目前大量应用的充电电池特性如何?如何给电池测试电量呢?

2019-11-22      916 次浏览

检测普通锌锰干电池的电量是否充足,通常有两种方法。第一种方法是通过测量电池瞬时短路电流来估算电池的内阻,进而判断电池电量是否充足;第二种方法是用电流表串联一只阻值适当的电阻,通过测量电池的放电电流计算出电池内阻,从而判断电池电量是否充足。


第一种方法的最大优点是简便,用万用表的大电流档就可直接判断出干电池的电量,缺点是测试电流很大,远远超过干电池允许放电电流的极限值,在一定程度上影响干电池使用寿命。第二种方法的优点是测试电流小,安全性好,一般不会对干电池的使用寿命产生不良影响,缺点是较为麻烦。


笔者用MF47型万用表对一节新2号干电池和一节旧2号干电池分别用上述两种方法进行测试对比。假设ro是干电池内阻,RO是电流表内阻,用第二种测试方法时,RF是附加的串联电阻,阻值3Ω,功率2W。


实测结果如下。新2号电池E=1.58V(用2.5V直流电压档测量),电压表内阻为50kΩ,远大于ro,故可近似认为1.58V是电池的电动势,或称开路电压。用第一种方法时,万用表置5A直流电流档,电表内阻RO=0.06Ω,测得电流为3.3A。所以ro+RO=1.58V÷3.3A≈0.48Ω,ro=0.48-0.06=0.42Ω。用第二种方法时,测得电流为0.395A,RF+ro+RO=1.58V÷0.395A=4Ω,电流500mA档内阻为0.6Ω,所以ro=4-3-0.6=0.4Ω。


旧2号电池用第一种方法测量时,先测得开路电压E=1.2V,电表内阻RO=6Ω,读数为6.5mA,万用表置50mA直流电流档,ro+RO=1.2V÷0.0065A≈184.6Ω,ro=184.6-6=178.6Ω。用第二种方法,测得电流为6.3mA,ro+RO+RF=1.2V÷0.0063A=190.5Ω,ro=190.5-6-3=181.5Ω。


显然两种测试方法的结果基本一致。最终计算结果的微小差别是由于读数误差、电阻RF的误差以及接触电阻等多方面因素造成的,这种微小误差不致影响对电池电量的判断。如果被测电池的容量小、电压高(例如15V、9V叠层电池),则应将RF的阻值适应增大。


目前大量应用的充电电池包括铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池、锂离子/锂聚合物电池。这几种电池的特性如表1所示。


铅酸蓄电池容量大,内阻低(一般400Ah的2V蓄电池内阻大约为0.5mΩ),可进行大电流放电,但是笨重且体积庞大、不便于携带,常用在汽车和工业场合。其电极材料含铅,可对环境造成极大污染。铅酸蓄电池对充电控制的要求不高,可以进行浮充。


镍镉电池容量较大,内阻低、放电电压平稳,适合作为直流电源。与其他种类的电池相比,镍镉电池耐过充电和过放电,操作简单方便,但是具有记忆效应,应尽量在完全放电之后进行充电。电极材料含有剧毒重金属镉,随着环保要求的提高,其市场份额越来越小。


镍氢电池是在镍镉电池的基础上发展而来的,采用金属化氢替代有毒的镉,在大部分场合可以替代镍镉电池。其容量约为镍镉电池的1.5~2倍,且没有记忆效应。相对于镍氢电池,它对充电控制的要求较高,目前大量使用在一些便携电子产品中。


其中,S为符号位,20为LSB。如果CR的满偏值为F,则其LSB的计算公式如下:


(1)


若CR的读数为M,取样电阻为值RSNS,则实际的电流值为:


(2)


电流方向由S位确定。若满偏值F为±64mV,则LSB为±15.625μV;RSNS为10mΩ时最大电流为±6.4A。若M为768,则实际电流为。


ACR为取样电阻两端电压的累积值,典型的16bitACR如表3所示。


相关文章

推荐品类

为您推荐

东莞市钜大电子有限公司 粤ICP备07049936号