別不信:掌握鋰電池容量就隻需這張圖
發布時間:2014-12-01 責任編輯:sherryyu
【導讀】鋰(li)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)是(shi)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)設(she)計(ji)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)時(shi)必(bi)須(xu)用(yong)到(dao)的(de),故(gu)了(le)解(jie)掌(zhang)握(wo)鋰(li)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)是(shi)很(hen)必(bi)須(xu)的(de),不(bu)管(guan)你(ni)是(shi)使(shi)用(yong)鋰(li)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)還(hai)是(shi)設(she)計(ji)鋰(li)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)。這(zhe)裏(li)小(xiao)編(bian)言(yan)簡(jian)意(yi)賅(gai)隻(zhi)需(xu)一(yi)張(zhang)圖(tu)就(jiu)能(neng)幫(bang)你(ni)搞(gao)定(ding)鋰(li)電(dian)池(chi)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)是(shi)咋(za)回(hui)事(shi)?
我(wo)們(men)現(xian)在(zai)設(she)計(ji)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin),很(hen)多(duo)時(shi)候(hou)也(ye)用(yong)鋰(li)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian),同(tong)手(shou)機(ji)或(huo)者(zhe)平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao)用(yong)鋰(li)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)一(yi)樣(yang),熟(shu)悉(xi)了(le)解(jie)鋰(li)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)的(de)學(xue)問(wen),也(ye)許(xu)對(dui)使(shi)用(yong)和(he)設(she)計(ji)鋰(li)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)包(bao)括(kuo)設(she)計(ji)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)器(qi)來(lai)說(shuo),很(hen)有(you)必(bi)要(yao)。
現在好多關注鋰電池放電的人,都有這樣的體會,就是當鋰電池從充滿電壓4.2V放電到3.7V時,時間很長,但一旦過了3.7V就放電很快了,沒錯,確實這樣。下麵翻閱一些鋰電池的一些資料,給大家做一個總結。
一,先說一下電池的放電平台,就是指充滿電的鋰電池在放電時,電池的電壓變化狀態。
電池恒流放電,電池電壓要經曆三個過程,即下降、穩定、再(zai)下(xia)降(jiang),在(zai)這(zhe)三(san)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong),穩(wen)定(ding)期(qi)是(shi)最(zui)長(chang)的(de)。穩(wen)定(ding)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang),說(shuo)明(ming)電(dian)池(chi)的(de)放(fang)電(dian)平(ping)台(tai)越(yue)高(gao)。放(fang)電(dian)平(ping)台(tai)的(de)高(gao)低(di),與(yu)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)。就(jiu)是(shi)因(yin)為(wei)各(ge)個(ge)鋰(li)電(dian)池(chi)廠(chang)家(jia)的(de)市(shi)場(chang)定(ding)位(wei)不(bu)一(yi)樣(yang),技(ji)術(shu)工(gong)藝(yi)手(shou)段(duan)不(bu)同(tong),其(qi)控(kong)製(zhi)的(de)放(fang)電(dian)平(ping)台(tai)就(jiu)不(bu)一(yi)樣(yang),質(zhi)量(liang)也(ye)就(jiu)有(you)很(hen)大(da)差(cha)別(bie)。
電池恒流放電,電池電壓要經曆三個過程,即下降、穩定、再(zai)下(xia)降(jiang),在(zai)這(zhe)三(san)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong),穩(wen)定(ding)期(qi)是(shi)最(zui)長(chang)的(de)。穩(wen)定(ding)時(shi)間(jian)越(yue)長(chang),說(shuo)明(ming)電(dian)池(chi)的(de)放(fang)電(dian)平(ping)台(tai)越(yue)高(gao)。放(fang)電(dian)平(ping)台(tai)的(de)高(gao)低(di),與(yu)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)。就(jiu)是(shi)因(yin)為(wei)各(ge)個(ge)鋰(li)電(dian)池(chi)廠(chang)家(jia)的(de)市(shi)場(chang)定(ding)位(wei)不(bu)一(yi)樣(yang),技(ji)術(shu)工(gong)藝(yi)手(shou)段(duan)不(bu)同(tong),其(qi)控(kong)製(zhi)的(de)放(fang)電(dian)平(ping)台(tai)就(jiu)不(bu)一(yi)樣(yang),質(zhi)量(liang)也(ye)就(jiu)有(you)很(hen)大(da)差(cha)別(bie)。
一般地,一節18650的鋰電池滿電壓4.2V,當用1C的電流放電放到3.7V,放了60分鍾,那麼我們就說電池的使用容量是2200mAh,在這段時間裏 根據充電電池特性,做出一個圖如下,可以更好理解電池容量和電壓電流時間與放電平台關係:

鋰電池電池容量與放電平台理解示意圖
容量(C)=放電電流×電池放電平台時間
對於1節容量為2200mAh的18650鋰電池來說,1C放電到3.7V用時1小時,
容量(C)=2200mA×1小時=2200mAh
那麼問題就來了,對於好一點的鋰電池,一般在我們做產品測試時會在3.7V以後電壓下降的很快,那麼在短時間內放的電量就很少。相反不好的電池在4.2V到3.7V放電的時候,電壓下降的很快,而在3.7V以後電壓又下降的有很慢,這種電池是性能不好的一般容量也非常低。那麼好的鋰電池的放電平台就是3.7V。
就一般而言,在恒壓條件下,充到電壓為4.2V,電流小於0.01C時停充電,然後擱置10分鍾,在任何倍率的放電電流下,放電至3.7V時shi,電dian池chi放fang電dian所suo經jing曆li的de一yi個ge時shi間jian長chang度du,是shi衡heng量liang電dian池chi好hao壞huai的de重zhong要yao指zhi標biao。不bu過guo,不bu要yao一yi味wei地di追zhui求qiu高gao平ping台tai,有you時shi候hou平ping台tai電dian壓ya高gao,容rong量liang卻que下xia降jiang了le,因yin為wei,不bu同tong倍bei率lv條tiao件jian下xia,平ping台tai電dian壓ya是shi不bu同tong的de,因yin此ci,平ping台tai的de問wen題ti應ying從cong多duo方fang考kao慮lv。既ji要yao容rong量liang高gao,又you要yao在zai指zhi定ding電dian壓ya持chi續xu時shi間jian長chang,才cai算suan真zhen正zheng的de好hao電dian池chi。
[page]
什麼又是放電率的呢?
