爲什麽锂電池標的電壓是3.7v
如果大家注意的話會發現我們見到的和使用的锂電池上面標的單顆電芯電壓都是3.7V,爲什麽锂電池標的電壓是3.7V,相信很多朋友對這個問題的答案感興趣,下面就簡單和大家解釋一下吧。
一、锂電池的放電平台解釋
先說一下锂電池的放电平台,就是指充满电的锂電池在放电时,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。就是因为各个锂電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。
一般地的锂電池满电压4.2V,当一颗2200mAh锂電池用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:


锂電池电池容量与放电平台理解示意图
容量(C)=放電電流×電池放電平台時間
对于一颗容量为2200mAh的锂電池来说,1C放电到3.7V用时1小时,
容量(C)=2200mA×1小時=2200mAh
那么问题就来了,对于好一点的锂電池,一般在我们做产品测试时会在3.7V以后电压下降的很快,那么在短时间内放的电量就很少。相反不好的电池在4.2V到3.7V放电的时候,电压下降的很快,而在3.7V以后电压又下降的有很慢,这种电池是性能不好的一般容量也非常低。那么好的锂電池的放电平台就是3.7V。
就一般而言,在恒壓條件下,充到電壓爲4.2V,電流小于0.01C時停充電,然後擱置10分鍾,在任何倍率的放電電流下,放電至3.7V時,電池放電所經曆的一個時間長度,是衡量電池好壞的重要指標。不過,不要一味地追求高平台,有時候平台電壓高,容量卻下降了,因爲,不同倍率條件下,平台電壓是不同的,因此,平台的問題應從多方考慮。既要容量高,又要在指定電壓持續時間長,才算真正的好電池。
什麽又是放電率的呢?
放電率F:[1/時],意思是“N小時充(放)電率,常常只說”數“,而不說單位;F也稱做”N小時充(放)電率“,F=1/(N小時),
一般可以這樣計算:I=0.1X[1/(N小時)]XC
舉例,電池容量時2200mAh,以0.1C的電流充電,相當于明確:對電池的充電電流I=0.1[1/時]X2200[毫安時]=220[毫安]
借助上面的锂電池电池容量与放电平台理解示意图,能比较好的理解充电电池容量和电池的放电平台的道理,也可以说是衡量电池高功率的工作时间,同样两个电池容量是相同的,充满电后假设同时从4.2V放到3.7V,但是一个时间长,一个时间短,就是时间长的电池平台高,就是高电压的时间工作时间长,比如这两个电池用在手机上,待机时间是相同的,但两个手机一起打电话,平台时间长的电池通知时间会长,平台时间短的电池通话时间会短
二、对于这个图,另一个含义,对理解锂電池的电量管理监测也很有意义。
比如,目前,對充電電池進行電量監控方法,一般有兩種。
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。如锂電池的电压充到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。因锂電池过充电要损坏。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。
測量電池電壓這種方法,有很多不足例如對于不同廠商生産的電池,其開路電壓與容量之間的關系各不相同等。優點是設計成本比較低。
還有一個常用的監測剩余電量的方法是,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間,通過測量流入/流出電池的淨電荷來估算電池剩余容量。對流入/流出電池的總電流進行積分,也就是求圖中曲線下的面積,得到的淨電荷數即爲剩余容量。這就電池容量計算的方法是目前認爲是比較精確的計算電池電量的方法。當然設計成本也是比較高的。
三、從充放電數據監測來說
锂電充滿電,大概會是4.2V或者4.3V.
锂電放完電,大概會是3.0V。
锂電放電圖,是呈抛物線的,4.3V降到3.7V和3.7V降到3.0V,都是變化很快的。
惟有3.7V左右的放電時間是最長的,幾乎占到了3/4的時間。
所以才會標3.7V的。
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