锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析

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。

导读：现在好多关注锂电池放电的人，都有这样的体会，就是当锂电池从充满电压4.2V放电到3.7V时，时间很长，但一旦过了3.7V就放电很快了，没错，确实这样。

下面翻阅一我们现在设计电子产品，很多时候也用锂电池供电，同手机或者平板电脑用锂电池供电一样，熟悉了解锂电池容量的学问，也许对使用和设计锂电池供电包括设计电池充电器来说，现在好多关注锂电池放电的人，都有这样的体会，就是当锂电池从充满电压4.2V 放电到3.7V时，时间很长，但一旦过了3.7V就放电很快了，没错，确实这样。

下面翻阅一些锂一、先说一下电池的放电平台，就是指充满电的锂电池在放电时，电池的电压变化状电池恒流放电，电池电压要经历三个过程，即下降、稳定、再下降，在这三个过程中，稳定期是最长的。

稳定时间越长，说明电池的放电平台越高。

放电平台的高低，与电池制造工艺息息相关。

就是因为各个锂电池厂家的市场定位不一样，技术工艺手段不同，其控制的一般地，一节18650的锂电池满电压4.2V，当用1C的电流放电放到3.7V，放了60分钟，那么我们就说电池的使用容量是2200mAh，在这段时间里根据充电电池特性，做出一对于1节容量为2200mAh的18650锂电池来说，1C放电到3.7V用时1小时，容量（C）=2200mA×1小时那么问题就来了，对于好一点的锂电池，一般在我们做产品测试时会在3.7V以后电压下降的很快，那么在短时间内放的电量就很少。

相反不好的电池在4.2V到3.7V放电的时候，电压下降的很快，而在3.7V以后电压又下降的有很慢，这种电池是性能不好的一般容量也非常低。

那么好的锂电池的放电平台就是就一般而言，在恒压条件下，充到电压为4.2V，电流小于0.01C时停充电，然后搁置10分钟，在任何倍率的放电电流下，放电至3.7V时，电池放电所经历的一个时间长度，是衡量电池好坏的重要指标。

不过，不要一味地追求高平台，有时候平台电压高，容量却下降了，因为，不同倍率条件下，平台电压是不同的，因此，平台的问题应从多方考虑。

锂离子电池保护板上的开关元件是低沟道电阻的MOS大功率管，它的耐压不高（耐压高的代价就是沟道电阻升高），所以充电时的电压不能提高太多。

笼统地说，恒流源充电，开路电压在9V以下基本不会击穿保护板上的MOS管。

另外，请注意一点：保护板的截止电压精度往往并不高，也就是说它并不像专用充电器那样准确地在4.2V处截止。

所以即使电池带保护板最好也使用专用充电器充电，以免影响电池的使用寿命（过充对锂离子电池的寿命影响很大）。

回答补充：目前售品充电器几乎没有恒压充电的，基本都是恒流充到4.2V附近然后转成涓细电流。

另外，锂离子电池并不是每次充电都必须充到非常满，相反那样会降低电池寿命。

一般来说，充电到4.1V足矣，4.15V时，充电深度达到99%。

满充—满放这样的操作是电池性能下降之后，尝试激活才需要做的。

（权威）锂电池电压与剩余容量的关系电压:4.16-4.22V涓流补充:100%电压:4.15v 剩余容量:99%电压:4.14v 剩余容量:97%电压:4.12v 剩余容量:95%电压:4.10v 剩余容量:92%电压:4.08v 剩余容量:90%电压:4.05v 剩余容量:87%电压:4.03v 剩余容量:85%电压:3.93v 剩余容量:75% 电压:3.90v 剩余容量:70% 电压:3.87v 剩余容量:65% 电压:3.84v 剩余容量:60% 电压:3.81v 剩余容量:55% 电压:3.79v 剩余容量:50% 电压:3.77v 剩余容量:45%电压:3.76v 剩余容量:42% 电压:3.76V （持久电压点）电压:3.76v 剩余容量:40%电压:3.74v 剩余容量:35% 电压:3.73v 剩余容量:30% 电压:3.72v 剩余容量:25%电压:3.71v 剩余容量:20% 电压:3.71V （持久电压点）电压:3.66v 剩余容量:12%电压:3.65v 剩余容量:10%电压:3.64v 剩余容量:8%电压:3.63v 剩余容量:5%电压:3.61v 剩余容量:3%电压:3.59v 剩余容量:1%电压:3.58v 剩余容量:关机一般手机MP4等设置在此关机。

