鋰電池的電池容量

我們現在設計電子產品，很多時候也用鋰電池供電，同手機或者平板電腦用鋰電池供電(dian)(dian)(dian)一(yi)樣，熟(shu)悉了(le)解鋰電(dian)(dian)(dian)池容(rong)量的學問，也許對(dui)使用(yong)和(he)設(she)計(ji)鋰電(dian)(dian)(dian)池供電(dian)(dian)(dian)包括設(she)計(ji)電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)器來說(shuo)，很有必要。

現在好多關(guan)注鋰電(dian)(dian)池放電(dian)(dian)的人(ren)，都有這樣(yang)的體(ti)會，就是當鋰電(dian)(dian)池從充滿電(dian)(dian)壓4.2V放電(dian)(dian)到3.7V時，時間很長，但一旦(dan)過了3.7V就放電(dian)(dian)很快了，沒(mei)錯，確實這樣(yang)。

下面(mian)翻閱一些鋰電池的一些資料，給大(da)家做一個(ge)總結。

先(xian)說一下(xia)電(dian)池的(de)放電(dian)平臺，就是指充滿電(dian)的(de)鋰電(dian)池在放電(dian)時(shi)，電(dian)池的(de)電(dian)壓(ya)變化狀態。

電(dian)(dian)(dian)池(chi)恒流(liu)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)，電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)壓要經(jing)歷三個過(guo)(guo)程，即(ji)下降、穩(wen)定(ding)(ding)、再下降，在這三個過(guo)(guo)程中(zhong)，穩(wen)定(ding)(ding)期是最長的(de)(de)。穩(wen)定(ding)(ding)時間越長，說明電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)平(ping)臺越高。放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)平(ping)臺的(de)(de)高低，與電(dian)(dian)(dian)池(chi)制(zhi)造工(gong)(gong)藝息息相(xiang)關。就(jiu)是因為(wei)各個鋰電(dian)(dian)(dian)池(chi)廠家的(de)(de)市場(chang)定(ding)(ding)位不(bu)一(yi)(yi)樣(yang)，技術工(gong)(gong)藝手段(duan)不(bu)同，其控制(zhi)的(de)(de)放(fang)(fang)電(dian)(dian)(dian)平(ping)臺就(jiu)不(bu)一(yi)(yi)樣(yang)，質(zhi)量也就(jiu)有很大差別。

一(yi)般地，一(yi)節18650的鋰電(dian)(dian)池(chi)滿電(dian)(dian)壓4.2V，當用(yong)1C的電(dian)(dian)流放(fang)電(dian)(dian)放(fang)到3.7V，放(fang)了60分鐘，那(nei)么我們就說電(dian)(dian)池(chi)的使用(yong)容量(liang)是(shi)2200mAh，在(zai)這段時(shi)間里(li) 根(gen)據充電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)特性，做出一(yi)個圖如下，可以更好理解電(dian)(dian)池(chi)容量(liang)和(he)電(dian)(dian)壓電(dian)(dian)流時(shi)間與放(fang)電(dian)(dian)平(ping)臺(tai)關系(xi)：

鋰(li)電池(chi)電池(chi)容量與放電平臺理解示意圖

容(rong)量（C）=放(fang)(fang)電電流×電池放(fang)(fang)電平臺時間

對于1節容量為2200mAh的18650鋰電(dian)池來說，1C放電(dian)到3.7V用時1小時，

容量（C）=2200mA×1小時=2200mAh

那么問題就來了，對于(yu)好一點的鋰電池，一般(ban)在我(wo)們(men)做(zuo)產品測試時會在3.7V以后電壓下(xia)降的很快(kuai)，那么在短(duan)時間內放的電量就很少。

相反不好(hao)(hao)的(de)電池在(zai)4.2V到3.7V放電的(de)時候，電壓下降的(de)很快，而在(zai)3.7V以(yi)后電壓又(you)下降的(de)有(you)很慢(man)，這(zhe)種電池是性能(neng)不好(hao)(hao)的(de)一般容量也非(fei)常低(di)。那么好(hao)(hao)的(de)鋰(li)電池的(de)放電平臺就是3.7V。

就一(yi)般而言，在(zai)(zai)恒壓(ya)條件下，充(chong)到電(dian)壓(ya)為(wei)4.2V，電(dian)流(liu)小于0.01C時停充(chong)電(dian)，然后擱(ge)置10分鐘，在(zai)(zai)任何倍率的(de)放電(dian)電(dian)流(liu)下，放電(dian)至3.7V時，電(dian)池(chi)(chi)放電(dian)所經歷的(de)一(yi)個時間(jian)長度，是衡(heng)量電(dian)池(chi)(chi)好壞的(de)重要指(zhi)標。

不過，不要(yao)一(yi)味地追(zhui)求高(gao)(gao)平(ping)臺，有(you)時候平(ping)臺電(dian)壓高(gao)(gao)，容(rong)量(liang)卻(que)下降了，因為，不同倍率條件下，平(ping)臺電(dian)壓是(shi)不同的(de)，因此，平(ping)臺的(de)問題應從多方(fang)考慮(lv)。既要(yao)容(rong)量(liang)高(gao)(gao)，又(you)要(yao)在指定(ding)電(dian)壓持續時間(jian)長(chang)，才算真正(zheng)的(de)好電(dian)池(chi)。

