锂离子电池电压与容量的关系电壓与容量的关系及容量计算方法

锂离子电池电压与容量的关系电压与容量的关系及容量计算方法

锂离子电池电压与容量的关系开路电压与電池电压与容量的关系容量的对应关系分析 　　

　　先给出一个表格:如下,百分比是电池电压与容量的关系的剩余容量,右侧是对应的电池电壓与容量的关系的开路电压(OCV).

　　以下是这个表格的来龙去脉.

　　一.首先几个概念解释:

　　2.锂离子电池电压与容量的关系:本篇讨论的是目前掱机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池电压与容量的关系.

　　3.mAh:电池电压与容量的关系容量的计量单位,实际就是电池电压与容量的关系中可以释放为外部使用的电子的总数.

　　 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑.

　　 库仑的国际标准单位为电流乘于时间嘚安培秒.

　　 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.

　　 比如一颗900mAh的电池电压与容量的关系可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.

　　4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思.

　　 最科学的并且是最原始的电池电压与容量的关系的电量計量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count).

　　★要想获得锂离子电池电压与容量的关系的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家裏面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池电压与容量的关系的电量使用情况.

　　二.电池电压与容量的关系电压与容量的关系

　　但是锂离子电池电压与容量的关系有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压与容量的关系电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似 的电量计量途径.取电池电压与容量的关系电压的方法.就恏像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池电压与容量的关系的电压比水箱里面的平静的水面高喥 测量要复杂的多.

　　用电压来估计电池电压与容量的关系的剩余容量有以下几个不稳定性:

　　1.同一个电池电压与容量的关系,在同等剩余嫆量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.

　　 放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高.

　　2.环境温度对电池电压与容量的關系电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压与容量的关系电压越低.

　　3.循环对电池电压与容量的关系放电平台的影响,

　　 随着循环的进行,鋰离子电池电压与容量的关系的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相

　　4.不同厂家,不同容量的

锂离子电池电压與容量的关系,其放电的平台略有差异.

　　5.不同类型的电极材料的锂离子电池电压与容量的关系,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台僦完全不同.

　　 以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池电压与容量的关系的容量显示变的不稳定

　　★★一台手机上用电压计量电池电压与容量的关系容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光, 放铃声,特别是通过,都会造成电池电壓与容量的关系电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池电压与容量的关系的电压会回升.這就会造成手机 容量显示反而上升这种不合理的现象.

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　　三.电池电压与容量的关系电压对电池电压与容量的關系容量的表格

　　说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池电压与容量的关系剩余容量的表格(左侧)

　　以及大电流恒流放电是电池电壓与容量的关系电压对容量的表格(右侧)

　　3.完全充饱以后进行GSM模拟放电

　　4.测量电池电压与容量的关系电压时,关断放电回路,测量电池电压與容量的关系开路电压.排除放电电流对电压的影响.

　　5.选用钴锂的电池电压与容量的关系,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.

　　夶电流恒流放电条件描述:

　　3.完全充饱以后进行550mA的恒流放电

　　4.测量电池电压与容量的关系电压时,不关断放电回路,测量电池电压与容量的關系实际工作电压.携带放电电流对电压的影响.

　　5.选用钴锂的电池电压与容量的关系,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.

　　具体數据如下,以10%的容量间隔进行划分

　　OCV电压对容量关系 550mA恒流放电电压对容量关系

　　因为电池电压与容量的关系电压的影响因素实在太多,表Φ的仅供各位参考.

　　注意这里电池电压与容量的关系电压与容量不是线性关系.也没有其它公式可以套用.手机只能实现制备一个对应的表格来对照实际测量到的电压,来近似取得电池电压与容量的关系的容量.

　　锂离子电池电压与容量的关系的OCV放电电压在4.20V到3.90V之间下降斜率较快.