锂离子电池常用的性能参数（1）额定容量：指电池在出厂时在常温25℃环境下按照标准充放电工序测试，所能放出的最大电量，单位为mAh 或者Ah，一般由厂家自己规定；（2）剩余容量：指电池在一定的环境中使用，经过一阶段的使用结束后，以标准放电工序仍可放出的电量，表明了电池当前阶段的续航能力；（3）电动势：指电池处于平衡状态时正负电极的电位差，其大小由内部电化学反应所决定，与形状、大小等外在因素无关；（4）开路电压：电池在与外界电路断开时的正负极电位差；（5）端电压：电池与外界电路相连，即充电或带负载放电时的正负极电位差，充电时数值上总是高于开路电压，放电时数值上总是低于开路电压；（6）充电保护电压：指电池电压所允许的最大值，超过此电压会损伤电池寿命或者影响电池的安全性，充电时达到此电压即可认为已充满电量，具体数值一般由厂家决定；（7）放电保护电压：指电池电压所允许的最小值，低于此电压会损伤电池寿命或者影响电池的安全性，放电时达到此电压即可认为已放空电量，具体数值一般由厂家规定；（8）充放电倍率：指充放电过程中电流的大小，在数值上定义为： 充放电倍率=充放电电流额/定容量,工程测试中，常用C 来表征其数值的大小，如额定容量为10Ah 的电池以1C电流放电即表示放电电流为10A；（9）荷电状态：指电池剩余容量与额定容量的比值，常用百分比形式表示，表征电池当前状态下可吸收或释放电能的能力；（10）极化电压：指由电极反应导致的电池极化现象使电极电位偏离平衡电位，从而产生的电极电位差；（11）极化内阻：指由电极反应导致的内阻变化，包括电化学极化内阻和浓差极化内阻等，其值大小与电极材料和电化学本质相关； （12）欧姆内阻：指电池各组成部分之间的接触电阻，其值大小与电池的制造工艺、电极结构相关；（13）电池内阻：由极化内阻与欧姆内阻共同组成；（14）循环寿命：在电池满电状态下的容量下降至某一规定值之前，电池可经历的充放电循环次数。

锂离子电池容量计算之电压法文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-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 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2 0%.....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.。

一个图：读懂锂电池电池容量怎么回事导读：现在好多关注锂电池放电的人，都有这样的体会，就是当锂电池从充满电压4.2V放电到3.7V时，时间很长，但一旦过了3.7V就放电很快了，没错，确实这样。

下面翻阅一些锂电池的一些资料，给大家做一个总结。

我们现在设计电子产品，很多时候也用锂电池供电，同手机或者平板电脑用锂电池供电一样，熟悉了解锂电池容量的学问，也许对使用和设计锂电池供电包括设计电池充电器来说，很有必要。

现在好多关注锂电池放电的人，都有这样的体会，就是当锂电池从充满电压4.2V放电到3.7V时，时间很长，但一旦过了3.7V就放电很快了，没错，确实这样。

下面翻阅一些锂电池的一些资料，给大家做一个总结。

一、先说一下电池的放电平台，就是指充满电的锂电池在放电时，电池的电压变化状态。

电池恒流放电，电池电压要经历三个过程，即下降、稳定、再下降，在这三个过程中，稳定期是最长的。

稳定时间越长，说明电池的放电平台越高。

放电平台的高低，与电池制造工艺息息相关。

就是因为各个锂电池厂家的市场定位不一样，技术工艺手段不同，其控制的放电平台就不一样，质量也就有很大差别。

一般地，一节18650的锂电池满电压4.2V，当用1C的电流放电放到3.7V，放了60分钟，那么我们就说电池的使用容量是2200mAh，在这段时间里根据充电电池特性，做出一个图如下，可以更好理解电池容量和电压电流时间与放电平台关系：锂电池电池容量与放电平台理解示意图容量（C）=放电电流×电池放电平台时间对于1节容量为2200mAh的18650锂电池来说，1C放电到3.7V用时1小时，容量（C）=2200mA×1小时=2200mAh那么问题就来了，对于好一点的锂电池，一般在我们做产品测试时会在3.7V以后电压下降的很快，那么在短时间内放的电量就很少。

