锂离子电池容量计算方式
锂离子电池容量计算之电压法
锂离子电池容量计算之电压法: 如下, 百分比是电池的剩余容量, 右侧是对应的电池的开路电压(OCV). 100% 4.20V 90% ---- 4.06V80% ---- 3.98V70% ---- 3.92V60% ---- 3.87V50% ---- 3.82V40% ---- 3.79V30% ---- 3.77V20% ---- 3.74V10% ---- 3.68V5% ------ 3.45V0% ------ 3.00V" 如何判断电池的剩余容量", 写得不够详细, 且数据不够精确., 作为上篇文章的更新.. 首先几个概念解释:1.OCV:open circuit voltage 的缩写, 开路电压.2. 锂离子电池: 本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V 恒压限制充电的单节锂离子电池.3. mAh:电池容量的计量单位，实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑mAh不是标准单位，但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.4. fuel gauging: 电量计量，原意是油量计量，后在电化学上被引用为电量计量的意思.. 即库仑计(coulomb co unt).，只有用库仑计. 就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理. 要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.. 电压与容量的关系，就是在放电的时候，电池电压随电量的流逝会逐渐降低，并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样. 但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多.1. 同一个电池, 在同等剩余容量的情况下, 电压值因放电电流的大小而变化., 电压越低. 在没有电流的情况下, 电压最高.2. 环境温度对电池电压的影响, 温度越低, 同等容量电池电压越低.3. 循环对电池放电平台的影响,, 锂离子电池的放电平台趋于恶化. 放电平台降低. 所以相同电压所代表的容量也相应变化了.4. 不同厂家, 不同容量的锂离子电池, 其放电的平台略有差异.5. 不同类型的电极材料的锂离子电池, 放电平台有较大差异. 钴锂和锰锂的放电平台就完全不同. , 使电池的容量显示变的不稳定, 因为手机不可能一直处于小电流的待机状态. 暂时的大电流的损耗, 比如开背光, 放铃声,特别是通过, 都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后, 电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象.. 电池电压对电池容量的表格, 下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格（左侧）（右侧）1. 室温2. 新的电池3. 完全充饱以后进行GSM模拟放电4. 测量电池电压时, 关断放电回路, 测量电池开路电压. 排除放电电流对电压的影响.5. 选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.1. 室温2. 新的电池3. 完全充饱以后进行550mA的恒流放电4. 测量电池电压时,不关断放电回路,测量电池实际工作电压.携带放电电流对电压的影响.5. 选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少., 以10%的容量间隔进行划分OCV550mA恒流放电电压对容量关系100%---4.20V100%----4.20V90%-----4.06V90%-----3.97V80%-----3.98V80%-----3.87V70%-----3.92V70%-----3.79V ▲60%-----3.87V60%-----3.73V50%-----3.82V50%-----3.68V40%-----3.79V40% --- -3.65V30%-----3.77V30%-----3.62V20%-----3.74V20%-----3.58V10%-----3.68V10%-----3.51V5% ----- 3.45V 5% ----- 3.42V0% ----- 3.00V 0% ----- 3.00V, 表中的仅供各位参考. . 也没有其它公式可以套用. 手机只能实现制备一个对应的表格来对照实际测量到的电压, 来近似取得电池的容量.OCV放电电压在4.20V到3.90V之间下降斜率较快.3.8V 前后有一个相对平缓的放电平台3.7V 以后, 电压随容量下降急剧降低到 3.0V（1C）的放电平台出现在 3.65V 左右, 当电压降到3.79V 时, 40%（参考左侧）的电量.而实际电池应该还有70%的电量（参考右侧）. 当手机重新进入小电流待机时, 电池电压会回升到对应左侧的 3.92V（70%）. 那么手机的容量显示就会出现反跳现象.. 手机上采用测量电压法来计量电池容量的具体应用:1. 手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.2. 常用的电量格. 有三格或四格的. 以四格电量的显示来讲.25%.50%或者更多. 第二格代表20%.... 是一种不平均的分配.S1200 的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.A8 的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.,philips 的都有各自不同的格子定义.（就象上面的百分比）.3. 但是只要是采用电压来计量容量原理来工作的手机, 这个电量就不可避免的存在下述弊端（分辨率）不高.三格,四格或10格（就象上面的百分比）., 比如打完一个电话后从两格降低到一格后, 过一会儿又反弹回两格这种现象.4. 手机对电池电压的采样, 一般会尽量采用低消耗电流时的电压（比如待机时）,"多点采样计算平均值" 的算法来避免瞬间电流对电压的干扰.5. 手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的., 其对应的剩余容量会出现很大的差异, 其第一格所代表的电量可以用 3 天, 而循环了100 次的电池和差的劣质电池.1到2天.甚至出现在电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.6. 在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但是当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.7. 有些早期的手机使用的是镍氢电池或镍镉电池,. 其原理也是一样的. 这里不另行详细说明., 采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行, 但是略显粗糙的方法。
正极材料理论容量计算
锂离子电池正极材料理论电容量的计算常常看见文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g下面给出理论计算方法：1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数）由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA·h＝1×（10^-3）安培×3600秒＝3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例：LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是96500/157.756/3.6=170 mA h/g关于法拉第常数法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19 C的积。
尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。
法拉第常数以麦可·法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。
一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。
最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。
