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鋰電池
“鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早被提出並研究。20世紀70年代時,出現鋰離子電池。由於鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。隨着科學技術的發展,鋰電池已經成為了主流。
鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,並且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優於鋰離子電池。由於其自身的高技術要求限制,只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
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干電池
比較普遍的干電池為鋅錳電池(或稱碳鋅電池,即dryLeclanchécell)。
一般干電池大多數是錳鋅電池,里面是正極碳棒,外包石墨制品和mno2的化合物,再外是一層層纖維網。網上塗有厚厚的的電解質糊,其構成是氯化氨水溶液和淀粉,另有一少部分防腐劑干電池也成為伏打電池,伏打電池便是由幾組圓形板子成對顯現並依照相應先后順序沉積而成,圓板上面有二種不一樣的金屬材料板材,階層之間有一層層布,起着導電體功效,干電池便是按照這類原理制作而成,干電池內部結構出現一種糊狀的物質,有一些是膠狀物。一次性電池。
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鋰電池電量檢測方法
1.電壓測試法:就是說鋰電池的電量通過簡單的監控電池的電壓而得來的。鋰電池的電量和電壓不是線性關系的,所以這中測試方法並不精准,電量測量精度僅僅超過20%。尤其是電池電量低於50%時,手機的電量計算將會變得非常不准確。所以這種方法對電池的保護是非常有限的。
2.電池建模法:這個方法是根據鋰電池的放電曲線來建立一個數據表,數據表中會標明不同電壓下的電量值,這一方法可以有效的提高測量的精度。但要獲得一個精准的數據表並不簡單,因為電壓和電量的關系還涉及到了鋰電池的溫度、自放電、老化等的因素。只有結合了眾多的因素來進行修正才能夠得出較滿意的電量測量。
3.庫侖計:庫侖計是在鋰電池的正極和負極串如一個電流檢查電阻,當有電流流經電阻時就會產生Vsense,通過檢測Vsense就可以計算出流過電池的電流。因此可以精確的跟蹤電池的電量變化,精度可以達到1%,另外通過配合電池電壓和溫度,就可以極大的減少鋰電池老化等因素對測量結果的影響。其中iPhone中就是采用這一方法。
電池的剩余電量也即反映的是鋰電池的荷電狀態。電池本身復雜的電化學反應導致其瞬態電壓響應。電荷必須首先以電子的形式穿越儲存能量的電化學活性材料(陽極或陰極),在到達粒子表面后以離子的形式存儲於電解液中。這些化學步驟與電池電壓響應的時間常數相關。
- 鋰電池充放電知識分享以及電量計算方法 - 知乎 (zhihu.com)
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如何實時監測鋰電池剩余電量?
1.鉛酸等電量與電壓有近似線性關系的電池可以采用測量端電壓的方式來了解剩余電量。
2.鋰電池(尤其是磷酸鐵鋰電池)因為電壓較平穩,無法通過簡單地通過電壓來判斷剩余電量。
3.實時監測鋰電池剩余電量最好的辦法是使用智能芯片,如TI之類的BQ3050芯片。
4.筆記本電腦電池上用的大部分是TI該款芯片。
5.主要是靠積分法計算剩余電量。有些智能保護板可能還加入電芯溫度、電壓、電流等特性曲線來輔助積分算法提供剩余電量的准確度。
電池管理可視為是電源管理的一部分。電池管理中,電量計是負責估計鋰電池容量。其基本功能為監測電壓,充電/放電電流和電池溫度,並估計電池荷電狀態(SOC)及電池的完全充電容量(FCC)。有兩種典型估計鋰電池荷電狀態的方法:開路電壓法(OCV)和庫侖計量法。另一種方法是由RICHTEK所設計的動態電壓算法。
- 鋰電池充放電理論及電量計算法設計 - 知乎 (zhihu.com)
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干電池電量檢測方法
因為本人發現藍牙鼠標所用的干電池在連接后能顯示電量百分比,這樣可以得出較為精確的數據,於是粗略查詢相關資料。
1. 電池電量格數的定義:
一般手機設計待機電量時, 比如有**4格5檔(4-3-2-1-0)**的電量指示。
由於要考慮到電池使用一段時間(比如1年)后, 其放電平台會降低,上述的比例肯定會失調。
所以需要考慮一點點這方面的余量.以新電池的60%-40%-20%-5%這樣的比例進行設計。
4.20V~3.90V滿格
3.90V~3.80V三格
3.80V~3.72V兩格
3.72V~3.65V一格
3.65以下,低電壓告警。
雖然在使用新電池時, 第一格會待機比較長的時間, 最后一格待機比較短。但是當這個電池使用個一年半載后, 其容量分布就比較接近均分的情況。
2 .庫倫計
2.1基本內容
mAh:電池容量的計量單位;
庫侖的國際標准單位為電流乘於時間的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6庫侖;
庫侖計的芯片,即電量計量芯片是裝在手機電池里面的,通常是與鋰離子電池的保護線路設計在一起。
2.2庫倫計工作原理
基本原理:芯片上集成了一個取樣電阻,當流過不同電流后產生不同的壓差,芯片就對這個電壓(實際轉換為電流)和時間進行積分,得到用戶使用時的正確電量(注意,電量的單位是mAh),該芯片通過實時積分得到容量以后,把容量(單位是mAh)數據存儲在芯片的EEPROM中,並根據手機的需求,通過通訊線傳遞給手機.那么手機就得到了這塊電池的准確容量。
在庫侖計芯片的存儲器里面通常有如下的基本電池信息
▲電池的初始容量(mAh),即額定容量,一個電池完全充放后得到的容量
▲電池的當前容量(mAh),處於使用狀態是的電池容量
▲當前流經的電流(mA),即手機的電流損耗
例子:一塊額定容量為600mAh的電池,如果當前電池容量只有456mAh,手機就顯示
456/600=76%;
電池額定容量調整
1、電池循環充電次數(電池使用率)會影響到電池的額定容量
如:比如初始容量是600mAh的電池,在100次循環以后,其實際容量已經變成500mAh了,如果在進行容量顯示是仍然按照600mAh這個數來計算的話,勢必造成電池永遠充不飽這個問題.。
解決措施:庫侖計的里面還有一個容量對使用次數調整的算法,會根據電池循環次數調整其實際容量。
2、電池使用溫度會影響到電池的可用容量
如:比如在25度時,電池可以得到幾乎100%的可用容量,而在0度是,電池只能放出80%的可用容量。
解決措施:庫侖計里面還有一個容量對溫度調整的算法,會根據電池的實際溫度進行可用容量調整;
請您定期的對你所用的電池進行一次完全的充分,以便庫侖計進行容量調整和歸一化的進行.確保庫侖計一直工作在最佳狀態。