鋰電池的電池容量

我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品，很多時(shí)候也用鋰電池供電，同手機(jī)或者平板電腦用鋰電池供電一樣，熟悉了解鋰電池容量的學(xué)問(wèn)，也許對(duì)使用和設(shè)計(jì)鋰電池供電包括設(shè)計(jì)電池充電器來(lái)說(shuō)，很有必要。

現(xiàn)在好多關(guān)注鋰電池放電的人，都有這樣的體會(huì)，就是當(dāng)鋰電池從充滿電壓4.2V放電到3.7V時(shí)，時(shí)間很長(zhǎng)，但一旦過(guò)了3.7V就放電很快了，沒(méi)錯(cuò)，確實(shí)這樣。

下面翻閱一些鋰電池的一些資料，給大家做一個(gè)總結(jié)。

先說(shuō)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(guò)程，即下降、穩(wěn)定、再下降，在這三個(gè)過(guò)程中，穩(wěn)定期是最長(zhǎng)的。穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)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(shuō)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：

鋰電池電池容量與放電平臺(tái)理解示意圖

容量（C）=放電電流×電池放電平臺(tái)時(shí)間

對(duì)于1節(jié)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(duì)于好一點(diǎn)的鋰電池，一般在我們做產(chǎn)品測(cè)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(nèi)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(tái)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(zhǎng)度，是衡量電池好壞的重要指標(biāo)。

不過(guò)，不要一味地追求高平臺(tái)，有時(shí)候平臺(tái)電壓高，容量卻下降了，因?yàn)?，不同倍率條件下，平臺(tái)電壓是不同的，因此，平臺(tái)的問(wèn)題應(yīng)從多方考慮。既要容量高，又要在指定電壓持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，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(shù)",而不說(shuō)單位;F也稱做 "N小時(shí)充（放）電率", F =1/(N小時(shí))， 一般可以這樣計(jì)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(dāng)于明確: 對(duì)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(tái)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(tái)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,充滿電后假設(shè)同時(shí)從4.2V放到3.7V,但是一個(gè)時(shí)間長(zhǎng),一個(gè)時(shí)間短,就是時(shí)間長(zhǎng)的電池平臺(tái)高,就是高電壓的時(shí)間工作時(shí)間長(zhǎng),比如這兩個(gè)電池用在手機(jī)上,待機(jī)時(shí)間是相同的,但兩個(gè)手機(jī)一起打電話,平臺(tái)時(shí)間長(zhǎng)的電池通知時(shí)間會(huì)長(zhǎng),平臺(tái)時(shí)間短的電池通話時(shí)間會(huì)短 二，對(duì)于這個(gè)圖，另一個(gè)含義，對(duì)理解鋰電池的電量管理監(jiān)測(cè)也很有意義。

比如，目前，對(duì)充電電池進(jìn)行電量監(jiān)控方法，一般有兩種。

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(guò)充電要損壞。如果想監(jiān)視電池充放電的話，書(shū)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(kāi)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(guò)測(cè)量流入/流出電池的凈電荷來(lái)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。