Spørgsmål:
Sådan måles kapaciteten på et lithium-ion-batteri
user12889
2011-08-25 10:21:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg købte et lithium-ion-batteri til et kamera (meget billigere end udskiftningen af ​​mærket, men ikke urimeligt billigt sammenlignet med AAA Li-Ion-batterier med lignende opladning). Jeg er dog i tvivl om, at den har den kapacitet, den hævder på pakken (i mAH). Er der en enkel måde for mig til groft at verificere kravet på pakken, som er mere præcis og mindre tidskrævende end at køre nogle benchmarks med kameraet og et sammenligningsbatteri? Dvs. er der en enhed / metode, der giver et litiumionbatteri, der angiveligt er fuldt opladet, bestemmer:

  • Er det faktisk fuldt opladet
  • Hvad er dets aktuelle opladning i mAH
Lithium-ion-batterier, når de sælges, skal have en opladning på 60%, hvis de er opbevaret korrekt. Når du selv opbevarer lithium-ion-batterier, skal du aflade op til 60% og opbevare i en fryser. Dette er til langtidsopbevaring (læs: Måneder), ikke i et par dage mellem brug.
Fire svar:
Russell McMahon
2011-08-25 11:12:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Evaluering af fuld opladning er den nemme del.

  • Metode (a) Et fuldt opladet litiumion-enkeltcellebatteri har en åben kredsløbsspænding på ca. 4,2 volt *. (4.1 til 4.2 OK. 4.0 ikke helt der. 4.3 - lidt højt.) Nogle kameraer bruger to celler - fordobles de forventede spændinger. Bærbare computere og andre større enheder bruger 3 eller flere celler. Spændingen skal være et multiplum af ovenstående spænding. [* Der er varianter, der tillader højere spændinger. Medmindre du er SIKKER på, at dette inkluderer din ene, skal du antage, at den ikke gør det. At få det forkert kan være 'forstyrrende'.
    (dvs. N x (4,1 til 4,2 V))

  • Metode (b) Brug en oplader af god kvalitet (f.eks. En medfølgende af en kameraproducent eller en af ​​kendt kvalitet), som har et "opladningslys.

    Anbring" opladet batteri på opladeren ". Afhængigt af hvor længe siden det sidst blev opladet, skulle opladningslyset enten blinke eller måske forblive tændt i et minut eller to, og gå derefter af.

    Fjern batteriet fra opladeren. Vent 10 sekunder. Sæt batteriet tilbage på opladeren. Opladningsindikatoren skal blinke meget kort og slukke.

Vurderingskapacitet er hårdere, men ikke hård.

(a) du kan få noget indikation for nominelt lige batterier , fra vægten. En væsentlig del af vægten i et LiIon-batteri er aktivt involverede komponenter, hvad enten de er elektriske eller mekaniske (separatorer, ledere, elektrolyt & (selvfølgelig) Lithiummetal. To batterier med samme nominelle kapacitet skal have samme vægte. I jeg tror, ​​at th med 10% forskel kan skyldes tilfældet og konstruktionen, men ud over det ville jeg være mistænksom. I større &-tungere batterier fungerer denne test bedre end for meget små batterier.

Af interesse er det for AA NimH-celler en fremragende indikator. Moderne AA-kapaciteter med høj kapacitet, der hævder 2500 mAh + kapacitet, skal være inden for det høje tyve gram-interval - siger 26 gram plus med nogle lidt over 30 gram. Alt under 20 gram er en komplet dud, og alt, hvad 25 gram eller derunder er mistænkeligt.

(b) For enhver nøjagtighed skal du aflade batteriet til et "slutpunkt" og måle kapacitet. Ingen anden metode, der med rimelighed er tilgængelig for dig, er tilgængelig. Der er andre metoder såsom at måle spændingsændringen over en given tid under en given belastning og forsøge at vurdere, hvor du er på afladningskurven. Dette er svært at få ret og har brug for erfaring og en vis grad af held. Måling af afladningstid er "lettere".

