一圖帶你了解聚合物鋰電池容量的學(xué)問(wèn)

　　說(shuō)到聚合物鋰電池，除了我們常用的智能手機、平板電腦等數碼產(chǎn)品等使用其供電以外，現在大多數電子產(chǎn)品都使用鋰電池進(jìn)行供電的；所以熟悉了解聚合物鋰電池容量的學(xué)問(wèn)，也許對我們日常使用和設計鋰電池供電包括電池充電器來(lái)說(shuō)，是很有必要的。

　　現在好多關(guān)注聚合物鋰電池放電的人，都有這樣的體會(huì )，就是當聚合物鋰電池從充滿(mǎn)電壓4.2V放電到3.7V時(shí)，時(shí)間很長(cháng)，但一旦過(guò)了3.7V就放電很快了，沒(méi)錯，確實(shí)這樣。下面翻閱一些鋰電池的資料，給大家做一個(gè)總結。

　　一、我們先說(shuō)一下電池的放電平臺，就是指充滿(mǎn)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(guò)程，即下降、穩定、再下降，在這三個(gè)過(guò)程中，穩定期是最長(cháng)的。穩定時(shí)間越長(cháng)，說(shuō)明電池的放電平臺越高。放電平臺的高低，與電池制造工藝息息相關(guān)。就是因為各個(gè)鋰電池廠(chǎng)家的市場(chǎng)定位不一樣，技術(shù)工藝手段不同，其控制的放電平臺就不一樣，質(zhì)量也就有很大差別。

　　一般地，一節18650的鋰電池滿(mǎn)電壓4.2V，當用1C的電流放電放到3.7V，放了60分鐘，那么我們就說(shuō)電池的使用容量是2200mAh，在這段時(shí)間里根據充電電池特性，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)間與放電平臺關(guān)系：

聚合物鋰電池容量與放電平臺理解示意圖

　　容量（C）=放電電流×電池放電平臺時(shí)間

　　對于1節容量為2200mAh的18650鋰電池來(lái)說(shuō)，1C放電到3.7V用時(shí)1小時(shí)，

　　容量（C）=2200mA×1小時(shí)=2200mAh

　　那么問(wèn)題就來(lái)了，對于好一點(diǎn)的鋰電池，一般在我們做產(chǎn)品測試時(shí)會(huì )在3.7V以后電壓下降的很快，那么在短時(shí)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(shí)候，電壓下降的很快，而在3.7V以后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。那么好的鋰電池的放電平臺就是3.7V。

　　就一般而言，在恒壓條件下，充到電壓為4.2V，電流小于0.01C時(shí)停充電，然后擱置10分鐘，在任何倍率的放電電流下，放電至3.7V時(shí)，電池放電所經(jīng)歷的一個(gè)時(shí)間長(cháng)度，是衡量電池好壞的重要指標。不過(guò)，不要一味地追求高平臺，有時(shí)候平臺電壓高，容量卻下降了，因為，不同倍率條件下，平臺電壓是不同的，因此，平臺的問(wèn)題應從多方考慮。既要容量高，又要在指定電壓持續時(shí)間長(cháng)，才算真正的好電池。

什么又是放電率的呢？

　　放電率F：[1/時(shí)]，意思是 "N小時(shí)充（放）電率，常常只說(shuō)"數",而不說(shuō)單位;F也稱(chēng)做 "N小時(shí)充（放）電率", F =1/(N小時(shí))，一般可以這樣計算：

I=0.1 X [1/(N小時(shí))] X C

　　舉例,電池容量時(shí)2200mAh,以 0.1C 的電流充電,相當于明確: 對電池的充電電流 I=0.1[1/時(shí)]X2200[毫安時(shí)]=220[毫安]

　　借助上面的鋰電池電池容量與放電平臺理解示意圖，能比較好的理解充電電池容量和電池的放電平臺的道理，也可以說(shuō)是衡量電池高功率的工作時(shí)間,同樣兩個(gè)電池容量是相同的,充滿(mǎn)電后假設同時(shí)從4.2V放到3.7V,但是一個(gè)時(shí)間長(cháng),一個(gè)時(shí)間短,就是時(shí)間長(cháng)的電池平臺高,就是高電壓的時(shí)間工作時(shí)間長(cháng),比如這兩個(gè)電池用在手機上,待機時(shí)間是相同的,但兩個(gè)手機一起打電話(huà),平臺時(shí)間長(cháng)的電池通知時(shí)間會(huì )長(cháng),平臺時(shí)間短的電池通話(huà)時(shí)間會(huì )短 

二、對于這個(gè)圖，另一個(gè)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(jìn)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(shí)檢測電池電壓，當電壓達到規定電壓值時(shí)就認為充滿(mǎn)。如鋰電池的電壓充到4.2V時(shí)就認為充滿(mǎn)。檢測電壓的電壓表精度要達到正負1%的精度。因鋰電池過(guò)充電要損壞。如果想監視電池充放電的話(huà)，書(shū)上有很成熟的電路可以參考，如果只是測量一下的話(huà)那就好辦了，根據容量計算一下負載電阻，用標準放電電流放電，這時(shí)再檢測電壓，只要能達到或接近標稱(chēng)的放電時(shí)間就行。

　　測量電池電壓這種方法，有很多不足例如對于不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的電池，其開(kāi)路電壓與容量之間的關(guān)系各不相同等。優(yōu)點(diǎn)是設計成本比較低。

　　還有一個(gè)常用的監測剩余電量的方法是，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(guò)測量流入/流出電池的凈電荷來(lái)估算電池剩余容量。對流入/流出電池的總電流進(jìn)行積分，也就是求圖中曲線(xiàn)下的面積，得到的凈電荷數即為剩余容量。這就是電池容量計算的方法是目前認為是比較精確的計算電池電量的方法。

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