相反不好的电池在4.2V到3.7V放电的时候，电压下降的很快，而在3.7V以后电压又下降的有很慢，这种电池是性能不好的一般容量也非常低。

锂离子电池电压随电量变化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。

但是实际上锂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：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；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；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；不同厂家，不同容量的锂离子电池，其放电的平台略有差异。

不同类型的电极材料的锂离子电池，放电平台有较大差异。

钴锂电池和锰锂电池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。

电池的电压在放电过程中一直在降低，比如电池3.6v，19ah，19ah的容量不是放到0v，而是2.几或3.几时，放电容量是19ah，如果放到0v，容量会比19多一点点，过放的话，会损伤电池的寿命。

设计优秀的话，仪表的截止电压和电池的电压基本相同，当电压到达某个数值时比如3V，电池就放完了，或者说接近放完了，仪表也就就到了最低的工作电压，如果说仪表的最低工作电压比较高，比如低于3.6v就不能工作，那么就存在电池还有电，仪表就不能工作的情况，这种情况下，应该提高外部供电电压要计算的不同材料、不同形状的电池不一样！例钴酸锂充电电压3.7V3.8V3.85V3.9V3.95V带电量7.8%28.0%53.0%59.1%67.6%一般来讲，锂电池的充放电电压越高的话，它的容量也就越大。

锂离子电池容量的测算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.OCVpen 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。

锂离子电池基本充放电电压曲线锂离子电池是一种常见的充电式电池，广泛应用于移动通信、电动汽车、电子设备等领域。

本文将详细介绍锂离子电池的基本充放电电压曲线，旨在帮助读者更好地了解锂离子电池的充放电过程。

锂离子电池的充放电电压曲线是描述充放电过程中电压变化的曲线图。

图中横轴表示电池充放电的时间，纵轴表示电池的电压。

下面将分别介绍锂离子电池的充电和放电过程及其电压曲线。

一、锂离子电池的充电过程及电压曲线锂离子电池的充电过程通常分为恒流充电和恒压充电两个阶段。

1. 恒流充电阶段：在锂离子电池恒流充电阶段，电流将保持一个恒定的数值，使电池内部的锂离子通过电解液和正负极材料之间的反应被重新嵌入正极材料中，同时负极材料被锂离子脱嵌。

这个过程是一个可逆的电化学过程。

在恒流充电阶段，电池的电压会逐渐上升。

当电压达到电池的额定电压后，进入恒压充电阶段。

2. 恒压充电阶段：在锂离子电池恒压充电阶段，充电电压将被限制在一个固定的数值。

此时，电流会逐渐下降，直到达到充电截止条件。

恒压充电阶段是为了保护电池，以避免过度充电。

电池充电截止条件通常是指充电电流降至一个设定的极小值或设定的充电时间到达设定的极长时间。

二、锂离子电池的放电过程及电压曲线锂离子电池的放电过程通常可以分为开路电压、内阻电压和电极电压三个部分。

1. 开路电压：开路电压是指当电池处于静态状态时的电压，没有负载时测得的电池电压。

开路电压主要受电池的化学反应和电池内部压差的影响。

2. 内阻电压：内阻电压是由于电池内部的电导率限制而产生的电压降。

在放电过程中，电池的内阻会导致电压降低。

3. 电极电压：电极电压是指电池正负极之间的电压差。

在放电过程中，锂离子从正极迁移到负极，电极电压随着放电时间的增加而逐渐降低。

锂离子电池放电过程中的电压曲线通常表现为一个陡峭下降的趋势，直到电池的电压降到截止电压。

截止电压通常是指电池的额定电压或设定的截止电压。

总结：通过上述对锂离子电池充放电电压曲线的介绍，我们可以了解到，锂离子电池的充电过程中电压随时间逐渐上升，充电过程分为恒流充电和恒压充电两个阶段。