Bedst er en konstant strømbelastning, som kan laves meget let med f.eks. En LM317 og en modstand, men jeg antager for nu, at du ikke vil gøre det. Spørg hvis du er interesseret.

Der skal bruges en afladningsmodstand, der tager mindst en time at aflade. Du kan bruge en motor eller lampe eller kamera eller ... men en modstand har nogle fordele.

R minimum ~ = (Cells_in_battery x 4000) / mAh

f.eks. Hvis du har en 1 cellebatteri (Voc = ~ 4,2 V) med 1500 mAh kapacitet og derefter

  • R = celler x 4000 / mAh = 1 x 4000/1500 = 2,666 ohm ~ = 3 ohm eller 3,3 ohm (std værdi)

Brug den næststørste modstand end den beregnede værdi.
Op til adskillige gange større er OK, MEN det tager proportionalt længere tid.

Modstandseffekt: Modstandseffekt = V ^ 2 / R = (4 x antal celler) / R

f.eks. for ovenstående enkeltcelle og 3 ohm modstand den mindste wattværdi er

  • 4 x 1/3 = 1,333 watt.

Brug en modstand på 2 watt eller mere.

Metode :

Jeg vil kort beskrive dette, da jeg ikke kender dit oplevelsesniveau. Dette kan være let at følge eller hårdt. Hvis det er svært, skal du stille flere spørgsmål.

  • Fastgør midlertidige ledninger til batteripolerne. To papirclips bøjet i enden, der hviler på terminalen, er flad og tilgængelig og holdes med vægt eller tape. Ledninger indsat i stik-id ikke åbent tilgængelige. Nogle batterier giver ikke strøm, før du giver dem hemmelige håndtryk. men de fleste vil.

Batteri med tilgængelige terminaler.

enter image description here

Nedenfor: Sværere at få adgang til terminaler. To kjolestifter eller to ledninger kan fungere her MEN KORT IKKE SAMMEN !!! HVIS DU IKKE ER KOMFORT AT GØRE DETTE Gør det ikke.

enter image description here

  • Overvåg batterispændingen hele vejen igennem. Multimeter tilsluttet batterikabler og indstillet til passende rækkevidde.

http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR4lcHSRViGF_kk58tbzmBWf9G11VxLY3J45qj0lW-_spRMZIiDNg

  • Tilslut modstanden til batterikablerne. Start en timer. Overvåg spænding. Stop ved 3,2 V pr. Celle. UDLADES IKKE NEDEN 3 VOLT PER CELLEN. STOP PÅ 3,2 V ER EN "GOD IDEE". Et LiIon-batteri kan blive beskadiget alvorligt ved meget dyb afladning. Indstil en timer. LAD INGEN dette køre og gå væk.

Nedenfor: Typisk lithiumion 1-celle 'batteri' afladningskurve.

enter image description here

Den bedste metode er at gøre dette med ægte og klonbatterier og sammenligne tider.

  • Metode (c) Lettere :-) .

Brug et kamera. Indstil til video eller tidsbestemte fotos. Bemærk start- og slutramtider. Sammenligne.

De største fordele er

  • "indstillet og glemt

  • ingen spil med batteriforbindelser

  • selvtiming.


UPDATE - 1. januar 2013 - Godt nytår.

I ' Jeg er lige blevet spurgt offlist af nogen om det LM317 kredsløb, jeg nævnte for konstant strømafladning. Her er et eksempel. Jeg kopierede dette fra den meget nyttige og relevante webside om LED-kørsel - her, og de kopierede igen det fra et LM317-datablad.

enter image description here

Forespørgslen om offlist sagde

  • Du nævnte en måde ved at bruge LM317 til at bestemme batterikapaciteten. Jeg er nødt til at kontrollere et lithium-ion-batteri med en kapacitet på ca. 1700 mAh.
    Hvad anbefaler du mig til at måle denne slags batterikapacitet på en rimelig tid som 3-4 timer.

