鉅大LARGE | 點擊量：8646次 | 2022年03月14日
電池電壓和容量的關(guān)系？
鋰離子電池有一個對電量計量很有用的特性，就是在放電的時候，電池電壓隨電量的流逝會逐漸降低，并且有相當(dāng)大的斜率。這就提供給我們另外一種近似的電量計量途徑。取電池電壓的方法。就好像測量水箱里面的水面高度可以大概估計剩余的水量這個道理一樣。但是實際上鋰電池的電壓比水箱里面的平靜的水面高度測量要復(fù)雜的多。用電壓來估計電池的剩余容量有以下幾個不穩(wěn)定性：同一個電池，在同等剩余容量的情況下，電壓值因放電電流的大小而變化。放電電流越大，電壓越低。在沒有電流的情況下，電壓最高；環(huán)境溫度對電池電壓的影響，溫度越低，同等容量電池電壓越低；循環(huán)對電池放電平臺的影響，隨著循環(huán)的進(jìn)行，鋰離子電池的放電平臺趨于惡化。放電平臺降低。所以相同電壓所代表的容量也相應(yīng)變化了；不同廠家，不同容量的鋰離子電池，其放電的平臺略有差異。
不同類型的電極材料的鋰離子電池，放電平臺有較大差異。鈷鋰電池和錳鋰電池的放電平臺就完全不同。以上這些都會造成電壓的波動和電壓的差異，使電池的容量顯示變的不穩(wěn)定，一臺手機上用電壓計量電池容量時，因為手機不可能一直處于小電流的待機狀態(tài)。暫時的大電流的損耗，比如開背光，放鈴聲，特別是通過，都會造成電池電壓很快降低。此時手機顯示的容量要降低得比實際容量降低更多。而當(dāng)大電流撤掉以后，電池的電壓會回升。這就會造成手機容量顯示反而上升這種不合理的現(xiàn)象。
電池的電壓在放電過程中一直在降低，比如電池3.6v，19ah，19ah的容量不是放到0v，而是2.幾或3.幾時，放電容量是19ah，如果放到0v，容量會比19多一點點，過放的話，會損傷電池的壽命。
設(shè)計優(yōu)秀的話，儀表的截止電壓和電池的電壓基本相同，當(dāng)電壓到達(dá)某個數(shù)值時比如3V，電池就放完了，或者說接近放完了，儀表也就就到了最低的工作電壓，如果說儀表的最低工作電壓比較高，比如低于3.6v就不能工作，那么就存在電池還有電，儀表就不能工作的情況，這種情況下，應(yīng)該提高外部供電電壓
電池容量是衡量電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下（放電率、溫度、終止電壓等）電池放出的電量（可用JS-150D做放電測試），即電池的容量，通常以安培·小時為單位（簡稱，以A·H表示，1A·h=3600C）。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電池容量按照不同條件分為實際容量、理論容量與額定容量，電池容量C的計算式為C=∫t0It1dt（在t0到t1時間內(nèi)對電流I積分），電池分正負(fù)極。
電池容量按照不同條件分為實際容量、理論容量與額定容量。
在某一放電率下于25℃放電至終止電壓所提的最低限度的容量是設(shè)計與生產(chǎn)時的規(guī)定的電池的容量，這叫做某一放電率RH的額定容量。
方形鋰離子電池
方形鋰離子電池
電池容量一般以AH(安培小時)計算，另一種是以CELL(單位極板)幾瓦(W)計算。(W/CELL)
1.Ah(安培小時)計算，放電電流（恒流）I×放電時間（小時)T。例如7AH電池如果連續(xù)放電電流0.35A，那么時間可連續(xù)20小時。
2.充電時間以15小時為標(biāo)準(zhǔn)，充電電流為電池容量的1/10，快速充電會減少電池壽命。
電池容量是指電池存儲電量的大小。電池容量的單位是“mAh”，中文名稱是毫安時（在衡量大容量電池如鉛蓄電池時，為了方便起見，一般用“Ah”來表示，中文名是安時，1Ah=1000mAh）。若電池的額定容量是1300mAh，即130mA的電流給電池放電，那么該電池可以持續(xù)工作10小時（1300mAh/130mA=10h）；如果放電電流為1300mA，那供電時間就只有1小時左右（實際工作時間因電池的實際容量的個別差異而有一些差別）。這是理想狀態(tài)下的分析，數(shù)碼設(shè)備實際工作時的電流不可能始終恒定在某一數(shù)值（以數(shù)碼相機為例，工作電流會因為LCD顯示屏、閃光燈等部件的開啟或關(guān)閉而發(fā)生較大的變化），因而電池能對某個設(shè)備的供電時間只能是個大約值，而這個值也只有通過實際操作經(jīng)驗來估計。
通常我們講電池容量是以安時為單位，這是基于已經(jīng)確定的某一個電池。
比如我們說這塊手機電池容量是多少；這塊電瓶車電池容量是多少，都是分別針對不同電池來說的。針對電池電壓已經(jīng)確定，而沒有考慮實際電壓，只需要說安時就能代表這塊電池容量。