在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。
它是一个基本常数，其值只随其单位变化。
在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。
因此它也是一个非常重要的技术常数。
在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。
在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。
如何计算电池材料的理论容量值C=26.8nm/M,n是电子数，m是活性物质质量，M是活性物质的分子量电池的化成，有的采用常温化成，有的采用高温化成，这两种化成的优缺点：主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧，高温化成形成的SEI较厚但不致密，消耗的锂比较多，常温或低温形成的较薄切致密。
电池容量的计算方法
电池,充电器技术学习交流,求助-> 锂电池容量计算的电压法一.首先几个概念解释:1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压.2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池.3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑.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mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思.最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count).★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.二.电压与容量的关系但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多.用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性:1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高.2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低.3.循环对电池放电平台的影响,随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了.4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异.5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同.以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光,放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象.三.电池电压对电池容量的表格说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)标准条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行GSM模拟放电4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.大电流恒流放电条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行550mA的恒流放电4.测量电池电压时,不关断放电回路,测量电池实际工作电压.携带放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.具体数据如下,以10%的容量间隔进行划分OCV电压对容量关系550mA恒流放电电压对容量关系100%----4.20V 100%----4.20V90%-----4.06V 90%-----3.97V80%-----3.98V 80%-----3.87V70%-----3.92V 70%-----3.79V▲60%-----3.87V 60%-----3.73V50%-----3.82V 50%-----3.68V40%-----3.79V▲ 40%-----3.65V30%-----3.77V 30%-----3.62V20%-----3.74V 20%-----3.58V10%-----3.68V 10%-----3.51V5%------3.45V 5%------3.42V0%------3.00V 0%------3.00V以上数据为我三年来对锂离子电池测试的统计,因为电池电压的影响因素实在太多,表中的仅供各位参考.注意这里电池电压与容量不是线性关系.也没有其它公式可以套用.手机只能实现制备一个对应的表格来对照实际测量到的电压,来近似取得电池的容量.锂离子电池的OCV放电电压在4.20V到3.90V之间下降斜率较快.在3.8V前后有一个相对平缓的放电平台在低于3.7V以后,电压随容量下降急剧降低到3.0V而对照的大电流放电(1C)的放电平台出现在3.65V左右由对比表格可以看到.如果长时间处于大电流放电状态,当电压降到3.79V时,手机这个时候认为只有40%(参考左侧)的电量.而实际电池应该还有70%的电量(参考右侧).当手机重新进入小电流待机时,电池电压会回升到对应左侧的3.92V(70%).那么手机的容量显示就会出现反跳现象.四.手机上采用测量电压法来计量电池容量的具体应用:1.手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.2.常用的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显示来讲.各个手机设计时每一格代表的电量并不一定是平均的25%.实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.厦新A8的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).3.但是只要是采用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可避免的存在下述弊端电量的精度(分辨率)不高.三格,四格或10格(就象上面的百分比).电量会出现反复变化,比如打完一个电话后从两格降低到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.4.手机对电池电压的采样,一般会尽量采用低消耗电流时的电压(比如待机时),这时获得的电压比较有参考价值.而且手机软件会采用"多点采样计算平均值"的算法来避免瞬间电流对电压的干扰.5.手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的.而电池随着循环的进行或选用放电平台很差的电池时,其对应的剩余容量会出现很大的差异比如放电平台高的电池,其第一格所代表的电量可以用3天,而循环了100次的电池和差的劣质电池.其第一格电量却只能用1到2天.甚至出现在电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.6.在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但是当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.7.有些早期的手机使用的是镍氢电池或镍镉电池,同样镍基电池也可以绘出一个放电电压对容量的关系.其原理也是一样的.这里不另行详细说明.总之,采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.真正高级的锂离子电池电量计量只有采用库仑计并使用高级的电量计量算法.遥控飞机锂电池容量加大我买了个遥控飞机，锂电池参数3.7V，100mAh 每次飞行时间在5分钟左右，1我想问能否换个锂电池，比如3.7V，1000mAh.这样是否就可以延长飞机的飞行时间2还有，买飞机的时候送了个USB的充电设备，再问，一般电脑USB输出电压和电流分别是5V，500mA,我能否用我手机充电器-输出参数5V，500mA（变压器+USB线的那种）加上飞机带的USB线充电呢？可以自己换电池，但现在锂电池虚标容量现象严重，要买大品牌正品，而且因为锂电池过放电的话会报废，最好带保护板的锂电池。
锂离子电池理论比容量计算方法
