鋰離子電池容量計(jì)算之電壓法
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先給出一個(gè)表格:如下,百分比是電池的剩余容量,右側(cè)是對(duì)應(yīng)的電池的開(kāi)路電壓(OCV).
100%----4.20V
90%-----4.06V
80%-----3.98V
70%-----3.92V
60%-----3.87V
50%-----3.82V
40%-----3.79V
30%-----3.77V
20%-----3.74V
10%-----3.68V
5%------3.45V
0%------3.00V
以下是這個(gè)表格的來(lái)龍去脈.
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一.首先幾個(gè)概念解釋:
1.OCV:open circuit voltage的縮寫(xiě),開(kāi)路電壓.
2.鋰離子電池:本篇討論的是目前手機(jī)上普遍采用的以4.2V恒壓限制充電的單節(jié)鋰離子電池.
3.mAh:電池容量的計(jì)量單位,實(shí)際就是電池中可以釋放為外部使用的電子的總數(shù).
折合物理上的標(biāo)準(zhǔn)的單位就是大家熟悉的庫(kù)侖.
庫(kù)侖的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位為電流乘于時(shí)間的安培秒.
1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6庫(kù)侖
mAh不是標(biāo)準(zhǔn)單位,但是這個(gè)單位可以很方便的用于計(jì)量和計(jì)算.
比如一顆900mAh的電池可以提供300mA恒流的持續(xù)3小時(shí)的供電能力.
4.fuel gauging:電量計(jì)量,原意是油量計(jì)量,后在電化學(xué)上被引用為電量計(jì)量的意思.
最科學(xué)的并且是最原始的電池的電量計(jì)量方法是對(duì)流經(jīng)的電子流量的統(tǒng)計(jì).即庫(kù)侖計(jì)(coulomb count).
bigstar;要想獲得鋰離子電池的電量使用的正確情況,只有用庫(kù)侖計(jì).就象大家家里面的水量計(jì)量用的水表的作用原理.要計(jì)算流經(jīng)的電荷的多少才能獲得鋰離子電池的電量使用情況.
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二.電壓與容量的關(guān)系
但是鋰離子電池有一個(gè)對(duì)電量計(jì)量很有用的特性,就是在放電的時(shí)候,電池電壓隨電量的流逝會(huì)逐漸降低,并且有相當(dāng)大的斜率.這就提供給我們另外一種近似 的電量計(jì)量途徑.取電池電壓的方法.就好像測(cè)量水箱里面的水面高度可以大概估計(jì)剩余的水量這個(gè)道理一樣.但是實(shí)際上電池的電壓比水箱里面的平靜的水面高度 測(cè)量要復(fù)雜的多.
用電壓來(lái)估計(jì)電池的剩余容量有以下幾個(gè)不穩(wěn)定性:
1.同一個(gè)電池,在同等剩余容量的情況下,電壓值因放電電流的大小而變化.
放電電流越大,電壓越低.在沒(méi)有電流的情況下,電壓最高.
2.環(huán)境溫度對(duì)電池電壓的影響, 溫度越低,同等容量電池電壓越低.
3.循環(huán)對(duì)電池放電平臺(tái)的影響,
隨著循環(huán)的進(jìn)行,鋰離子電池的放電平臺(tái)趨于惡化.放電平臺(tái)降低.所以相同電壓所代表的容量也相應(yīng)變化了.
4.不同廠家,不同容量的鋰離子電池,其放電的平臺(tái)略有差異.
5.不同類型的電極材料的鋰離子電池,放電平臺(tái)有較大差異.鈷鋰和錳鋰的放電平臺(tái)就完全不同.
以上這些都會(huì)造成電壓的波動(dòng)和電壓的差異,使電池的容量顯示變的不穩(wěn)定
bigstar;bigstar;一臺(tái)手機(jī)上用電壓計(jì)量電池容量時(shí),因?yàn)槭謾C(jī)不可能一直處于小電流的待機(jī)狀態(tài).暫時(shí)的大電流的損耗,比如開(kāi)背光, 放鈴聲,特別是通過(guò),都會(huì)造成電池電壓很快降低.此時(shí)手機(jī)顯示的容量要降低得比實(shí)際容量降低更多.而當(dāng)大電流撤掉以后,電池的電壓會(huì)回升.這就會(huì)造成手機(jī) 容量顯示反而上升這種不合理的現(xiàn)象.
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三.電池電壓對(duì)電池容量的表格
說(shuō)了這么多,下面給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電壓對(duì)電池剩余容量的表格(左側(cè))
以及大電流恒流放電是電池電壓對(duì)容量的表格(右側(cè))
標(biāo)準(zhǔn)條件描述:
1.室溫
2.新的電池
3.完全充飽以后進(jìn)行GSM模擬放電
4.測(cè)量電池電壓時(shí),關(guān)斷放電回路,測(cè)量電池開(kāi)路電壓.排除放電電流對(duì)電壓的影響.
5.選用鈷鋰的電池,因?yàn)槟壳笆謾C(jī)上大多選用的是鈷鋰.錳鋰很少.
大電流恒流放電條件描述:
1.室溫
2.新的電池
3.完全充飽以后進(jìn)行550mA的恒流放電
4.測(cè)量電池電壓時(shí),不關(guān)斷放電回路,測(cè)量電池實(shí)際工作電壓.攜帶放電電流對(duì)電壓的影響.
5.選用鈷鋰的電池,因?yàn)槟壳笆謾C(jī)上大多選用的是鈷鋰.錳鋰很少.
bigstar;bigstar;bigstar;bigstar;bigstar;
具體數(shù)據(jù)如下,以10%的容量間隔進(jìn)行劃分
評(píng)論