紐扣電池體形小且使用方便,是消費、工業和醫療領域微型電子產品的主要供電管道或後備電源。 在物聯網的帶動下,紐扣電池應用越來越廣泛。 例如,電腦主機板、無線感測網絡、煙霧警示器、可擕式醫療裝置、資料獲取終端、電子玩具、遙控器、車鑰匙、電腦週邊和可擕式音訊裝置等。
紐扣電池雖然外形小巧,但厚薄有別,輸出電壓也不一樣。 現在的物聯網應用要求電池使用時間更久,讓MCU等數位電路在應用設計上面臨電池壽命、成本和體積三方面的難題,這就要求工程師要根據應用選擇不同的電池類型。
紐扣電池種類很多,多數以所用資料命名,如氧化銀電池、鈕電池、鹼性錳電池等。 按照充電類型,有不可充電池和可充電池兩類,而輸出電壓是應用中最重要的選擇參數。
不可充紐扣電池有:3V鋰錳電池(CR)系列,1.5V鹼性扣式電池(LR系列,含Ag系列),1.55V鋅-氧化銀電池紐扣電池(SR)系列,還有較少使用的1.4V鋅空電池(ZA系列)與1.35V的水銀電池。
可充電紐扣電池有:3.6V鋰離子扣式電池(LIR系列),3V的鋰離子扣式電池(ML和VL系列)。
現時,我們最常用到的紐扣電池是CR系列和Ag系列。
CR系列即3V鋰錳紐扣電池,例如CR2032、CR2025等,標稱電壓都是3V,終止電壓2V,典型工作電流在0.1-0.2mA之間,這種紐扣電池電壓和電流的特點使其多用在電子辭典、主機板CMOS、手錶等電子產品中。
Ag系列由Ag0-Ag13共14個產品構成,隸屬於鹼性紐扣電池LR系列,電壓為1.5V,適合微安級的放電要求,多用於小算盘、電子玩具、助聽器、手錶中。
不可充電紐扣電池中,鋅-氧化銀電池扮演過很重要的角色,鋅-氧化銀電池用SR表示,具有容量大,放電電壓平穩,貯存效能好等優點,電池電壓為1.55V,高階放電曲線平穩,大約有90%的部分始終穩定在於1.45V以上,放電曲線幾乎是一條直線。 這種電池可以設計成與鹼性紐扣電池一樣的尺寸。
LIR系列可充電紐扣電池是單支電池電壓最高的扣式電池,其工作電壓高達3.6V,是同型號鎳氫電池的3倍,而ML系列和LV系列的充電紐扣電池則為3V,與LIR系列的區別就在於適用電壓不同,充電紐扣電池適用於各類電子產品。
對於3V以上甚至更高電壓的應用,需要把多個紐扣電池疊層成不同電壓的電池組(電池包)使用,例如,6V的F22、11A、26A、476A,9V的6F22、10A、25A,8.4V的120H7D,以及12V的23A、27A等。
在大多數電池供電應用中,工程師除了選擇合適的電池型號外,還要在電路設計上下功夫,例如採用高效的Boost升壓型DC-DC轉換器,甚至昇/降壓轉換器(Buck-boost)