Cum se măsoară capacitatea unei baterii litiu-ion

Am cumpărat o baterie litiu-ion pentru o cameră (mult mai ieftină decât înlocuirea mărcii, dar nu nerezonabil de ieftină în comparație cu bateriile Li-ion AAA cu o încărcare similară). Cu toate acestea, am îndoieli că are capacitatea pe care o spune pe cutie (în mAh). Există o modalitate ușoară pentru mine de a verifica aproximativ revendicarea de pe cutie, care este mai precisă și consumă mai puțin timp decât să fac niște repere cu camera și o baterie de comparație? Adică, există un dispozitiv/metodă care determină următoarele pentru o baterie litiu-ion care se presupune că este complet încărcată:

Este de fapt complet încărcat?
Care este sarcina sa actuală în mAH

Evaluarea sarcinii complete este partea ușoară.

Metoda (a) O baterie litiu-ion cu o singură celulă complet încărcată are o tensiune în circuit deschis de aproximativ 4,2 volți *. (4.1-4.2 OK. 4.0 nu chiar acolo. 4.3 - cam mare.) Unele camere folosesc două celule - dublu față de tensiunea așteptată. Laptopurile și alte dispozitive mai mari utilizează 3 sau mai multe celule. Tensiunea ar trebui să fie un multiplu al tensiunii de mai sus. [* Există variante care permit tensiuni mai mari. Dacă nu sunteți DETERMINAT, aceasta include și a dvs., presupuneți că nu. Exprimarea incorectă poate fi enervantă.
(adică N x (4,1 până la 4,2 V))

Metoda (b) Folosiți un încărcător de bună calitate (cum ar fi unul de la producătorul camerei sau unul de calitate cunoscută) care are un indicator de încărcare.

Așezați „bateria încărcată în încărcător”. În funcție de cât timp a fost, indicatorul de încărcare ar trebui să clipească sau să rămână aprins un minut sau două și apoi să se stingă.

Scoateți bateria din încărcător. Așteptați 10 secunde. Puneți bateria înapoi în încărcător. Indicatorul de încărcare ar trebui să clipească foarte scurt și apoi să se stingă.

Evaluarea capacității este mai dificilă, dar nu dificilă.

(a) Din greutatea pe care o poți unu Obțineți nota pentru bateriile nominal identice. O parte substanțială din greutatea unei baterii LiIon constă din componente active electric sau mecanic (separatoare, conductoare, electrolit și (desigur) litiu metalic. Două baterii cu aceeași capacitate nominală ar trebui să aibă o greutate similară. Estimez că o diferență de 10% poate sa se datorează întâmplării și construcției, dar dincolo de asta aș fi suspect. Acest test funcționează mai bine pentru bateriile mai mari și mai grele decât pentru bateriile foarte mici.

Pentru celulele AA-NimH, acesta este un indicator excelent. AA-urile moderne de înaltă performanță, cu o capacitate de 2500 mAh +, ar trebui să fie cuprinse între 20 g - aproximativ 26 g plus și puțin mai mult de 30 g. Orice sub 20 de grame este un defect complet și orice sub 25 de grame este suspect.

(b) Pentru orice tip de precizie, trebuie să descărcați bateria la un „punct final” și să măsurați capacitatea. Nu există nicio altă metodă disponibilă care să vă fie disponibilă în mod rezonabil. Există și alte metode, de ex. De exemplu, măsurarea modificării tensiunii în timp sub o sarcină dată și încercarea de a determina unde vă aflați pe curba de descărcare. Acest lucru este greu de realizat și necesită experiență și un anumit noroc. Măsurarea timpului de descărcare este „mai ușoară”.

Cel mai bine este să aveți o sarcină de curent constantă, care este foarte ușor de fabricat, de ex. Cu un LM317 și un rezistor, dar deocamdată presupun că nu vrei asta. Întrebați dacă sunteți interesat.

Ar trebui utilizat un rezistor de descărcare care durează cel puțin o oră pentru descărcare. Puteți folosi un motor sau o lampă sau o cameră sau. dar rezistența are unele avantaje.