锂离子电池理论比容量
计算方法
Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
理论比容量计算方法：mAh/g
先从单位着手，mAh→Ah→A·s，也即电量单位：库伦（C或A·s）。
举例说明：；LiC6；
（1）计算Si的理论比容量：；
1）取，也即1mol的Si可嵌入的Li；
2）计算所带的电量：
×（×1023）mol-1××10-19C=（A·s）；
单位转换：×1000÷3600=
3）理论比容量计算：÷（1mol×28g/mol，1molSi的质量）=g。
（2）石墨理论比容量的计算：LiC6；
1）取1molLiC6，也即6mol的C可嵌入1mol的Li；
2）计算1molLi所带的电量：
1mol×（×1023）mol-1××10-19C=（A·s）；
单位转换：×1000÷3600=26789mAh
3）理论比容量计算：26789mAh÷（6mol×12g/mol，6molC的质量）=g。
金属的比容量计算方法：
1molAl在发生电化学反应的时候能够提供3mol电子
3mol电子携带的电量是3×96500＝289500C
将库仑单位转换为mAh单位，1C＝1000mAs＝1000/3600mAh
所以1molAl的容量就是289500/＝80417mAh
比容量是80417/27＝2978mAh/g
锌：825mAh/g
镁：2219mAh/g。
正极材料理论容量计算
锂离子电池正极材料理论电容量的计算常常看见文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g下面给出理论计算方法：1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C96500C/mol是法拉第常数由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA·h＝1×10^-3安培×3600秒＝3.6C以磷酸锂铁电池LiFePO4为例：LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是96500/=170 mA h/g关于法拉第常数法拉第常数F是近代科学研究中重要的物理常数,代表每摩尔电子所携带的电荷,单位C/mol,它是阿伏伽德罗数NA=×1023mol-1与元电荷e=×10-19 C的积;尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要;法拉第常数以麦可·法拉第命名,法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义;一般认为此值是±0.0083C/mol,此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的,也被认为最具有权威性;最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的;在物理学和化学,尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数;它是一个基本常数,其值只随其单位变化;在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数;因此它也是一个非常重要的技术常数;在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数,一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量;在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数,比如将电压演算为自由能;如何计算电池材料的理论容量值C=M,n是电子数,m是活性物质质量,M是活性物质的分子量电池的化成,有的采用常温化成,有的采用高温化成,这两种化成的优缺点：主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧,高温化成形成的SEI较厚但不致密,消耗的锂比较多,常温或低温形成的较薄切致密;电池配方：负极配方：CMS：CMC：SBR：Super-P＝：：：1电解液：1M-LiPF6 EC/DMC/EMC负极设计比容量：300mAh/g正极设计比容量：140mAh/g充放电制度：1恒流充电1C,2恒压充电,20mA3静置10min4恒流放电1C,5静置10min6循环350周聚合物在溶剂中的溶解要遵循三原则极性相似原则,溶剂化原则,内聚能密度相近原则,此三原则结合聚合物和溶剂的“溶度参数”值,是选择聚合物良溶剂的依据;PVDF/NMP原本是很好的聚合物/溶剂搭配,但NMP是高极性溶剂,与水的亲和力很好,所以极易吸潮,随着NMP中水份含量的增加,形成的NMP/水混合溶剂的“溶度参数”、极性、溶剂化能力等都发生漂移,而PVDF的相应值并无变化,PVDF/NMP粘合剂溶液体系随含水量的增加,渐渐变得不稳定,含水量达一定值时,PVDF可以从溶液中析出,在这一过程中溶液的性质,包括粘度、粘结性能等都会产生变化;向PVDF/NMP溶液中滴加水,局部形成不良溶剂环境,必会有PVDF析出;不同的配料工艺以和相应的配方相结合,提供了一个普通配方：LiCoO2:92%导电石墨：%导电剂：%PVDF:%正极活性材料80%,乙炔黑10%,PVDF10%;企业配方：钴酸锂94%导电剂1%导电剂2 %PVDF3%负极表面的SEI膜大致可以认为是电解液的有机溶剂被还原分解所得到的不溶性产物附着在电极表面的结果,不同的负极材料会有一定的差别,但大致认为是有：碳酸锂,烷基酯锂,氢氧化锂等组成,当然也有盐的分解产物,另外还有一些聚合物等;一般认为对于金属锂,负极在首次嵌锂时形成SEI膜,形成电压为开始相对于金属锂,在附近大量形成,到左右基本完成;另外研究表明,首次嵌锂时为SEI膜形成的主要步骤,后序5周内都有SEI膜的形成过程,但量很少;此外SEI膜并非一成不变,在充放电过程中会有少许的变化,主要是部分有机物会发生可逆的变化;此外不同的电流密度,不同的电极表面所形成的SEI膜的组成少有差别;正极表面的SEI膜少,以前关注很少,目前好像关注度在上升;有一种观点认为是电解液的氧化产物沉积的结果,另一种观点是由于负极表面的SEI膜部分溶解后在正极表面沉积的结果;相对来说,电解液在正极表面氧化沉积的证据不多,当然也不排除是由于量少而目前的仪器精度无法达到的情况为什么负极要用铜箔而正极要用铝箔1、采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软可能这也会有利于粘结,也相对常见比较廉价,同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜;2、铜表面氧化层属于半导体,电子导通,氧化层太厚,阻抗较大；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体,氧化层不能导电,但由于其很薄,通过隧道效应实现电子电导,若氧化层较厚,铝箔导电性级差,甚至绝缘;一般集流体在使用前最好要经过表面清洗,一方面洗去油污,同时可除去厚氧化层;3、正极电位高,铝薄氧化层非常致密,可防止集流体氧化;而铜箔氧化层较疏松些,为防止其氧化,电位比较低较好,同时Li难与Cu在低电位下形成嵌锂合金,但是若铜表面大量氧化,在稍高电位下Li会与氧化铜发生嵌锂发应;AL箔不能用作负极,低电位下会发生LiAl合金化;4、集流体要求成分纯;AL的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀,更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金;极片重量为活性物质重量加基片铝或者铜重量, 正极按理论设计极片重量减去基片铝密度,铜后的重量,得到活性物质重量,活性物质重量乘以140mAh/g钴酸锂的,得到设计的多少mAh容量,负极容量按正极的倍计算,方法一样,负极按300-330mAh/g计算公式：锂离子电池理论容量＝厚度－2壁厚宽度－2壁厚长度－2壁厚/正负极加隔离膜厚度的估算值参数/100正极设计的涂布密度参数容量比其中：０．０２４４是正极设计的涂布密度,其实都差不多的０．４５是正负极加隔离膜厚度的估算值参数１４０容量比;但是按上计算,063048的理论容量则只有555毫安时厚按计算,这个容量只能作废品处理了;－230－248－2/100140＝555一般来说,天然石墨包覆的负极,不可逆容量要大一点;mcmb要好一点,这是实验的结果;还有一个,SEI 膜的成膜电位是～vs Li/Li+,嵌锂电位是～0v,这个电位中嵌入的锂才是可逆的;如果能让SEI膜在更高的电位下形成,它能阻止溶剂的进一步还原,减少不可逆容量,也就是在首次充电曲线中不可逆容量的极化比较大,容易下降到嵌锂平台,这样形成的可逆容量要高;SEI膜对电池的循环性能有至关重要的作用,没有良好的SEI膜,每次循环都有较大不可逆容量损失,这样的电池通常可以从电解液吸水,或电池内部存在结晶水时可以看出来;。
