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锂电池电压和容量关系分析
1.新电池的电压对容量的关系
测试对象:国产和日产电芯各一种(都是主流电芯生产商), 为避免不必要的纠纷, 所有资料中均不明写电芯厂家. 下同.
测试方法: 1K电阻恒阻放电(此时对应的放电电流非常符合目前手机3~5mA的待机电流)
数据处理方法: 积分(详细步骤不做陈述),得到电压和容量百分比关系图.
为便于查看, 提供表格一份:
| 容量百分比% | 电池电压 V |
|---|---|
| 100 | 4.2 |
| 90 | 4.08 |
| 80 | 4 |
| 70 | 3.93 |
| 60 | 3.87 |
| 50 | 3.82 |
| 40 | 3.79 |
| 30 | 3.77 |
| 20 | 3.73 |
| 15 | 3.7 |
| 10 | 3.68 |
| 5 | 3.5 |
| 0 | 2.5 |
以上数据基本能代表目前主流锂离子电芯的待机电压对容量的关系.
注意对象是新电池, 不是使用了1年多的电池. 一般情况下50次左右的循环电池容量和放电平台不会有太大的改变,均可以利用上述数据.
2. 使用后的电池的情况.
许多人都会偶尔关心一下电池会不会老化, 老化后性能如何.
这里贴上一个图, 就一目了然了.
测试对象:一块使用1年半的国产电芯, 和没有使用过的国产电芯和日产电芯各一块.其中国产电芯标称950mAh.日产电芯标称1000mAh.
测试方法:500mA恒流放电(此电流比较接近极限通话平均电流)
红色曲线就是那块使用过的电池的表现.
对于这块使用过的电芯,可以得到如下几个结论
–电池的真实容量(对应放电到2.75V的容量)仍然满足要求, 达930多mAh.国标要求能达到标称的70%就还算合格. 与其同初始容量(蓝色曲线)相比, 真实容量降低了将近100mAh(10%左右)
–电池的放电平台明显降低.随之带来电量显示的不准.
–电池的实际可用容量大大的降低. 以3.3V截止电压进行评估(此电压一般是手机通话状态的强行关机电压),新电芯有超过950mAh的可用容量, 而旧电池仅700多mAh.剩下的200多mAh(20%多)的容量就无法利用起来了.
3.手机电池电量格数的定义
一般手机设计待机电量时, 比如有4格5档(4-3-2-1-0)的电量指示.
设计者不会把我上面提到的新电池的电压对容量关系进行均分,取75%-50%-25%-0%这样进行电压划分. 因为要考虑到电池使用一段时间(比如1年)后, 其放电平台会降低,上述的比例肯定会失调.
所以厂家会考虑一点点这方面的余量.