= (Cells_in_battery x 4000)/mAh

de exemplu, dacă aveți o baterie cu 1 celulă (Voc =

4,2 V) cu o capacitate de 1500 mAh

= 3 ohmi sau 3,3 ohmi (valoare implicită)

Folosiți următoarea rezistență mai mare decât valoarea calculată.
Până la de multe ori mai mare este OK, dar va dura proporțional mai mult.

Puterea de rezistență: Puterea de rezistență = V ^ 2/R = (4 x numărul de celule)/R

de exemplu, pentru celula unică de mai sus și rezistența de 3 ohmi, puterea minimă este

4 x 1/3 = 1,333 wați.

Folosiți un rezistor de 2 wați sau mai mult.

Metodă:

Voi descrie pe scurt acest lucru deoarece nu cunosc nivelul dvs. de experiență. Acest lucru poate fi ușor de urmărit sau dificil. Dacă este dificil, puneți mai multe întrebări.

Atașați cabluri temporare la bornele bateriei. Două agrafe de hârtie, îndoite la capăt și sprijinite pe terminal, sunt plate și accesibile și sunt ținute pe loc cu greutate sau bandă. Cablurile conectate la conector nu sunt accesibile liber. Unele baterii nu vor funcționa până când nu le acordați strângeri de mână secrete. dar majoritatea vor.

Baterie cu conexiuni accesibile.

De mai jos: Terminale mai greu accesibile. Aici pot funcționa două știfturi sau două fire, DAR NU SCURT ÎMPREUNĂ . DACĂ NU EȘTI COMODĂ, NU FACE ACESTA.

Monitorizați tensiunea totală a bateriei. Multimetrul este conectat la cablurile bateriei și setat la intervalul adecvat.

Conectați rezistorul la cablurile bateriei. Porniți un cronometru. Monitorizați tensiunea. Opriți-vă la 3,2 V pe celulă. NU DESCĂRCAȚI MAI MIC DE 3 VOLȚI PE CELULĂ. OPRIREA LA 3,2V ESTE O „IDEĂ BUNĂ”. O baterie LiIon poate fi grav deteriorată prin descărcare profundă. Setați un cronometru. NU lasati asta sa plece.

Partea de jos: Curba de descărcare tipică pentru bateriile cu 1 celulă litiu-ion.

Cel mai bine este să faceți acest lucru cu baterii originale și clone și să comparați orele.

Metoda (c) cea mai ușoară:-).

Folosiți o cameră. Setați videoclipuri sau fotografii temporizate. Rețineți orele de început și de sfârșit ale cadrului. Comparaţie.

„pune și uită

nu te joci cu conexiunile bateriei

ACTUALIZARE - 1 ianuarie 2013 - An Nou fericit.

Tocmai am fost întrebat de cineva despre circuitul LM317 pe care l-am menționat pentru descărcare constantă de curent. Iată un exemplu. Am copiat acest lucru de pe site-ul de conducere cu LED foarte util și relevant - aici și la rândul lor l-au copiat dintr-o foaie de date LM317.

Interogarea din afara site-ului a spus

Ați menționat o metodă de determinare a capacității bateriei folosind LM317. Trebuie să verific o baterie litiu-ion cu o capacitate de aproximativ 1700 mAh.
Ce îmi recomandați pentru a măsura acest tip de capacitate a bateriei într-un timp rezonabil, cum ar fi 3-4 ore.