锂离子电池计算方法
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锂离子电池计算方法（大纲）一、锂离子电池基本原理1.1锂离子电池的工作原理1.2锂离子电池的组成及结构二、锂离子电池关键性能参数2.1容量2.2能量密度2.3循环寿命2.4充放电速率2.5安全性三、锂离子电池计算方法3.1电池容量计算3.1.1额定容量计算3.1.2实际容量计算3.2电池能量密度计算3.3循环寿命预测3.4充放电速率计算3.5安全性能评估四、锂离子电池计算模型4.1电池等效电路模型4.1.1Thevenin模型4.1.2PNGV模型4.2电池电化学模型4.2.1电化学机理模型4.2.2简化电化学模型4.3电池热管理模型4.3.1热传导模型4.3.2热对流模型五、锂离子电池计算软件及工具5.1常用电池计算软件介绍5.1.1BatteryDesignStudio5.1.2COMSOLMultiphysics5.2电池计算工具开发5.2.1MATLAB工具箱5.2.2Python电池计算库六、锂离子电池计算应用实例6.1电池管理系统（BMS）设计6.1.1BMS功能需求6.1.2BMS计算方法6.2电池组热管理设计6.2.1热管理策略6.2.2热管理计算方法6.3电池寿命预测与优化6.3.1寿命预测方法6.3.2电池优化策略一、锂离子电池基本原理锂离子电池是一种广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和储能系统的关键电源。
锂离子电池能量密度计算公式
锂离子电池能量密度计算公式引言：随着科技的进步和人们对高效能源的需求不断增加，锂离子电池作为一种高能量密度的电池技术，已经成为移动设备和电动车辆等领域的主流能源储存技术。
锂离子电池的能量密度是评价其性能优劣的重要指标之一。
本文将介绍锂离子电池能量密度的计算公式以及其背后的原理。
一、锂离子电池能量密度的定义能量密度是指单位体积或单位质量的电池所储存的能量，通常以Wh/L或Wh/kg来表示。
能量密度越高，电池在给定体积或质量下储存的能量越多，电池的续航能力也就越强。
二、锂离子电池能量密度计算公式锂离子电池能量密度的计算公式为：能量密度（Wh/L）= 电池容量（Ah）× 电池平均电压（V）/ 电池体积（L）其中，电池容量是指电池在一次充电过程中所能释放的电荷量，单位为安时（Ah）；电池平均电压是指电池在工作过程中的平均电压，单位为伏特（V）；电池体积则是指电池的尺寸和体积大小，单位为升（L）。
三、能量密度计算公式的解读与应用1. 电池容量（Ah）：电池容量是电池所能储存的电能的量化指标，表示电池在一次充电过程中所能释放的电荷量。
容量越大，电池储存的能量越多，电池的续航能力也就越强。
2. 电池平均电压（V）：电池平均电压是指电池在工作过程中的平均电压值。
不同类型的锂离子电池具有不同的电压特性，一般为3.7V 至4.2V之间。
电池的电压越高，单位电量所储存的能量也就越大。
3. 电池体积（L）：电池体积是指电池的尺寸和体积大小。
通常情况下，电池体积越小，能量密度越高。
因此，在设计锂离子电池时，需要在满足能量需求的前提下尽量减小电池的体积。
运用以上公式，我们可以计算出锂离子电池的能量密度，从而评估电池的性能和应用场景。
通过提高电池容量和电池平均电压，以及减小电池体积，可以提高锂离子电池的能量密度，进而提升电池的续航能力和使用效率。
结论：锂离子电池能量密度计算公式为能量密度（Wh/L）= 电池容量（Ah）× 电池平均电压（V）/ 电池体积（L）。
锂离子电池正极材料理论电容量的计算
锂离⼦电池正极材料理论电容量的计算锂离⼦电池正极材料理论电容量的计算常常看见⽂献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g下⾯给出理论计算⽅法：1mol正极材料Li离⼦完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数）由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA·h＝1×（10^-3）安培×3600秒＝3.6C以磷酸锂铁电池LiFePO4为例：LiFePO4的分⼦量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是96500/157.756/3.6=170 mA h/g关于法拉第常数法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电⼦所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19 C 的积。
尤其在确定⼀个物质带有多少离⼦或者电⼦时这个常数⾮常重要。
法拉第常数以麦可·法拉第命名，法拉第的研究⼯作对这个常数的确定有决定性的意义。
⼀般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。
最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。
在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是⼀个重要的常数。
它是⼀个基本常数，其值只随其单位变化。
在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的⼯艺中法拉第常数都是⼀个⾮常重要的常数。
因此它也是⼀个⾮常重要的技术常数。
在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，⼀个例⼦是计算⼀摩尔电⼦在电压变化时获得或者释放出的能量。
在实际应⽤中法拉第常数⽤来计算⼀般的反应系数，⽐如将电压演算为⾃由能。
如何计算电池材料的理论容量值C=26.8nm/M,n是电⼦数，m是活性物质质量，M是活性物质的分⼦量电池的化成，有的采⽤常温化成，有的采⽤⾼温化成，这两种化成的优缺点：主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧，⾼温化成形成的SEI较厚但不致密，消耗的锂⽐较多，常温或低温形成的较薄切致密。
锂离子电池容量计量之库仑计法
锂离子电池容量计量之"库仑计"法之欧侯瑞魂创作手机型号：波导 S1200锂离子电池容量计量之"库仑计"法;一直想写一篇关于电池容量库仑计的文章,可以要完全说明库仑计的工作原理却相当的麻烦,因为这种容量计量方法涉及的电池方面的知识太多太复杂,同时还有一部分集成IC方面的知识.为了"雅俗共赏",我就把这篇关于库仑计的文章分成四个部分.1.基本概念介绍,就是引出为什么要用库仑计来计量电池容量.2.库仑计简单说明,讲得比较浅适合一般的用户.3.库仑计进阶说明,详细弥补库仑计的工作原理.4.有关库仑计在手机上使用的各种现象解释,特别是拥有爱立信手机的机友,无妨参考一下☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第一部分.基本概念介绍;mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.;折合物理上的尺度的单位就是大家熟悉的库仑.;库仑的国际尺度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;mAh不是尺度单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.;比方一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.在"锂离子电池容量计量之电压法"一文中,我详细介绍了用电池电压近似获得电池容量的方面.但是这个方法是比较粗糙的.要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才干获得锂离子电池的电量使用情况.如何得到流经的电荷量呢,就只有通过测试单位时间内回路流经的电流大小.如果测到的电流是恒定不变的,把测到的电流乘于时间就可以简单的得到了电荷量了.这钟情况一般只有实验室里面才干发生.通经常使用一个恒流来放电计算电池的容量,而且测到的容量也比较精确.如果测到的电流是随时间变更的,那么就需要对这个变更的电流进行积分才干得到电荷量,手机上的电池就是这种情况,电流随时都在变更.电流要如何测到呢?简单的讲就是通过丈量一个特定的电阻两端的电压(单位伏特V或毫伏mV),把电压除于这个电阻的阻值(单位欧姆ohm或毫欧mohm )就得到即时的电流值(单位是安培A或毫安mA)了.☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第二部分,库仑计的工作原理及简单应用■库仑计工作原理■目前手机电池的容量计量(象爱立信手机电池),是在电池的呵护线路上串联了一个电量计量芯片,其中串联的是一个集成的电阻,电阻值一般是20~30毫欧之间.其基来源根基理是,芯片上集成了一个取样电阻,当流过分歧电流后发生分歧的压差,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).;;很多芯片可以实现这个功能,TI的,MAXIM的几个半导体芯片公司均有类似产品出品.电池增加这个芯片后,成本提高,对手机也提出了"通讯"的要求.所以很多手机没有这个功能.那么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.;;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呵护线路设计在一起.;;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■库仑计简单应用■但是一般手机不会显示容量(比方"还有550mAh"或"剩下345mAh")这么一个让用户欠好理解的数值.这里就有两种容量显示方式,通过计算把容量mAh转换成可以很好理解的另外一种单位.1.容量百分比(单位是%)每个电池都有一个初始容量或称为额定容量.把当前的电池容量除于额定容量就可以得到当前电池的容量百分比一块额定容量为600mAh的电池,如果当前电池容量只有456mAh ,手机就显示456/600=76%.2.待机时间和通话时间(单位是时间:小时h)手机自己根据自身的待机或通话电流损耗,会相应的内置一个计算公式,见这个容量转换成用户可以理解的待机时间和通话时间.待机时间的计算公式就是:电池的当前容量/当前流经的电流=***小时通话时间的计算公式就是电池的当前容量/通话时平均电流=*小时☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第三部分库仑计进阶说明1.电路有两种类型的设计电路来获得电池的容量一种是A/D模数转换,通常是12位精度,将电压值转换为12位精度的16进制数字后乘于取样的间隔时间.一种是集成模式,利用RC积分电路来获得电压对时间的积分值.两者最终得到的都是电池的容量.2.容量的归一电压法那样测一个电压的时间非常短.不需要容量的归一.由于库仑计的容量获得必须是对时间的积分才干获得.那么要获得该电池的额定容量,就必须对电池进行一次完全的充分才干得到正确的电池容量信息.在库仑计的使用之初,厂家会赋予库仑计一个电池的初始容量.但是每次使用不成能都是完全用光或完全充饱.所以经常的浅充浅放会积累容量的误差.所以必须定期对使用库仑计的锂离子电池进行完全充分的操纵,使其重新获得正确的电池额定容量.3.额定容量的调整锂离子电池的实际容量会随着循环的进行,可用容量会逐渐的衰减.如果库仑计里面保管的初始容量一成不变的话,肯定会导致容量显示的错误.比方初始容量是600mAh的电池,在100次循环以后,其实际容量已经酿成500mAh了,如果在进行容量显示是仍然依照600mAh这个数来计算的话,势必造成电池永远充不饱这个问题.所以在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.锂离子电池的容量还会随使用温度的变更得到分歧的可用容量.比方在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.如果分歧错误容量进行温度调整的话,势必造成低温环境使用时,明明显示剩余20%的容量,却提前关机这个现象.所以在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.4.电池标识码许多库仑计芯片都顺便集成了一个电池标识码记录区域.它的作用是给手机电池标一个序列号,这个序列号是保管在芯片里面的,利用与手机的通讯口传递给手机.手机验证这个序列号.如果是正确的就判断为正品电池.如果序列号验证错误,手机就提示是非正品电池甚至拒绝工作.不要小看库仑计芯片,小心的一个芯片,不单要进行高精度的电量计量,还要进行复杂的运算调整.而且还要与主机(手机)进行通讯联系.☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆第四部分.有关库仑计在手机上使用的现象解释上面详细的介绍了库仑计芯片自己的工作原理.但是作为一个面向用户的应用,得到容量(mAh)这个数据是远远不敷的.那么如何把容量转换成为待机时间就是手机的软件的工作了.手机通过通讯,获得如下信息▲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),即手机的电流损耗注意,当前流经的电流是个非常没有规律的值.显而易见,许多因素影响了这个电流.当地的信号强度,会影响手机的待机电流手机附加功能,比方蓝牙功能,红外功能会增加或改变待机电流手机背光(操纵手机时),会大大的增大待机电流.这些影响因素会导致以下这个待机时间计算公式出现偏差▲电池的当前容量/当前流经的电流=***小时如果待机电流稳定不变或变更很小的话,这个待机时间就会起到很好的计算作用这就是为什么手机固定放置在一个地方,待机时间很准的原因当地信号的好坏也直接的影响手机的待机时间显示.原本在A地显示180个小时待机的同一个手机拿到B地马上就酿成了240个小时待机.这是因为计算公式的分母变更了.但是待机时间的变更和强烈反差的出现其实不是说电池出现了问题,实际其电池的容量还是没有变更的.这个也其实不克不及用来说明是电池欠好的原因.虽然锂离子电池没有记忆效应,不需要专门的放电处理,不需要充饱电池就可以使用,这其实不影响锂离子电池的性能发挥.但是,对于正在使用配备库仑计电池的手机用户,有一点必须强调.★★★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.★★★。
锂离子电池正极材料理论电容量的计算
锂离子电池正极材料理论电容量的计算常常看见文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g下面给出理论计算方法：1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数）由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA·h＝1×（10^-3）安培×3600秒＝3.6C以磷酸锂铁电池LiFePO4为例：LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是96500/157.756/3.6=170 mA h/g关于法拉第常数法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19 C 的积。
尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。
法拉第常数以麦可·法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。
一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。
最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。
在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。
它是一个基本常数，其值只随其单位变化。
在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。
因此它也是一个非常重要的技术常数。
在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。
在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。
如何计算电池材料的理论容量值C=26.8nm/M,n是电子数，m是活性物质质量，M是活性物质的分子量电池的化成，有的采用常温化成，有的采用高温化成，这两种化成的优缺点：主要区别应该是SEI膜的厚度和致密程度吧，高温化成形成的SEI较厚但不致密，消耗的锂比较多，常温或低温形成的较薄切致密。
锂离子电池容量计算之电压法
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总之,采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.