Et 1700 mAh batteri ville blive afladet på 3 timer med 1700/3 = ~ 570 mA og om 4 timer ved 1700/4 ~ = 425 mA. Så ved at bruge cirka 500 mA og se, hvor lang tid det tager, vil det give et mål for batterikapaciteten.
Strømmen for 3 belastningen i kredsløbet ovenfor er
Iout = Vref / R1, så

R1 = Vref / Iout
For en LM317 Vref = 1,25V så for 500 mA
R1 = V / I = 1,25V / 0,5A = 2,5 Ohm.
Strøm i R1 = I ^ 2 R = 0,5 ^ 2 x 2,5 eller ca. 0,7 Watt.
En 1 Watt-modstand ville sandsynligvis overleve dette - en 2 Watt eller 5 Watt ville være bedre.
LM317 vil sprede V_LM317 x I = (Vbattery - Vref) x I = (4.2 -1,25) x 0,5 = ~ 1,5 watt. Så et kølelegeme eller et stykke aluminium eller andet termisk ledende materiale på LM317 vil være "en god idé". Jeg bruger 4,2 V til batterispændingen. Det vil falde, når batteriet aflades.

Bemærk, at et 1700 mAh LiIon-batteri i mange tilfælde sikkert kan aflades med op til 1C hastighed - = 1700 mA i dette tilfælde. Sikrere er C / 2 = 850 mA. Den faktiske maksimale tilladte sats skal indstilles af producenten. Brug Imax = C / 2, hvis ingen data er tilgængelige. Dette vil normalt være sikkert, men "caveat emptor" / "YMMV" .... Hvis du bruger en højere hastighed, vil effekttab i modstanden og LM317 være højere, og der er behov for ændringer. Nogle LM317 kan håndtere 1A maks. Nogle vil klare 1.5A. (Nogle mindre pkgs < 1A). Se datablad. LM350 er en storebror-version af LM317, der fungerer ved flere forstærkere.

Batteriets slutpunktsspænding skal være det slutpunktsspænding, som du bruger i dit system. I henhold til mine kommentarer ovenfor SKAL dette IKKE være under 3,0 V for at forhindre batteribeskadigelse og højere er sikrere. Du skal enten holde øje med dette, hvis manuelt stopper afladning ELLER opsætter et automatisk afskæringssystem. Hvordan du gør dette, og hvordan du tid til udskrivningsperioden er op til dig.