然而對于不同電壓的電池，我們就不能單純的用安時來代表容量，比如一塊12V20AH的電池，一塊15V20AH的電池，哪怕都是20AH，供給相同功率負(fù)載，設(shè)備都能正常工作，但持續(xù)時間是不一樣的，所以標(biāo)準(zhǔn)容量應(yīng)該以功為單位。
再舉個例子，一個設(shè)備能支持12V、也能支持24V，用一塊12V（20AH）電池供電，能提供一個小時，那么用兩塊串聯(lián)會變成24V（20AH）其中安時沒有增加，但持續(xù)時間會長一倍，所以容量此時應(yīng)考慮為電池所容納的功，而不能單純考慮為安時。
W（功）=P（功率）*T（時間）=I（電流）*U（電壓）*T（時間）
這樣討論電池容量才有實際意義，必須實事求是，否則可能出現(xiàn)一塊手機電池還比電瓶車電池容量大的說法，這顯然不科學(xué)。
給一個電池進(jìn)行恒流恒壓充電，然后以恒流放電，放出多少電量就是這個電池的容量，蓄電池，鎳氫電池等，但是鋰電池就不行，它有個最低放電電壓，即放電電壓不能低于2.75V，通常以3.0V為下限保護(hù)電壓。例如鋰電池容量是1000mAh,則充放電電流就1000mA,在電池最高電壓4.2V內(nèi)放到3.0V，放出來的容量才是電池最真實的容量。
蓄電池的容量是衡量蓄電池性能的一項重要指標(biāo).一般用安時來表示.放電時間(小時)與放電電流(安培)的總稱,即容量=放電時間×放電電流.電池的實際容量,取決于電池中活性物質(zhì)的多少和活性物質(zhì)的利用率.活性物質(zhì)是量越多,活性物質(zhì)利用率就越高,電池的容量也就越大.反之容量越小,影響電池容量的因素很多,常見的有以下幾種:
(1)放電率對電池容量的影響
鉛蓄電池容量隨放電倍率的增大而降低,也就是說放電電流越大,計算出電池的容量就越小.比如一只10Ah的電池,用5A放電可以放2小時,即5×2=10;那么用10A放電只能放出47.4分鐘的電,合0.79小時.其容量僅為10×0.79=7.9安時.所以對于給定電池在不同時率下放電,將有不同的容量.我們在談到容量時必須知道放電的時率或倍率.簡單的講就是用多大的電流放電。
(2)溫度對電池容量的影響
溫度對鉛酸蓄電池的容量影響較大,一般隨溫度降低,容量的下降,容量與溫度的關(guān)系如:
Ct1=Ct2/1+k(t1-t2).t1t2分別是電解液的溫度,k為容量的溫度系數(shù),Ct1溫度為t1時容量(Ah),Ct2是溫度為t2時的容量(Ah)在蓄電池生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中,一般要規(guī)定一個溫度為額定標(biāo)準(zhǔn)溫度,如規(guī)定t1為實際溫度,t2為標(biāo)準(zhǔn)溫度,(一般為25攝氏度)負(fù)極板受低溫的影響要比正極板敏感.當(dāng)電解液溫度降低時,電解液粘度增大,離子受到較大的阻力,擴散能力下降,電解液電阻也增大,使電化學(xué)反應(yīng)阻力增加,一部分硫酸鉛不能正常轉(zhuǎn)化.充電接受能力下降,結(jié)果導(dǎo)致蓄電池容量下降.
(3)終止電壓對電池容量的影響
當(dāng)電池放電至某一個電壓值以后,產(chǎn)生電壓急劇下降,實際上所獲得的能量非常小,如果長期深放電,對電池的損害相當(dāng)大.所以必須在某一電壓值終止放電,該截止放電電壓叫放電終止電壓.設(shè)定放電終止電壓,對延長蓄電池使用壽命意義重大.一般我們所維修的電動車電池,電摩電池的放電終止電壓為每格1.75伏,也就是說一節(jié)12伏電池為6格,其放電終止電壓是6×1.75=10.5伏.[2]
(4)極板的幾何尺寸對電池容量的影響
在活性物質(zhì)的量一定時,與電解液直接接觸極板的幾何面積增加,電池容量的增加,所以極板的幾何尺寸,對電池容量的影響不可忽視.
①極板厚度對容量的影響
活性物質(zhì)的量一定,電池容量隨極板厚度的增加而減少,極板越厚,硫酸與活性物質(zhì)接觸面就越小,活性物質(zhì)的利用率越低,電池容量越小.
②極板高度對容量的影響
在電池中,極板的上下兩部分的活性物質(zhì)利用率存在著較大的差異,實驗證實,放電初期,極板上部比下部的電流密度大約高出2倍~~2.5倍,這種差別隨著放電時的推移逐漸減少,但上部要比下部的電流密度大.
③極板面積對容量的影響
活性物質(zhì)的量一定,極板幾何面積越大,活性物質(zhì)的利用率也越高,電池的容量越大.在電池殼體相同,活性物質(zhì)量不變情況下,采用薄極板增加極板片數(shù),也就是增加了極板的有效反應(yīng)面積,從而提高了活性物質(zhì)的利用率,增加了電池的容量。
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