真正高级的锂离子电池电量计量只有采用库仑计并使用高级的电量计量算法.
随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了.
4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异.
5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同.
以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多.
实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.
波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.
厦新A8的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.
其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.
当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).
三.电池电压对电池容量的表格
说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)
以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)
标准条件描述:
1.室温
2.新的电池
3.完全充饱以后进行GSM模拟放电
4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响.
电池容量的计算方法
电池,充电器技术学习交流,求助-> 锂电池容量计算的电压法一.首先几个概念解释:1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压.2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池.3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑.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mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思.最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count).★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.二.电压与容量的关系但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多.用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性:1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高.2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低.3.循环对电池放电平台的影响,随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了.4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异.5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同.以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光,放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象.三.电池电压对电池容量的表格说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)标准条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行GSM模拟放电4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.大电流恒流放电条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行550mA的恒流放电4.测量电池电压时,不关断放电回路,测量电池实际工作电压.携带放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.具体数据如下,以10%的容量间隔进行划分OCV电压对容量关系550mA恒流放电电压对容量关系100%----4.20V 100%----4.20V90%-----4.06V 90%-----3.97V80%-----3.98V 80%-----3.87V70%-----3.92V 70%-----3.79V▲60%-----3.87V 60%-----3.73V50%-----3.82V 50%-----3.68V40%-----3.79V▲ 40%-----3.65V30%-----3.77V 30%-----3.62V20%-----3.74V 20%-----3.58V10%-----3.68V 10%-----3.51V5%------3.45V 5%------3.42V0%------3.00V 0%------3.00V以上数据为我三年来对锂离子电池测试的统计,因为电池电压的影响因素实在太多,表中的仅供各位参考.注意这里电池电压与容量不是线性关系.也没有其它公式可以套用.手机只能实现制备一个对应的表格来对照实际测量到的电压,来近似取得电池的容量.锂离子电池的OCV放电电压在4.20V到3.90V之间下降斜率较快.在3.8V前后有一个相对平缓的放电平台在低于3.7V以后,电压随容量下降急剧降低到3.0V而对照的大电流放电(1C)的放电平台出现在3.65V左右由对比表格可以看到.如果长时间处于大电流放电状态,当电压降到3.79V时,手机这个时候认为只有40%(参考左侧)的电量.而实际电池应该还有70%的电量(参考右侧).当手机重新进入小电流待机时,电池电压会回升到对应左侧的3.92V(70%).那么手机的容量显示就会出现反跳现象.四.手机上采用测量电压法来计量电池容量的具体应用:1.手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.2.常用的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显示来讲.各个手机设计时每一格代表的电量并不一定是平均的25%.实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.厦新A8的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).3.但是只要是采用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可避免的存在下述弊端电量的精度(分辨率)不高.三格,四格或10格(就象上面的百分比).电量会出现反复变化,比如打完一个电话后从两格降低到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.4.手机对电池电压的采样,一般会尽量采用低消耗电流时的电压(比如待机时),这时获得的电压比较有参考价值.而且手机软件会采用"多点采样计算平均值"的算法来避免瞬间电流对电压的干扰.5.手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的.而电池随着循环的进行或选用放电平台很差的电池时,其对应的剩余容量会出现很大的差异比如放电平台高的电池,其第一格所代表的电量可以用3天,而循环了100次的电池和差的劣质电池.其第一格电量却只能用1到2天.甚至出现在电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.6.在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但是当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.7.有些早期的手机使用的是镍氢电池或镍镉电池,同样镍基电池也可以绘出一个放电电压对容量的关系.其原理也是一样的.这里不另行详细说明.总之,采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.真正高级的锂离子电池电量计量只有采用库仑计并使用高级的电量计量算法.遥控飞机锂电池容量加大我买了个遥控飞机，锂电池参数3.7V，100mAh 每次飞行时间在5分钟左右，1我想问能否换个锂电池，比如3.7V，1000mAh.这样是否就可以延长飞机的飞行时间2还有，买飞机的时候送了个USB的充电设备，再问，一般电脑USB输出电压和电流分别是5V，500mA,我能否用我手机充电器-输出参数5V，500mA（变压器+USB线的那种）加上飞机带的USB线充电呢？可以自己换电池，但现在锂电池虚标容量现象严重，要买大品牌正品，而且因为锂电池过放电的话会报废，最好带保护板的锂电池。
磷酸铁锂克容量计算
磷酸铁锂克容量计算磷酸铁锂电池是目前广泛应用于电动汽车和储能系统的一种重要锂离子电池，具有高能量密度、长循环寿命和良好的安全性能等优点。
在设计和应用磷酸铁锂电池时，了解其容量是非常重要的。
本文将详细介绍磷酸铁锂克容量的计算方法。
磷酸铁锂锂离子电池的容量的计算可以通过循环伏安、恒流充放电和库仑计数法等多种方法来确定。
循环伏安法是通过在一定的电流密度范围内循环充放电，以电流密度和电压曲线上的面积来计算电池的容量。
该方法的优点是可以较快地确定电池容量，但由于内阻的存在，容量计算的准确性相对较低。
恒流充放电法是将电池以恒定电流放电至终止电压，然后进行容量的求和。
该方法的优点是实验过程简单，容量计算相对准确，但充放电过程较慢，需要较长的测试时间。
库仑计数法是通过计数电池在放电过程中移动的电子数目来计算容量。