放電率F:[1/時],意思是 “N小時充(放)電率,常常隻說”數“,而不說單位;F也稱做 ”N小時充(放)電率“, F =1/(N小時),
一般可以這樣計算:I=0.1 X [1/(N小時)] X C
舉例,電池容量時2200mAh,以 0.1C 的電流充電,相當於明確: 對電池的充電電流 I=0.1[1/時]X2200[毫安時]=220[毫安]
jiezhushangmiandelidianchidianchirongliangyufangdianpingtailijieshiyitu,nengbijiaohaodelijiechongdiandianchironglianghedianchidefangdianpingtaidedaoli,yekeyishuoshihengliangdianchigaogonglvdegongzuoshijian,tongyanglianggedianchirongliangshixiangtongde,chongmandianhoujiashetongshicong4.2V放到3.7V,danshiyigeshijianchang,yigeshijianduan,jiushishijianchangdedianchipingtaigao,jiushigaodianyadeshijiangongzuoshijianchang,biruzhelianggedianchiyongzaishoujishang,daijishijianshixiangtongde,danlianggeshoujiyiqidadianhua,pingtaishijianchangdedianchitongzhishijianhuichang,pingtaishijianduandedianchitonghuashijianhuiduan
二,對於這個圖,另一個含義,對理解鋰電池的電量管理監測也很有意義。
比如,目前,對充電電池進行電量監控方法,一般有兩種。
測量電池電壓方法。當充電器在充電時檢測電池電壓,當電壓達到規定電壓值時就認為充滿。如鋰電池的電壓充到4.2V時就認為充滿。檢測電壓的電壓表精度要達到正負1%的(de)精(jing)度(du)。因(yin)鋰(li)電(dian)池(chi)過(guo)充(chong)電(dian)要(yao)損(sun)壞(huai)。如(ru)果(guo)想(xiang)監(jian)視(shi)電(dian)池(chi)充(chong)放(fang)電(dian)的(de)話(hua),書(shu)上(shang)有(you)很(hen)成(cheng)熟(shu)的(de)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)參(can)考(kao),如(ru)果(guo)隻(zhi)是(shi)測(ce)量(liang)一(yi)下(xia)的(de)話(hua)那(na)就(jiu)好(hao)辦(ban)了(le),根(gen)據(ju)容(rong)量(liang)計(ji)算(suan)一(yi)下(xia)負(fu)載(zai)電(dian)阻(zu),用(yong)標(biao)準(zhun)放(fang)電(dian)電(dian)流(liu)放(fang)電(dian),這(zhe)時(shi)再(zai)檢(jian)測(ce)電(dian)壓(ya),隻(zhi)要(yao)能(neng)達(da)到(dao)或(huo)接(jie)近(jin)標(biao)稱(cheng)的(de)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)就(jiu)行(xing)。
celiangdianchidianyazhezhongfangfa,youhenduobuzuliruduiyubutongchangshangshengchandedianchi,qikailudianyayurongliangzhijiandeguanxigebuxiangtongdeng。youdianshishejichengbenbijiaodi。
還有一個常用的監測剩餘電量的方法是,在一些要求比較精確電池容量的地方,了解電池剩餘容量用估算電池使用時間,通過測量流入/流出電池的淨電荷來估算電池剩餘容量。對流入/liuchudianchidezongdianliujinxingjifen,yejiushiqiutuzhongquxianxiademianji,dedaodejingdianheshujiweishengyurongliang。zhejiudianchirongliangjisuandefangfashimuqianrenweishibijiaojingquedejisuandianchidianliangdefangfa。dangranshejichengbenyeshibijiaogaode。
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