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    電池電量怎么測試?

    2020-01-08

      現在很多人在使用電池的時(shí)候都是要先測試其中的電池電量測試問(wèn)題的,但是有部分的人都是看不懂其中的原理和操作方法的,那么,電池電量怎么測試?下面我們來(lái)看看廣州智品匯電子科技有限公司。

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      電池電量怎么測試?

      1、給電池充電,本來(lái)打算通過(guò)檢測電池電壓Vbat,來(lái)計算電池的充電電量;

      2、但是5V適配器接上后,主控板就會(huì )輸出4.2V的Vbat,這時(shí)電池電量就已經(jīng)是100%

      表述鋰離子電池(以下簡(jiǎn)稱(chēng)鋰電池)儲能大小的參數是能量密度,在數值上大約相當于電壓與鋰電池容量的乘積,為了有效提高鋰電池的儲電量,人們一般會(huì )用增加電池容量的方法達到目的。

      但是,限于所用原材料的性質(zhì),容量提升總是有限度的,于是提高電壓值成為提升鋰電池儲電能力的另一條途徑。

      大家知道,鋰電池標稱(chēng)電壓是3.6V或3.7V,最高電壓是4.2V。那么,鋰電池的電壓什為什么不能獲得更大的突破呢?說(shuō)到底,這也是由鋰電池的材料及結構性質(zhì)決定的。

      鋰電池的電壓是由電極電勢決定的。電壓也稱(chēng)作電勢差或電位差,是衡量電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。鋰離子的電極電勢約是3V,鋰電池的電壓隨材料不同而有變化。

      如,一般的鋰電池額定電壓為3.7V,滿(mǎn)電電壓為4.2V;而磷酸鐵鋰電池額定電壓為3.2V,滿(mǎn)電電壓為3.65V。換句話(huà)說(shuō),實(shí)用中的鋰電池正極和負極之間的電勢差不能超過(guò)4.2V,這是一種基于材料和使用安全性的需要。

      假如以L(fǎng)i/Li+電極為參照電位,設μA為負極材料的相對電化學(xué)勢,μC為正極材料的相對電化學(xué)勢,電解液電勢區間Eg為電解液最低電子未占有能級和最高電子占有能級之差。那么,決定鋰電池最高電壓值的就是μA、μC、Eg這三個(gè)因素。

      μA和μC的差為鋰電池的開(kāi)路電壓(最高電壓值),當這個(gè)電壓值在Eg區間內,就能夠保證電解液正常工作。

      “正常工作”的意思是:鋰電池通過(guò)電解液在正負極間來(lái)回運動(dòng),但不會(huì )與電解液發(fā)生氧化還原反應,從而保證電池結構的穩定性。而正負極材料的電化學(xué)勢造成電解液工作非正常有兩種形式:

      1、當負極的電化學(xué)勢高于電解液最低電子未占有能級時(shí),負極的電子會(huì )被電解液奪取,因而電解液被氧化,反應產(chǎn)物在負極材料顆粒表面形成“固液界面層”,從而導致負極可能遭到破壞。

      2、當正極的電化學(xué)勢低于電解液最高電子占有能級時(shí),電解液中的電子會(huì )被正極奪取,從而被電解液氧化,反應產(chǎn)物在正極材料顆粒表面形成“固液界面層”,從而導致正極可能遭到破壞。

      但是,這種正極或者負極遭到破壞的可能性卻因為“固液界面層”的存在而阻止了電子在電解液和正負極間的進(jìn)一步運動(dòng),反而保護了電極材料,這就是說(shuō),程度較輕的“固液界面層”是“保護性”的。

      這種保護性的前提是:正負極電化學(xué)勢可以略微超過(guò)Eg區間,但不能超出太多。比如,現在的鋰電池負極材料之所以大多選用石墨。

      就是因為石墨相對于Li/Li+電極的電化學(xué)勢約為0.2V,略微超出了Eg區間(1V~4.5V),但因為有“保護性”的“固液界面層”。

      使得電解液不被進(jìn)一步還原,從而停止了極化反應的繼續發(fā)展。但是,5V高電壓正極材料超出了現在商用有機電解液的Eg區間太多,因而在充放電過(guò)程中極易被氧化,隨著(zhù)充放電次數的增加,容量下降,壽命減少。

      現在明白了鋰電池的開(kāi)路電壓之所以選擇為4.2V,是因為現有商用鋰電池電解液Eg區間為1V~4.5V。

      如果開(kāi)路電壓設定為4.5V或許可以提高鋰電池輸出的電能,但也加大了電池過(guò)充的風(fēng)險,而過(guò)充的危害有相當多的資料已經(jīng)說(shuō)明,這里就不再多說(shuō)了。

      根據上述原理,人們要想通過(guò)提高電壓值來(lái)提升鋰電池的能量密度,只有兩條道路可尋,一是找到可與高電壓值正極材料匹配的電解液,二是對電池進(jìn)行保護性的表面改性。

      利用BAV-1型電壓測試儀,測量電池的空載電壓。

      在BAV-1型電壓測試儀處加15Ω電阻負載,工作5S,讀取電池的負載電壓。

      放置一天后,利用新威電池放電測試儀對電池放電,檢測電池容量。對于3.0V和3.6V的一次性鋰離子電池,設置放電電流為30mA,截止電壓為2V,中間不間斷。

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