该方法忽略了电池的自放电和化学反应的复杂性，容量计算的准确性较高。
但该方法需要对电池进行精确的电子测量，实验条件较为复杂。
在实际应用中，我们常用的是恒流充放电法来计算磷酸铁锂电池的容量。
以下是通过恒流充放电法计算磷酸铁锂电池容量的步骤：1.准备一组完全充满的电池样品，确保其已达到电池的标称容量；2.使用一个恒流放电电路将样品电池放电至指定的终止电压；3.记录电池的放电时间和放电电流；4.在整个放电过程中，每隔一段时间测量一次电池的剩余电压，以便绘制电池的放电曲线；5.当电池达到终止电压时，停止放电，记录电池的放电时间；6.根据计算公式，将电池在整个放电过程中的电流和时间的乘积求和，即可得到电池的容量。
电池容量的计算公式如下所示：C=(I*t)/Q其中C表示电池的容量，单位为安时(Ah)；I表示电池的放电电流，单位为安培(A)；t表示电池的放电时间，单位为小时(h)；Q表示电池的标称容量，单位也是安时(Ah)。
锂离子电池理论比容量计算方法
锂离子电池理论比容量计算方法Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】理论比容量计算方法：m A h/g 先从单位着手，mAh→Ah→A·s，也即电量单位：库伦（C或A·s）。
举例说明：Li4.4Si；LiC6；（1）计算Si的理论比容量：Li4.4Si；1）取1molLi4.4Si，也即1mol的Si可嵌入4.4mol的Li；2）计算4.4molLi所带的电量：4.4mol×（6.02×1023）mol-1×1.602×10-19C=424337.76C（A·s）；单位转换：424337.76×1000÷3600=117871.6mAh3）理论比容量计算：117871.6mAh÷（1mol×28g/mol，1molSi的质量）=4209.7mAh/g。
（2）石墨理论比容量的计算：LiC6；1）取1molLiC6，也即6mol的C可嵌入1mol的Li；2）计算1molLi所带的电量：1mol×（6.02×1023）mol-1×1.602×10-19C=96440.4C（A·s）；单位转换：96440.4×1000÷3600=26789mAh3）理论比容量计算：26789mAh÷（6mol×12g/mol，6molC的质量）=372.07mAh/g。
金属的比容量计算方法：1molAl在发生电化学反应的时候能够提供3mol电子3mol电子携带的电量是3×96500＝289500C将库仑单位转换为mAh单位，1C＝1000mAs＝1000/3600mAh所以1molAl的容量就是289500/3.6＝80417mAh比容量是80417/27＝2978mAh/g锌：825mAh/g镁：2219mAh/g。
锂离子电池容量计算之电压法(致远书屋)
锂离子电池容量计算之电压法锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩余容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV).100%----4.20V90%-----4.06V80%-----3.98V70%-----3.92V60%-----3.87V50%-----3.82V40%-----3.79V30%-----3.77V20%-----3.74V10%-----3.68V5%------3.45V0%------3.00V以前发过一个"如何判断电池的剩余容量",写得不够详细,且数据不够精确.此次整理了一下试验数据,作为上篇文章的更新.以下是这个表格的来龙去脉.〓〓〓〓〓〓〓〓一.首先几个概念解释:1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压.2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池.3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑.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mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思.最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb co unt).★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.〓〓〓〓〓〓〓〓二.电压与容量的关系但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多.用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性:1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高.2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低.3.循环对电池放电平台的影响,随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了.4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异.5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同.以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光,放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象.〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓三.电池电压对电池容量的表格说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)标准条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行GSM模拟放电4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.大电流恒流放电条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行550mA的恒流放电4.测量电池电压时,不关断放电回路,测量电池实际工作电压.携带放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.★★★★★具体数据如下,以10%的容量间隔进行划分OCV电压对容量关系 550mA恒流放电电压对容量关系100%----4.20V 100%----4.20V90%-----4.06V 90%-----3.97V80%-----3.98V 80%-----3.87V70%-----3.92V 70%-----3.79V▲60%-----3.87V 60%-----3.73V50%-----3.82V 50%-----3.68V40%-----3.79V▲ 40%-----3.65V30%-----3.77V 30%-----3.62V20%-----3.74V 20%-----3.58V10%-----3.68V 10%-----3.51V5%------3.45V 5%------3.42V0%------3.00V 0%------3.00V★★★★★以上数据为我三年来对锂离子电池测试的统计,因为电池电压的影响因素实在太多,表中的仅供各位参考.注意这里电池电压与容量不是线性关系.也没有其它公式可以套用.手机只能实现制备一个对应的表格来对照实际测量到的电压,来近似取得电池的容量.锂离子电池的OCV放电电压在4.20V到3.90V之间下降斜率较快.在3.8V前后有一个相对平缓的放电平台在低于3.7V以后,电压随容量下降急剧降低到3.0V而对照的大电流放电(1C)的放电平台出现在3.65V左右由对比表格可以看到.如果长时间处于大电流放电状态,当电压降到3.79V时,手机这个时候认为只有40%(参考左侧)的电量.而实际电池应该还有70%的电量(参考右侧).当手机重新进入小电流待机时,电池电压会回升到对应左侧的3.92V(70%).那么手机的容量显示就会出现反跳现象.--------------------------------------四.手机上采用测量电压法来计量电池容量的具体应用:1.手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.2.常用的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显示来讲.各个手机设计时每一格代表的电量并不一定是平均的25%.实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.厦新A8的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).3.但是只要是采用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可避免的存在下述弊端电量的精度(分辨率)不高.三格,四格或10格(就象上面的百分比).电量会出现反复变化,比如打完一个电话后从两格降低到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.4.手机对电池电压的采样,一般会尽量采用低消耗电流时的电压(比如待机时),这时获得的电压比较有参考价值.而且手机软件会采用"多点采样计算平均值"的算法来避免瞬间电流对电压的干扰.5.手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的.而电池随着循环的进行或选用放电平台很差的电池时,其对应的剩余容量会出现很大的差异比如放电平台高的电池,其第一格所代表的电量可以用3天,而循环了100次的电池和差的劣质电池.其第一格电量却只能用1到2天.甚至出现在电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.6.在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但是当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.7.有些早期的手机使用的是镍氢电池或镍镉电池,同样镍基电池也可以绘出一个放电电压对容量的关系.其原理也是一样的.这里不另行详细说明. --------------------------------------总之,采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.真正高级的锂离子电池电量计量只有采用库仑计并使用高级的电量计量算法.。
