鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2008次 | 2022年02月18日
鋰離子電池電壓和電量的關(guān)系
18650是鋰離子電池的鼻祖--日本SONY公司當(dāng)年為了節(jié)省成本而定下的一種標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號(hào),其中18表示直徑為18mm,65表示長(zhǎng)度為65mm,0表示為圓柱形電池。
常見的18650電池分為鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池。鋰離子電池電壓為標(biāo)稱電壓為3.7v,充電截止電壓為4.2v,磷酸鐵鋰電池標(biāo)稱電壓為3.2V,充電截止電壓為3.6v,容量通常為1200mAh-3350mAh,常見容量是2200mAh-2600mAh。
18650鋰電池的用途
18650電池壽命理論為循環(huán)充電1000次。由于單位密度的容量很大,所以大部份用于筆記本電腦電池,除此之外,因18650在工作中的穩(wěn)定性能非常好,廣泛應(yīng)用于各大電子領(lǐng)域:常用于高檔強(qiáng)光手電、隨身電源,無線數(shù)據(jù)傳輸器,電熱保暖衣、鞋,便攜式儀器儀表,便攜式照明設(shè)備,便攜式打印機(jī),工業(yè)儀器,醫(yī)療儀器等。
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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
用電壓來估計(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,
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
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
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,比如開背光,放鈴聲,特別是通過,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。
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)際上鋰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。用電壓來估計(jì)電池的剩余容量有以下幾個(gè)不穩(wěn)定性: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。在沒有電流的情況下,電壓最高;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;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;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。
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。鈷鋰電池和錳鋰電池的放電平臺(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,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,比如開背光,放鈴聲,特別是通過,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。
一,先說一下電池的放電平臺(tái),就是指充滿電的鋰電池在放電時(shí),電池的電壓變化狀態(tài)。電池恒流放電,電池電壓要經(jīng)歷三個(gè)過程,即下降、穩(wěn)定、再下降,在這三個(gè)過程中,穩(wěn)定期是最長(zhǎng)的。穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng),說明電池的放電平臺(tái)越高。放電平臺(tái)的高低,與電池制造工藝息息相關(guān)。就是因?yàn)楦鱾€(gè)鋰電池廠家的市場(chǎng)定位不一樣,技術(shù)工藝手段不同,其控制的放電平臺(tái)就不一樣,質(zhì)量也就有很大差別。
一般地,一節(jié)18650的鋰電池滿電壓4.2V,當(dāng)用1C的電流放電放到3.7V,放了60分鐘,那么我們就說電池的使用容量是2200mAh,在這段時(shí)間里根據(jù)充電電池特性,做出一個(gè)圖如下,可以更好理解電池容量和電壓電流時(shí)間與放電平臺(tái)關(guān)系
測(cè)量電池電壓方法。當(dāng)充電器在充電時(shí)檢測(cè)電池電壓,當(dāng)電壓達(dá)到規(guī)定電壓值時(shí)就認(rèn)為充滿。如鋰電池的電壓充到4.2V時(shí)就認(rèn)為充滿。檢測(cè)電壓的電壓表精度要達(dá)到正負(fù)1%的精度。因鋰電池過充電要損壞。如果想監(jiān)視電池充放電的話,書上有很成熟的電路可以參考,如果只是測(cè)量一下的話那就好辦了,根據(jù)容量計(jì)算一下負(fù)載電阻,用標(biāo)準(zhǔn)放電電流放電,這時(shí)再檢測(cè)電壓,只要能達(dá)到或接近標(biāo)稱的放電時(shí)間就行。
測(cè)量電池電壓這種方法,有很多不足例如對(duì)于不同廠商生產(chǎn)的電池,其開路電壓與容量之間的關(guān)系各不相同等。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)成本比較低。
還有一個(gè)常用的監(jiān)測(cè)剩余電量的方法是,在一些要求比較精確電池容量的地方,了解電池剩余容量用估算電池使用時(shí)間,通過測(cè)量流入/流出電池的凈電荷來估算電池剩余容量。對(duì)流入/流出電池的總電流進(jìn)行積分,也就是求圖中曲線下的面積,得到的凈電荷數(shù)即為剩余容量。這就電池容量計(jì)算的方法是目前認(rèn)為是比較精確的計(jì)算電池電量的方法。當(dāng)然設(shè)計(jì)成本也是比較高的。
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