Fantastisk, detaljeret svar. Jeg giver det en chance. Med hensyn til 1b prøvede jeg det, men resultaterne er ulige. Både den eksterne oplader, jeg brugte, og kameraets interne oplader, jeg brugte, hævder fuldt opladet i slutningen af ​​opladningen og er enige med hinanden. Når kameraet sættes i og tændes (ikke opladningstilstand), hævder kameraet, at batteriet kun er ca. 1/3 opladet. Jeg prøver at kontrollere spænding ...
Hvilket mærke og model af kamera og batteri? Nogle batterier har intern elektronik, der taler med kameraet og rapporterer kapacitet. Kapacitetskravet kan være nøjagtigt ELLER batteriet kan være fuldt opladet MEN klonbatteriet har muligvis ikke efterlignet den originale protokol nøjagtigt nok. // En ofte med rimelig kontinuerlig belastning på et kamerabatteri er at sætte det i USB-tilstand. Jeg har flere kameraer, der ikke lukker ned, hvis der ikke er nogen aktivitet i denne tilstand, men blot tøm batteriet. Dette har den fordel, at batteriet ikke overbelastes. Du skal stadig manuelt tage det.
kameraet er en Sony HX9V, og batteriet er noget navn, der ikke er navngivet fra e-bay. Ikke bunden af ​​bunken kostede dog $ 20 (hvilket lyder rimeligt for et 1400mAh batteri), kom i en vellavet pakke med grammatisk korrekt engelsk, kan prale med dobbelt IC-kredsløbsbeskyttelse, kender det hemmelige Sony-håndtryk og hævder celler fremstillet i Japan. USB-tip er fantastisk. Normal kameratilstand er meget uforudsigelig i batteridrænning, da disse smarte kameraer bruger meget energi på behandling for at finde ansigter, justere eksponering, sørg for at alle smiler, gør GPS, ... som er svært at kontrollere.
Fejltilstanden for et billigt batteri er mere tilbøjelig til at have en lav cyklustid end lav kapacitet. Det er en designkompromis, og en svindler ville sandsynligvis vælge at gøre batteritesten godt i en håndfuld cyklusser og mislykkes efter en måned i stedet for et år. Dengang har de ændret deres sælger-id på eBay.
Min omfattende erhvervserfaring er med NimH og ikke LiIon. Jeg har god LiIon-erfaring som en ivrig fotograf med mange Sony / Minolta-systembatterier. ** I MIN ERFARING: ** Kloner har lidt lavere kapacitet end ægte. Nogle kloner har ikke ekstremt lav kapacitet længe før de skulle. Kloner, der har god kapacitet, har tendens til dårligere levetid end originale batterier. Overordnede kloner er ringere på en række måder, da de originale batterier altid er de bedste. Men værdi for pengene-kloner er i gennemsnit gode nok til at være deres pris værd.
Der er ingen * metallisk * lithium i lithium- * ion * -celler, f.eks.se Wikipedia-artiklen [Lithium-ion battery] (https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery).Dette er en udbredt misforståelse, så det ville være værd at gøre det her for at hjælpe med at afhjælpe det.
@BillDubuque Jeg er ikke sikker på, hvilken del af svaret du henviser til.Det nærmeste jeg kan se, hvad du siger, er "En væsentlig del af vægten i et LiIon-batteri er lithiummetal."Dette er et korrekt udsagn, som det er og er den måde, hvorpå der henvises til batteriets Li-indhold i f.eks. IATA og lignende luftfragtbestemmelser.Det var ikke meningen, at det skulle adressere den form, hvorpå lithiummetallet er til stede.|Undgåelse af metallisk lithium som "bare metal" er et vigtigt objekt i slutningen af opladninger.Terminal spændinger over 4,2 V har tendens til at udplade metallisk Li - en MEGET dårlig idé.
Ja, denne erklæring er forkert.** Der er intet lithium * metal * i Li-ion-batterier ** (undtagen spormængder under sjældne ekstraordinære forhold, når det plader ud på grund af for / for hurtig opladning).Denne (udbredte) forvirring forårsager mange problemer, f.eks.brandbekæmpelsesteknikker adskiller sig for celler, der indeholder lithiummetal (lithium * primære * celler) versus dem, der ikke indeholder nogen metallisk lithium (lithium-ion * sekundære * celler).Læs den linkede Wikipedia-artikel for at lære mere om Li-ion-batterier.
Nogle yderligere korrektioner: (1) 4.2V er ikke nødvendigvis 100% ladetilstand, f.eks.mange moderne celler er opladet til 4,35V ikke 4,2V.(2) Mange opladere tænder for deres "fuldt opladede" indikator, når CV-fasen starter, som kan være alt fra 80-90% af ladetilstanden.
(3) Det er afgørende at bruge den korrekte strøm og afslutningsspænding, når man forsøger at duplikere producentens kapacitetsanprisninger.Normalt klassificeres Li-ion-celler ved C / 5-afladning, der afsluttes mellem 2,5-2,75V, men det er muligt, at celler beregnet til enheder med lavere afløb (f.eks. Mobiltelefoner) kan citeres ved lavere afløbshastigheder.Se databladet for at være sikker.)
Yderligere (din) falske påstand om, at "En væsentlig del af vægten i et LiIon-batteri er lithiummetal" er uoverensstemmende med dit [svar her.] (Http://electronics.stackexchange.com/a/34504/40673) Atypisk 18650 vejer ca. 45 g, men der hævder du, at den har ca. 0,75 g lithiumindhold, næppe en væsentlig del af dens vægt.Selvom du mener det nebuløse "ækvivalente lithiumindhold", uanset dens definition, er det bestemt ikke meningen, at det er mere end en størrelsesorden, der adskiller sig fra det * faktiske * lithiummetalindhold.
Oli Glaser
2011-08-25 11:14:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ja, du har brug for en dummy-belastning og en måde at måle spænding på (dvs. multimeter)