锂电池理论容量公式
锂电池理论容量公式1.法拉第常数F代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，F=N*e=96500C/mol A23阿伏伽德罗数N=6.02×10 A-19元电荷e=1.602176×10 C+在锂离子电池中1mol Li完全脱嵌时将转移的1mol电子的电量，即1F=96500C/mol(法拉第常数)-3进行单位转换: 1mAh=1×10A×3600s=3.6C1Ah=1A×3600s=3600C所以96500C=96500 / 3600Ah=26.806 Ah ? 26.8 Ah 2.锂电池理论容量公式:C=26.8nm / M 0C为理论容量，单位为mAh/g 0n为成流反应的得失电数m为活性物质完全反应的质量M为活性物质的摩尔质量3.例子:例1 钴酸锂LiCoO，其摩尔质量为97.8，反应式如下: 2+-LiCoO = Li + CoO+ e 22其得失电子数为1，即1mol LiCoO完全反应将转移1mol电子的电量，2 所以1g LiCoO完全反应时将转移1/97.8 mol电子的电量。
2其理论容量C= 26.8nm/M=26.8×1×1/97.8=0.2738Ah/g =273.8mAh/g 0 例2 碳，其摩尔质量为12，反应式如下:+- 6C + Li + e= LiC6其得失电子数为1/6，即1mol C完全反应将转移1/6mol电子的电量，所以1g C完全反应时将转移1/12 mol电子的电量。
其理论容量C=26.8nm/M=26.8×(1/6)×1/12=0.372Ah/g =372mAh/g 0。
锂离子电池电压与容量的关系及容量计算方法
锂离子电池电压与容量的关系及容量计算方法锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩余容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV).100%----4.20V90%-----4.06V80%-----3.98V70%-----3.92V60%-----3.87V50%-----3.82V40%-----3.79V30%-----3.77V20%-----3.74V10%-----3.68V5%------3.45V0%------3.00V以下是这个表格的来龙去脉.一.首先几个概念解释:1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压.2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池.3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑.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mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算.比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思.最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count).★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.〓〓〓〓〓〓〓〓二.电池电压与容量的关系但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多.用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性:1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高.2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低.3.循环对电池放电平台的影响,随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了.4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异.5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同.以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光, 放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象.〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓三.电池电压对电池容量的表格说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)标准条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行GSM模拟放电4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.大电流恒流放电条件描述:1.室温2.新的电池3.完全充饱以后进行550mA的恒流放电4.测量电池电压时,不关断放电回路,测量电池实际工作电压.携带放电电流对电压的影响.5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少.★★★★★具体数据如下,以10%的容量间隔进行划分OCV电压对容量关系550mA恒流放电电压对容量关系100%----4.20V 100%----4.20V90%-----4.06V 90%-----3.97V80%-----3.98V 80%-----3.87V70%-----3.92V 70%-----3.79V▲60%-----3.87V 60%-----3.73V50%-----3.82V 50%-----3.68V40%-----3.79V▲40%-----3.65V30%-----3.77V 30%-----3.62V20%-----3.74V 20%-----3.58V10%-----3.68V 10%-----3.51V5%------3.45V 5%------3.42V0%------3.00V 0%------3.00V★★★★★因为电池电压的影响因素实在太多,表中的仅供各位参考.注意这里电池电压与容量不是线性关系.也没有其它公式可以套用.手机只能实现制备一个对应的表格来对照实际测量到的电压,来近似取得电池的容量.锂离子电池的OCV放电电压在4.20V到3.90V之间下降斜率较快.在3.8V前后有一个相对平缓的放电平台在低于3.7V以后,电压随容量下降急剧降低到3.0V而对照的大电流放电(1C)的放电平台出现在3.65V左右由对比表格可以看到.如果长时间处于大电流放电状态,当电压降到3.79V时,手机这个时候认为只有40%(参考左侧)的电量.而实际电池应该还有70%的电量(参考右侧).当手机重新进入小电流待机时,电池电压会回升到对应左侧的3.92V(70%).那么手机的容量显示就会出现反跳现象.四.手机上采用测量电压法来计量电池容量的具体应用:1.手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.2.常用的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显示来讲.各个手机设计时每一格代表的电量并不一定是平均的25%.实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.厦新A8的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).3.但是只要是采用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可避免的存在下述弊端电量的精度(分辨率)不高.三格,四格或10格(就象上面的百分比).电量会出现反复变化,比如打完一个电话后从两格降低到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.4.手机对电池电压的采样,一般会尽量采用低消耗电流时的电压(比如待机时),这时获得的电压比较有参考价值.而且手机软件会采用"多点采样计算平均值"的算法来避免瞬间电流对电压的干扰.5.手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的.而电池随着循环的进行或选用放电平台很差的电池时,其对应的剩余容量会出现很大的差异比如放电平台高的电池,其第一格所代表的电量可以用3天,而循环了100次的电池和差的劣质电池.其第一格电量却只能用1到2天.甚至出现在电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.6.在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但是当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.7.有些早期的手机使用的是镍氢电池或镍镉电池,同样镍基电池也可以绘出一个放电电压对容量的关系.其原理也是一样的.这里不另行详细说明.--------------------------------------总之,采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.真正高级的锂离子电池电量计量只有采用库仑计并使用高级的电量计量算法.。