电池与电量知识了解

电池与电量知识了解
锂电池
“锂电池”，是⼀类由锂⾦属或锂合⾦为正/负极材料、使⽤⾮⽔电解质溶液的电池。

1912年锂⾦属电池最早被提出并研究。

20世纪70年代时，出现。

由于锂⾦属的化学特性⾮常活泼，使得锂⾦属的加⼯、保存、使⽤，对环境要求⾮常⾼。

随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。

锂电池⼤致可分为两类：锂⾦属电池和锂离⼦电池。

锂离⼦电池不含有⾦属态的锂，并且是可以充电的。

可充电电池的第五代产品锂⾦属电池在1996年诞⽣，其安全性、⽐容量、⾃放电率和性能价格⽐均优于锂离⼦电池。

由于其⾃⾝的⾼技术要求限制，只有少数⼏个国家的公司在⽣产这种锂⾦属电池。

⼲电池
　⽐较普遍的⼲电池为锌锰电池(或称碳锌电池，即dryLeclanchécell)。

⼀般⼲电池⼤多数是锰锌电池，⾥⾯是正极碳棒，外包⽯墨制品和mno2的化合物，再外是⼀层层纤维⽹。

⽹上涂有厚厚的的电解质糊，其构成是氯化氨⽔溶液和淀粉，另有⼀少部分防腐剂⼲电池也成为伏打电池，伏打电池便是由⼏组圆形板⼦成对显现并依照相应先后顺序沉积⽽成，圆板上⾯有⼆种不⼀样的⾦属材料板材，阶层之间有⼀层层布，起着导电体功效，⼲电池便是按照这类原理制作⽽成，⼲电池内部结构出现⼀种糊状的物质，有⼀些是胶状物。

⼀次性电池。

锂电池电量检测⽅法
1.电压测试法：就是说的电量通过简单的监控电池的电压⽽得来的。

锂电池的电量和电压不是线性关系的，所以这中测试⽅法并不精准，电量测量精度仅仅超过20%。

尤其是电池电量低于50%时，⼿机的电量计算将会变得⾮常不准确。

所以这种⽅法对电池的保护是⾮常有限的。

2.电池建模法：这个⽅法是根据锂电池的放电曲线来建⽴⼀个数据表，数据表中会标明不同电压下的电量值，这⼀⽅法可以有效的提⾼测量的精度。

但要获得⼀个精准的数据表并不简单，因为电压和电量的关系还涉及到了锂电池的温度、⾃放电、⽼化等的因素。

只有结合了众多的因素来进⾏修正才能够得出较满意的电量测量。

3.库仑计：库仑计是在的正极和负极串如⼀个电流检查电阻，当有电流流经电阻时就会产⽣Vsense，通过检测Vsense就可以计算出流过电池的电流。

因此可以精确的跟踪电池的电量变化，精度可以达到1%，另外通过配合电池电压和温度，就可以极⼤的减少锂电池⽼化等因素对测量结果的影响。

其中iPhone中就是采⽤这⼀⽅法。

电池的剩余电量也即反映的是锂电池的荷电状态。

电池本⾝复杂的电化学反应导致其瞬态电压响应。

电荷必须⾸先以电⼦的形式穿越储存能量的电化学活性材料(阳极或阴极)，在到达粒⼦表⾯后以离⼦的形式存储于电解液中。

这些化学步骤与电池电压响应的时间常数相关。

如何实时监测锂电池剩余电量？
1.铅酸等电量与电压有近似线性关系的电池可以采⽤测量端电压的⽅式来了解剩余电量。

2.锂电池（尤其是磷酸铁锂电池）因为电压较平稳，⽆法通过简单地通过电压来判断剩余电量。

3.实时监测锂电池剩余电量最好的办法是使⽤智能芯⽚，如TI之类的BQ3050芯⽚。

4.笔记本电脑电池上⽤的⼤部分是TI该款芯⽚。

5.主要是靠积分法计算剩余电量。

有些智能保护板可能还加⼊电芯温度、电压、电流等特性曲线来辅助积分算法提供剩余电量的
准确度。

电池管理可视为是电源管理的⼀部分。

电池管理中，电量计是负责估计锂电池容量。

其基本功能为监测电压，充电/放电电流和电池温度，并估计电池荷电状态(SOC)及电池的完全充电容量(FCC)。

有两种典型估计锂电池荷电状态的⽅法：开路电压法(OCV)和库仑计量法。

另⼀种⽅法是由RICHTEK所设计的动态电压算法。

⼲电池电量检测⽅法
因为本⼈发现蓝⽛⿏标所⽤的⼲电池在连接后能显⽰电量百分⽐，这样可以得出较为精确的数据，于是粗略查询相关资料。

库仑计相关
1. 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。

由于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。

所以需要考虑⼀点点这⽅⾯的余量.以新电池的60%-40%-20%-5%这样的⽐例进⾏设计。

4.20V~3.90V满格
3.90V~3.80V三格
3.80V~3.72V两格
3.72V~3.65V⼀格
3.65以下，低电压告警。

虽然在使⽤新电池时, 第⼀格会待机⽐较长的时间, 最后⼀格待机⽐较短。

但是当这个电池使⽤个⼀年半载后, 其容量分布就⽐较接近均分的情况。

2 .库伦计
2.1基本内容
mAh：电池容量的计量单位；
库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑；
库仑计的芯⽚,即电量计量芯⽚是装在⼿机电池⾥⾯的,通常是与锂离⼦电池的保护线路设计在⼀起。

2.2库伦计⼯作原理
基本原理：芯⽚上集成了⼀个取样电阻,当流过不同电流后产⽣不同的压差,芯⽚就对这个电压(实际转换为电流)和时间进⾏积分,得到⽤户使⽤时的正确电量(注意,电量的单位是mAh)，该芯⽚通过实时积分得到容量以后,把容量(单位是mAh)数据存储在芯⽚的EEPROM中,并根据⼿机的需求,通过通讯线传递给⼿机.那么⼿机就得到了这块电池的准确容量。

在库仑计芯⽚的存储器⾥⾯通常有如下的基本电池信息
▲电池的初始容量(mAh),即额定容量,⼀个电池完全充放后得到的容量
▲电池的当前容量(mAh),处于使⽤状态是的电池容量
▲当前流经的电流(mA),即⼿机的电流损耗
例⼦：⼀块额定容量为600mAh的电池,如果当前电池容量只有456mAh,⼿机就显⽰
456/600=76%；
电池额定容量调整
 1、电池循环充电次数（电池使⽤率）会影响到电池的额定容量
如：⽐如初始容量是600mAh的电池,在100次循环以后,其实际容量已经变成500mAh了,如果在进⾏容量显⽰是仍然按照600mAh这个数来计算的话,势必造成电池永远充不饱这个问题.。

 解决措施：库仑计的⾥⾯还有⼀个容量对使⽤次数调整的算法,会根据电池循环次数调整其实际容量。

 2、电池使⽤温度会影响到电池的可⽤容量
如：⽐如在25度时,电池可以得到⼏乎100%的可⽤容量，⽽在0度是,电池只能放出80%的可⽤容量。

 解决措施：库仑计⾥⾯还有⼀个容量对温度调整的算法，会根据电池的实际温度进⾏可⽤容量调整；
请您定期的对你所⽤的电池进⾏⼀次完全的充分,以便库仑计进⾏容量调整和归⼀化的进⾏.确保库仑计⼀直⼯作在最佳状态。