Det kan være så simpelt som en modstand, men strømmen falder sammen med spændingen, så mAh er lidt " sværere "at beregne. En konstant dummybelastning foretrækkes sandsynligvis. Dette kan købes som en IC eller let fremstilles med en opamp eller et par transistorer (du kan bruge en, men ikke så præcis, en ting kaldet en cascode er bedre)

Uanset hvad, sig din batteriet starter ved 4V fuldt opladet (normalt omkring 4,1 til 4,2 V virkelig), og du placerer en 40 ohm modstand over det. Dette får 100 mA strøm til at strømme. Hvis du måler spændingen regelmæssigt, kan du beregne strømmen, der flyder. Når batteriet er fladt, kan du integrere de samlede målinger for at give dig batterikapacitet i mAh. Så hvis du læser hver time, og du får 10 aflæsninger på 100mA, før batteriet betragtes som fladt (omkring 3V, normalt, være god at være, hvad producenten tester for, men spændingen falder ganske stejlt i slutningen af ​​kapaciteten), har du en 1000 mAh batteri (i virkeligheden vil strømmen falde, medmindre du bruger en konstant strømbelastning)

Bemærk, at batterier normalt har mindre kapacitet ved højere strømme, så hvis du tegner 1A, vil den samlede mAh være lavere. Jeg ville vælge en værdi, der er lav nok til, at batteriet kan fungere med rimelighed (uanset hvad producenterne testede, hvis der er et datablad tilgængeligt - sandsynligvis ret lavt)

Du bør ende med noget sådan når du plotter dine resultater (bemærk at x-aksen er i ampere timer:

Li-Ion capacity graph at various discharge rates

C er den afladningshastighed, der er nødvendig for at aflade på 1 time, så for et 1000mAh batteri er 0,1C 100mA, 1C er 1A, 18 C er 18A. Du kan se, hvordan kapaciteten falder ved højere udledningshastigheder. BEMÆRK - (som Russell nævnte) forsøg ikke at aflade ved store strømme (f.eks. meget over> 1C), medmindre du er absolut sikker på, at batteriet kan klare dette (f.eks. et kamera batterier og RC-batterier kan aflades med enorme hastigheder) Ovenstående billede er kun beregnet til at være et eksempel på afladningskurver.

Sørg også for, at modstanden (hvis du bruger en) er nøjagtig (1% eller mindre, hvis du kan) og vurderet til den strøm, du har brug for til at håndtere. I ovenstående eksempel ved 0,1 A og 4 V har du 0,4 W, så du har brug for mindst en 0,5 W 40 ohm modstand.