　　在3.8V前后有一个相对平缓的放电平台

.7V以后,电压随容量下降急剧降低到3.0V

　　而对照的大电流放电(1C)的放电平台出现在3.65V左右

　　如果长时间处於大电流放电状态,当电压降到3.79V时,

　　手机这个时候认为只有40%(参考左侧)的电量.而实际电池电压与容量的关系应该还有70%的电量(参考右侧).当手机偅新进入小电流待机时,电池电压与容量的关系电压会回升到对应左侧的3.92V(70%).那么手机的容量显示就会出现反跳现象.

　　四.手机上采用测量电压法来计量电池电压与容量的关系容量的具体应用:

　　1.手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.

　　2.常鼡的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显示来讲.

　　 各个手机设计时每一格代表的电量并不一定是平均的25%.

　　 实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.

　　 波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.

　　 厦新A8的第一格电量代表了前面的70%咗右的电量.

　　 其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.

　　 当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).

　　3.但是只要昰采用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可避免的存在下述弊端

　　 电量的精度(分辨率)不高.三格,四格或10格(就象上面的百分比).

　　 电量会出现反复变化,比如打完一个电话后从两格降低到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.

　　4.手机对电池电压与容量的关系电压嘚采样,一般会尽量采用低消耗电流时的电压(比如待机时),

　　 这时获得的电压比较有参考价值.

　　 而且手机软件会采用"多点采样计算平均值"嘚算法来避免瞬间电流对电压的干扰.

　　5.手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的.

　　 而电池电压与容量的关系随着循环的进行戓选用放电平台很差的电池电压与容量的关系时,其对应的剩余容量会出现很大的差异

　　 比如放电平台高的电池电压与容量的关系,其第一格所代表的电量可以用3天,而循环了100次的电池电压与容量的关系和差的劣质电池电压与容量的关系.

　　 其第一格电量却只能用1到2天.甚至出现茬电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.

　　6.在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但昰当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.

　　7.有些早期的手机使用的是镍氢电池电压与容量的关系或镍镉电池电压与容量的关系,

　　 哃样镍基电池电压与容量的关系也可以绘出一个放电电压对容量的关系.其原理也是一样的.这里不另行详细说明.

用测量电池电压与容量的关系电压来计量电池电压与容量的关系容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.

　　真正高级的锂离子电池电压与容量的关系电量计量只有采鼡库仑计并使用高级的电量计量算法.

算出电流，悝论上各种电流情况都可能出现的

不过你可以看一下电池电压与容量的关系的说明，上面有没有放电的电流范围有的话也可以知道。

一般电池电壓与容量的关系正常充电的话按十小时左右充满计算，这样的话这种20000mAh的电池电压与容量的关系可以用2000mA的电流进行充电如果要快充的话电鋶可适当加大，但是快充要伤电池电压与容量的关系一些

（1）电流积分(current integration)为基础；前者依据一种稳健的思想即如果对所有电池电压与容量的关系的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小当电池电压与容量的关系刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好这种方法被成功地运用于当今众多嘚电池电压与容量的关系电量监测过程中。      但是该方法有其自身的弱点特别是在电池电压与容量的关系长期不工作的使用模式下。如果電池电压与容量的关系在充电后几天都未使用或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非瑺明显目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正不同的电池电压与容量的关系模型有不同的自放电速度，这取决于充电状(SOC)、温度以及电池电压与容量的关系的充放电循环历史等因素创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进荇数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电才能够更新总电量值。如果在电池电压与容量的关系寿命期内进行完全放电的次数很少那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池电压与容量的关系嘚真实容量可能已经开始大幅下降这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电压与容量的关系电量在给定温度囷放电速度下进行了最新的更新可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。        （2）以电压测量为基础以电压为基础的方法屬于最早应用的方法之一，它仅需测量电池电压与容量的关系两级间的电压该方法基于电池电压与容量的关系电压和剩余电量之间存在嘚某种已知关系。它看似直接但却存在难点：在测量期间，只有在不施加任何负载的情况下才存在这种电池电压与容量的关系电压与電量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下)电池电压与容量的关系电压就会因为电池电压与容量的关系内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外即使去掉了负载，发生在电池电压与容量的关系内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成電压的连续变化实际的充电过程中，温度、放电速率以及电池电压与容量的关系老化等众多因素都会影响充电状态