锂离子电池开路电压与电池容量的对应联系分析

锂离子电池开路电压与电池容量的对应联系分析，先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩下容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV).

100%----4.20V

90%-----4.06V

80%-----3.98V

70%-----3.92V

60%-----3.87V

50%-----3.82V

40%-----3.79V

30%-----3.77V

20%-----3.74V

10%-----3.68V

5%------3.45V

0%------3.00V

以下是这个表格的来龙去脉.

一.首要几个概念解释:

1.OCV:opencircuitvoltage的缩写,开路电压

2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上遍及选用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池.

3.mAh:电池容量的计量单位,实际便是电池中能够开释为外部运用的电子的总数.折合物理上的规范的单位便是咱们熟悉的库仑，库仑的国际规范单位为电流乘于时间的安培秒.1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑。mAh不是规范单位,可是这个单位能够很方便的用于计量和核算.比方一颗900mAh的电池能够供给300mA恒流的持续3小时的供电才能.

4.fuelgauging: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的电量计量方法是对流经的电子流量的计算.即库仑计(coulombcount).

★要想取得锂离子电池的电量运用的正确情况,只有用库仑计.就象咱们家里边的水量计量用的水表的效果原理.要核算流经的电荷的多少才能取得锂离子电池的电量运用情况.

二.电池电压与容量的联系

可是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,便是在放电的时分,电池电压随电量的流逝会逐步下降,并且有相当大的斜率.这就供给给咱们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像丈量水箱里边的水面高度能够大约估量剩下的水量这个道理相同.可是实际上电池的电压比水箱里边的平静的水面高度丈量要杂乱的多.

用电压来估量电池的剩下容量有以下几个不稳定性:

1.同一个电池,在同等剩下容量的情况下,电压值因放电电流的巨细而变化.

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.循环对电池放电渠道的影响,

跟着循环的进行,锂离子电池的放电渠道趋于恶化.放电渠道下降.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,其放电的渠道略有差异.

5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电渠道有较大差异.钴锂和锰锂的放电渠道就完全不同.

以上这些都会形成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显现变的不稳定

★★一台手机上用电压计量电池容量时,由于手机不可能一直处于小电流的待机状况.暂时的大电流的损耗,比方开背光,放铃声,特别是通过,都会形成电池电压很快下降.此时手机显现的容量要下降得比实际容量下降更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会形成手机容量显现反而上升这种不合理的现象.

三.电池电压对电池容量的表格

说了这么多,下面给出一个规范的电压对电池剩下容量的表格(左边)

以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)

100%----4.20V100%----4.20V

90%-----4.06V90%-----3.97V

80%-----3.98V80%-----3.87V

70%-----3.92V70%-----3.79V▲

60%-----3.87V60%-----3.73V

50%-----3.82V50%-----3.68V

40%-----3.79V▲40%-----3.65V

30%-----3.77V30%-----3.62V

20%-----3.74V20%-----3.58V

10%-----3.68V10%-----3.51V

5%------3.45V5%------3.42V

0%------3.00V0%------3.00V

四.手机上选用丈量电压法来计量电池容量的具体应用:

1.手机设计的电量显现便是依据这个电压对容量的联系来设置手机上电量的显现.

2.常用的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显现来讲.

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榜首格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.

波导S1200的榜首格电量就代表了前面的60%以上的电量.

厦新A8的榜首格电量代表了前面的70%左右的电量.

其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.

当然选用这种原理的也有用百分比来显现的(就象上面的百分比).

3.可是只要是选用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可防止的存在下述坏处

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).

电量会呈现反复变化,比方打完一个电话后从两格下降到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.

4.手机对电池电压的采样,一般会尽量选用低消耗电流时的电压(比方待机时),

这时取得的电压比较有参考价值.

而且手机软件会选用"多点采样核算平均值"的算法来防止瞬间电流对电压的干扰.

5.手机里边设定容量格数的电压临界值是固定不变的.

而电池跟着循环的进行或选用放电渠道很差的电池时,其对应的剩下容量会呈现很大的差异

比方放电渠道高的电池,其榜首格所代表的电量能够用3天,而循环了100次的电池和差的残次电池.

其榜首格电量却只能用1到2天.甚至呈现在电量为空格的时分却还能够待机2天的奇怪现象.

6.在处理电压反跳现象时,有些手时机选用锁定容量格数的一个算法.即容量显现不反跳,可是当前的容量格数的运用时间会相对延长一点.

7.有些前期的手机运用的是镍氢电池或镍镉电池,

相同镍基电池也能够绘出一个放电电压对容量的联系.其原理也是相同的.这里不另行详细阐明.

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总之,选用丈量电池电压来计量电池容量是个简单易行,可是略显粗糙的方法.

真实高档的锂离子电池电量计量只有选用库仑计并运用高档的电量计量算法