溫度對(duì)電池電壓的影響

1、精品文檔鋰離子電池電壓與容量的關(guān)系及容量計(jì)算方法鋰離子電池電壓與容量的關(guān)系及容量計(jì)算方法鋰離子電池開路電壓與電池容量的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析先給出一個(gè)表格 : 如下 , 百分比是電池的剩余容量, 右側(cè)是對(duì)應(yīng)的電池的開路電壓(ocv).100%4.20v90%4.06v80%3.98v70%3.92v60%3.87v50%3.82v40%3.79v30%3.77v20%3.74v10%3.68v5%3.45v0%3.00v以下是這個(gè)表格的來龍去脈 .一 . 首先幾個(gè)概念解釋:1 .ocv:open circuit voltage 的縮寫 , 開路電壓 .2 . 鋰離子電池: 本篇討論的是目前手機(jī)上普遍采用

2、的以 4.2v 恒壓限制充電的單節(jié)鋰離.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侖.庫侖的國際標(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). 即庫侖計(jì)(c

3、oulomb count).★ 要想獲得鋰離子電池的電量使用的正確情況, 只有用庫侖計(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 .二 . 電池電壓與容量的關(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.用電壓來估計(jì)電池的剩余容量有以下幾個(gè)不穩(wěn)定性 :1.

4、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,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★&

5、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.三 . 電池電壓對(duì)電池容量的表格說了這么多, 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g(shù)sm莫擬放電4. 測(cè)量電池電壓時(shí), 關(guān)斷放電回路 ,

6、測(cè)量電池開路電壓 . 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 .★★★★★具體數(shù)據(jù)如下, 以 10%的容量間隔進(jìn)行劃分ocv電壓對(duì)容量關(guān)系550ma恒流放電電壓對(duì)容量關(guān)系100%4.20v 100%4

7、.20v90%4.06v 90%3.97v80%3.98v 80%3.87v70%3.92v 70%3.79v60%3.87v 60%3.73v50%3.82v 50%3.68v40%3.79v 40%3.65v30%3.77v 30%3.62v20%3.74v 20%3.58v10%3.68v 10%3.51v5%3.45v 5%3.42v0%3.00v 0%3.00v★★★★★因?yàn)殡姵仉妷旱挠绊懸蛩貙?shí)在太多 , 表中的僅供各位參考.注意這里電池電壓與容量不是線性關(guān)系 . 也沒有其它公式可以套用 . 手機(jī)只能實(shí)現(xiàn)

8、制備 一個(gè)對(duì)應(yīng)的表格來對(duì)照實(shí)際測(cè)量到的電壓, 來近似取得電池的容量.鋰離子電池的 ocvb電電壓在4.20v到3.90v之間下降斜率較快.在 3.8v 前后有一個(gè)相對(duì)平緩的放電平臺(tái)在低于 3.7v 以后 , 電壓隨容量下降急劇降低到 3.0v而對(duì)照的大電流放電（1c） 的放電平臺(tái)出現(xiàn)在3.65v 左右由對(duì)比表格可以看到.如果長時(shí)間處于大電流放電狀態(tài), 當(dāng)電壓降到 3.79v 時(shí),手機(jī)這個(gè)時(shí)候認(rèn)為只有40%（參考左側(cè)） 的電量 . 而實(shí)際電池應(yīng)該還有70%的電量（參考右側(cè) ）. 當(dāng)手機(jī)重新進(jìn)入小電流待機(jī)時(shí), 電池電壓會(huì)回升到對(duì)應(yīng)左側(cè)的 3.92v（70%）. 那么手機(jī)的容量顯示就會(huì)出現(xiàn)反跳現(xiàn)象.

9、四. 手機(jī)上采用測(cè)量電壓法來計(jì)量電池容量的具體應(yīng)用 :1. 手機(jī)設(shè)計(jì)的電量顯示就是根據(jù)這個(gè)電壓對(duì)容量的關(guān)系來設(shè)置手機(jī)上電量的顯示.2. 常用的電量格. 有三格或四格的 . 以四格電量的顯示來講.各個(gè)手機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)每一格代表的電量并不一定是平均的 25%.實(shí)際情況往往可能是第一格代表了50%或者更多. 第二格代表20% 是一種不平均的分配 .波導(dǎo) s1200 的第一格電量就代表了前面的60%以上的電量.廈新 a8 的第一格電量代表了前面的70%左右的電量.其它三星手機(jī),philips 的都有各自不同的格子定義.當(dāng)然采用這種原理的也有用百分比來顯示的 （ 就象上面的百分比 ）.3. 但是只要是采用電壓

10、來計(jì)量容量原理來工作的手機(jī), 這個(gè)電量就不可避免的存在下述弊端電量的精度（ 分辨率 ） 不高 . 三格 , 四格或 10 格 （ 就象上面的百分比）.電量會(huì)出現(xiàn)反復(fù)變化 , 比如打完一個(gè)電話后從兩格降低到一格后 , 過一會(huì)兒又反彈回兩格這種現(xiàn)象.4. 手機(jī)對(duì)電池電壓的采樣, 一般會(huì)盡量采用低消耗電流時(shí)的電壓（ 比如待機(jī)時(shí)）,這時(shí)獲得的電壓比較有參考價(jià)值.而且手機(jī)軟件會(huì)采用 多點(diǎn)采樣計(jì)算平均值 的算法來避免瞬間電流對(duì)電壓的干擾.5. 手機(jī)里面設(shè)定容量格數(shù)的電壓臨界值是固定不變的 .而電池隨著循環(huán)的進(jìn)行或選用放電平臺(tái)很差的電池時(shí), 其對(duì)應(yīng)的剩余容量會(huì)出現(xiàn)很大的差異比如放電平臺(tái)高的電池, 其第一格所代表的電量可以用 3 天, 而循環(huán)了 100 次的電池和差的劣質(zhì)電池.其第一格電量卻只能用 1 到 2 天. 甚至出現(xiàn)在電量為空格的時(shí)候卻還可以待機(jī)2 天的怪異現(xiàn)象 .6. 在處理電壓反跳現(xiàn)象時(shí), 有些手機(jī)會(huì)采用鎖定容量格數(shù)的一個(gè)算法. 即容量顯示不反跳 , 但是當(dāng)前的容量格數(shù)的使用時(shí)間會(huì)相對(duì)延長一點(diǎn) .7. 有些早期的手機(jī)使用的是鎳氫電池或鎳鎘電池 ,同樣鎳基電池也可以繪出一個(gè)放電電壓對(duì)容