消耗的電流。從原理上推測,在負載均衡的情況下,每個電池的電流應該只是萬用表讀數的一半,即僅為50μA。從這個數字我就可以估算出一個一號電池供電的設備所消耗的電流有多少。

20171117TA01P7 圖7 一號與五號電池的電流比較。

我測試了由鹼性電池供電的設備,從資料參數表可以看出,一號電池供電設備的毫安培-小時容量相當於五號電池供電設備的七倍。因此,我可以比較有把握地推斷出,只要一號電池供電設備消耗的電流不超過7×50μ(A350μA),其電池使用壽命應該可以超過一年。

當然,這是基於多個不確定的假設而得出的結論,未必準確。即便如此,也比盲目猜測要好。讀者朋友,您是否有興趣自己動手測量一下不同品牌鹼性電池的電流並與EDN讀者分享您的測試結果?

(參考原文:Der alte battery,by John Dunn,由EDN China編輯Jenny Liao編譯整理。)