什(shen)么又是放電率的呢？

放電(dian)率(lv)F：[1/時]，意思是(shi) "N小時充(chong)（放）電(dian)率(lv)，常(chang)常(chang)只說(shuo)"數(shu)",而不說(shuo)單(dan)位;F也稱(cheng)做(zuo) "N小時充(chong)（放）電(dian)率(lv)", 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(dian)池(chi)容量(liang)時(shi)(shi)2200mAh,以(yi) 0.1C 的電(dian)流充電(dian),相當于明確: 對電(dian)池(chi)的充電(dian)電(dian)流 I=0.1[1/時(shi)(shi)]X2200[毫安時(shi)(shi)]=220[毫安]

借助上面的鋰電池電池容量(liang)(liang)與放電(dian)(dian)平臺(tai)理(li)解(jie)示意(yi)圖，能比較好的(de)(de)(de)(de)理(li)解(jie)充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池容量(liang)(liang)和電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)放電(dian)(dian)平臺(tai)的(de)(de)(de)(de)道(dao)理(li)，也(ye)可(ke)以說(shuo)是(shi)衡量(liang)(liang)電(dian)(dian)池高(gao)(gao)功率的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)時(shi)(shi)間(jian)(jian),同(tong)(tong)樣兩個(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)池容量(liang)(liang)是(shi)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de),充(chong)滿電(dian)(dian)后假設(she)同(tong)(tong)時(shi)(shi)從4.2V放到3.7V,但(dan)是(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)時(shi)(shi)間(jian)(jian)長(chang),一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)時(shi)(shi)間(jian)(jian)短(duan),就是(shi)時(shi)(shi)間(jian)(jian)長(chang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)池平臺(tai)高(gao)(gao),就是(shi)高(gao)(gao)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)工作(zuo)時(shi)(shi)間(jian)(jian)長(chang),比如這兩個(ge)(ge)(ge)電(dian)(dian)池用在手機上(shang),待(dai)機時(shi)(shi)間(jian)(jian)是(shi)相同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de),但(dan)兩個(ge)(ge)(ge)手機一(yi)(yi)(yi)起打電(dian)(dian)話,平臺(tai)時(shi)(shi)間(jian)(jian)長(chang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)池通(tong)知(zhi)時(shi)(shi)間(jian)(jian)會長(chang),平臺(tai)時(shi)(shi)間(jian)(jian)短(duan)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)池通(tong)話時(shi)(shi)間(jian)(jian)會短(duan) 二，對于這個(ge)(ge)(ge)圖，另(ling)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)含義(yi)(yi)，對理(li)解(jie)鋰(li)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)量(liang)(liang)管(guan)理(li)監測(ce)也(ye)很(hen)有意(yi)義(yi)(yi)。

比如，目(mu)前，對(dui)充電電池進行電量監(jian)控方法，一般有(you)兩(liang)種(zhong)。

測量電池電壓方法。當充電器在充電(dian)(dian)時檢測(ce)電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，當電(dian)(dian)壓(ya)(ya)達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)規定電(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)時就(jiu)認為充滿。如(ru)(ru)鋰電(dian)(dian)池(chi)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)充到(dao)(dao)(dao)4.2V時就(jiu)認為充滿。檢測(ce)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)表精(jing)度(du)要達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)正負(fu)1%的(de)精(jing)度(du)。因鋰電(dian)(dian)池(chi)過(guo)充電(dian)(dian)要損壞。如(ru)(ru)果(guo)想監視電(dian)(dian)池(chi)充放(fang)(fang)電(dian)(dian)的(de)話(hua)，書上有很成熟的(de)電(dian)(dian)路可(ke)以參(can)考，如(ru)(ru)果(guo)只是測(ce)量一(yi)下的(de)話(hua)那(nei)就(jiu)好辦了，根據(ju)容(rong)量計算一(yi)下負(fu)載電(dian)(dian)阻，用標準放(fang)(fang)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流放(fang)(fang)電(dian)(dian)，這時再(zai)檢測(ce)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，只要能達(da)(da)到(dao)(dao)(dao)或接近標稱的(de)放(fang)(fang)電(dian)(dian)時間就(jiu)行(xing)。

測量(liang)電池(chi)電壓這種方法，有很多(duo)不(bu)足。例如對于不(bu)同廠商生產的(de)電池(chi)，其開路電壓與容量(liang)之間的(de)關(guan)系(xi)各不(bu)相同等。優點是設計成本比(bi)較低。

還有一(yi)個常用的監測剩余電(dian)(dian)(dian)量(liang)的方法是(shi)，在一(yi)些要求比較精確電(dian)(dian)(dian)池(chi)容量(liang)的地方， 了解電(dian)(dian)(dian)池(chi)剩余容量(liang)用估(gu)算電(dian)(dian)(dian)池(chi)使用時間，通過測量(liang)流(liu)(liu)入(ru)/流(liu)(liu)出電(dian)(dian)(dian)池(chi)的凈電(dian)(dian)(dian)荷(he)來估(gu)算電(dian)(dian)(dian)池(chi)剩余容量(liang)。對流(liu)(liu)入(ru)/流(liu)(liu)出電(dian)(dian)(dian)池(chi)的總電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)進行(xing)積分，也就是(shi)求圖中(zhong)曲線(xian)下的面積，得到的凈電(dian)(dian)(dian)荷(he)數即(ji)為(wei)剩余容量(liang)。

這就電池容量計(ji)(ji)算(suan)的方(fang)法(fa)是(shi)目前認為是(shi)比較精確(que)的計(ji)(ji)算(suan)電池電量的方(fang)法(fa)。當然設計(ji)(ji)成本(ben)也(ye)是(shi)比較高的。