锂电池电压和电量的关系

  　18650是锂离子电池的鼻祖--日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准性的锂离子电池型号，其中18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池。

　　常见的18650电池分为锂离子电池、磷酸铁锂电池。锂离子电池电压为标称电压为3.7v，充电截止电压为4.2v，磷酸铁锂电池标称电压为3.2V，充电截止电压为3.6v，容量通常为1200mAh-3350mAh，常见容量是2200mAh-2600mAh。

　　18650锂电池的用途

　　18650电池寿命理论为循环充电1000次。由于单位密度的容量很大，所以大部份用于笔记本电脑电池，除此之外，因18650在工作中的稳定性能非常好，广泛应用于各大电子领域：常用于高档强光手电、随身电源，无线数据传输器，电热保暖衣、鞋，便携式仪器仪表，便携式照明设备，便携式打印机，工业仪器，医疗仪器等。

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　　用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性：

　　1.同一个电池，在同等剩余容量的情况下，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的影响，温度越低，同等容量电池电压越低。

　　3.循环对电池放电平台的影响，

　　随着循环的进行，锂离子电池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应变化了。

　　4.不同厂家，不同容量的锂离子电池，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，放电平台有较大差异。钴锂和锰锂的放电平台就完全不同。

　　以上这些都会造成电压的波动和电压的差异，使电池的容量显示变的不稳定

　　一台手机上用电压计量电池容量时，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，电池的电压会回升。这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象。

　　锂离子电池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。取电池电压的方法。就好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。但是实际上锂电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多。用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性：同一个电池，在同等剩余容量的情况下，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；环境温度对电池电压的影响，温度越低，同等容量电池电压越低；循环对电池放电平台的影响，随着循环的进行，锂离子电池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应变化了；不同厂家，不同容量的锂离子电池，其放电的平台略有差异。

　　不同类型的电极材料的锂离子电池，放电平台有较大差异。钴锂电池和锰锂电池的放电平台就完全不同。以上这些都会造成电压的波动和电压的差异，使电池的容量显示变的不稳定，一台手机上用电压计量电池容量时，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，电池的电压会回升。这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象。

　　一，先说一下电池的放电平台，就是指充满电的锂电池在放电时，电池的电压变化状态。电池恒流放电，电池电压要经历三个过程，即下降、稳定、再下降，在这三个过程中，稳定期是最长的。稳定时间越长，说明电池的放电平台越高。放电平台的高低，与电池制造工艺息息相关。就是因为各个锂电池厂家的市场定位不一样，技术工艺手段不同，其控制的放电平台就不一样，质量也就有很大差别。

　　一般地，一节18650的锂电池满电压4.2V，当用1C的电流放电放到3.7V，放了60分钟，那么我们就说电池的使用容量是2200mAh，在这段时间里根据充电电池特性，做出一个图如下，可以更好理解电池容量和电压电流时间与放电平台关系

　　测量电池电压方法。当充电器在充电时检测电池电压，当电压达到规定电压值时就认为充满。如锂电池的电压充到4.2V时就认为充满。检测电压的电压表精度要达到正负1%的精度。因锂电池过充电要损坏。如果想监视电池充放电的话，书上有很成熟的电路可以参考，如果只是测量一下的话那就好办了，根据容量计算一下负载电阻，用标准放电电流放电，这时再检测电压，只要能达到或接近标称的放电时间就行。

　　测量电池电压这种方法，有很多不足例如对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同等。优点是设计成本比较低。

　　还有一个常用的监测剩余电量的方法是，在一些要求比较精确电池容量的地方，了解电池剩余容量用估算电池使用时间，通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。对流入/流出电池的总电流进行积分，也就是求图中曲线下的面积，得到的净电荷数即为剩余容量。这就电池容量计算的方法是目前认为是比较精确的计算电池电量的方法。当然设计成本也是比较高的。