Undlad at aflade standard lithiumionbatterier hurtigere end 1C-hastigheden, fx ikke mere end 1500 mA til et 1500 mAh batteri. Nogle standardbatterier tillader 2C-afladning, og nogle specielle batterier meget mere ** MEN ** forsøger at aflade et standardbatteri ved f.eks. 10C kan være den sidste afladning, det nogensinde gør. "Vent med flamme" er standard eufemisme.
Ja, godt punkt, jeg tilføjer dette. Billedet var bare et eksempel på, hvordan kurver skulle se ud, ikke en anbefaling til afladning ved 18C :-)
Jim
2017-11-19 00:10:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

For info: Jeg har målet lithiumionceller med 100 mA konstant strøm og 3,5 minimum spærring.Fundet den generelle, billige 14500 celler stemplet med 4000 mAhr viser omkring 150 til 325 MaH kapacitet.Den større 16850 stemplede også 4000 mAh viser omkring 1000 til 1600 mAh kapacitet.Jeg demonterede for nylig gamle bærbare batterier og fandt ud af, at de var umærket 16850-typen, men alle havde kapacitet på 1760 mAh.Kørsel af højere udledningshastigheder reducerer kapaciteten drastisk som nævnt i denne artikel.Det er bedst at kvantificere kravene til batterikapaciteten i henhold til dit kredsløbsdesign for at bestemme den faktiske brugstid.Vanskeligheden er at finde batterier til at købe den tilstand "ærlige" ratings.

HarryD
2017-08-17 20:06:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg ved ikke, om nogen nogensinde vil læse dette svar, da det er år siden det sidste, men her er min tilgang, havind havde det samme spørgsmål: Hvad er mit LiIon-batteris kapacitet.

Nå, jeg regnede med, hvad jeg virkelig var interesseret i, var: hvor meget opladning der leveres mellem en fuldt opladet tilstand og batteriet lukker ned. At lukke ned betød i mit tilfælde, at udstyret begyndte at bippe, hvilket betyder, at det ønskede at blive genopladet.

For at oplade batteriet bruger jeg et simpelt usb-kabel, men med en enhed, der måler spænding, strøm, tid og samlede milliAmp-timer. Disse gadgets kan findes på internettet og er billige.

Så for at bestemme kapaciteten på Li-Ion-batteriet ved hånden skal du bare lade det dø ud og genoplade det. Mængden af ​​mAh vist i genopladnings-donglen er den effektive kapacitet.

Jeg forstår, at Li-Ion-batterier ikke bliver varme eller noget, og enhver mAh, der går ind under opladning, er også tilgængelig til afladning under drift. Så det nummer, du finder fuldt opladet, skal give dig svaret.

Ikke rigtig, hvis du måler strømmen, vil nogle blive spildt som varme og kan ikke genvindes, når du trækker energi tilbage fra batteriet.Måden at bestemme, hvor meget opladning du har, sker normalt ud fra batteriets karakteristiske kurve.
"Opladningseffektivitet er cirka 99 procent, og cellen forbliver kølig under opladning".Dette læste jeg på siden "http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries".Enhver spildt varme spildes uden for batteriet, dvs. spændingsforskellen mellem oplader og batteri gange opladningsstrømmen.
Jeg har for nylig købt en af disse USB-testere, og du skal forstå, hvad der sker under emhætten for at fortolke resultaterne korrekt.Opladning sker med 5V (som du sagde, du bruger USB), men batteriets interne spænding er mellem 3,7V og 4,2V.Derfor er du nødt til at korrigere for spændingskonvertering: Den samme mængde opladet energi (udtrykt i Wh) giver en mindre mAh-værdi, der vises af USB-tester-gadget svarende til en ca. 25% højere mAh-værdi modtaget af batteriet.Samme for afladning: et boosterkredsløb øger en powerbanks spændingsoutput.
Godt punkt: ved hvad der foregår under emhætten.I mindre enheder udføres "spændingskonvertering" fra 5 til 3.x Volt af en diode og modstand i serie med en niveaudetektor, der siger "nok allerede" ved hjælp af en ledning.I så fald er mAh registreret ved USB-udgangen den faktiske opladning. Jeg forstår fuldt ud, at det ikke er den bedste måde at oplade et Li-Ion-batteri på, men det var den situation, jeg havde at gøre med, da jeg skrev mit originale svar.Tak for kommentaren.


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...