O baterie de 1700 mAh ar funcționa la 1700/3 = în 3 ore

570 mA și în 4 ore la 1700/4

= 425 mA trebuie descărcat. Deci, dacă folosiți aproximativ 500 mA și vedeți cât durează, puteți obține o măsură a capacității bateriei.
Deci curentul de sarcină 3 în circuitul de mai sus este
Iout = Vref/R1

R1 = Vref/Iout
Pentru un LM317, Vref = 1,25
V, la 500 mA, R1 = V/I = 1,25 V/0,5 A = 2,5 Ohm.
Puterea în R1 = I ^ 2 R = 0,5 ^ 2 x 2,5 sau aproximativ 0,7 wați.
Un rezistor de 1 watt ar supraviețui probabil acestui lucru - un 2 watt sau 5 watt ar fi mai bun.
LM317 consumă V_LM317 x I = (Vbatterie - Vref) x I = (4.2-1.25) x 0.5 =

1,5 wați. Deci, un radiator sau o bucată de aluminiu sau alt material conductiv termic de pe LM317 este „o idee bună”. Folosesc 4.2v pentru tensiunea bateriei. Se oprește când bateria se descarcă.

Rețineți că o baterie LiIon cu 1700 mAh poate fi, în multe cazuri, descărcată în siguranță la o rată de până la 1 C - în acest caz = 1700 mA. C/2 = 850 mA este mai sigur. Rata maximă reală admisă trebuie stabilită de producător. Utilizați Imax = C/2 atunci când nu sunt disponibile date. Acest lucru va fi de obicei sigur, dar „Caveat Emptor”/„YMMV”. Utilizarea unei rate mai mari va avea o disipare mai mare a puterii în rezistor și LM317 și vor fi necesare modificări. Unele LM317 pot suporta max. 1A proces. Unii se pot ocupa de 1.5A. (Unele pachete minore - Russell McMahon
sursă

Da, aveți nevoie de o sarcină reactivă și o metodă de măsurare a tensiunii (de exemplu, un multimetru)

Poate fi la fel de simplu ca un rezistor, dar curentul scade alături de tensiune, făcând mAh puțin mai „greu” de calculat. Este probabil de preferat o sarcină falsă cu curent constant. Acest lucru poate fi cumpărat ca un IC sau doar realizat cu un amplificator op sau câteva tranzistori (puteți utiliza unul, dar nu la fel de precis, un lucru numit cascode este mai bun).

De exemplu, să presupunem că bateria dvs. începe la 4V (de obicei 4.1-4.2V) și puneți un rezistor de 40 ohm peste el. Acest lucru face să curgă 100 mA de curent. Dacă măsurați tensiunea în mod regulat, puteți calcula curentul care curge. Când bateria este descărcată, puteți integra citirile înregistrate pentru a afișa capacitatea bateriei în mAh. Deci, dacă citiți la fiecare oră și obțineți 10 citiri de 100mA înainte ca bateria să fie clasificată ca descărcată (în jur de 3V, de obicei, indiferent ce testează producătorul, dar tensiunea scade destul de abrupt la sfârșitul capacității) aveți 1000 baterie mAh (În realitate, dacă nu utilizați o sarcină de curent constantă, curentul va scădea.)

Rețineți că bateriile au de obicei o capacitate mai mică la curenți mai mari. Deci, dacă trageți 1A, mAh total va fi mai mic. Aș alege o valoare suficient de scăzută pentru ca bateria să funcționeze în mod adecvat (orice au testat producătorii, dacă este disponibilă o fișă tehnică - probabil destul de scăzută).

Când trageți rezultatele, ar trebui să ajungeți la așa ceva (rețineți că axa x este în ampere-ore:

C este rata de descărcare necesară descărcării în 1 oră. Pentru o baterie de 1000mAh, 0,1C este 100mA, 1C 1A și 18C este 18A. Puteți vedea scăderea capacității la rate de descărcare mai mari. NOTĂ - Nu încercați (așa cum a menționat Russell) să vă descărcați la curenți mari (de exemplu, la temperaturi peste 1 ° C) decât dacă sunteți voi înșivă absolut asigurați-vă că bateria se poate descurca (de exemplu, unele camere și bateriile RC se pot descărca foarte repede) doar ca un exemplu de curbe de descărcare.

De asemenea, asigurați-vă că rezistența (dacă utilizați una) este corectă (1% sau mai puțin dacă puteți) și evaluată pentru puterea de care aveți nevoie. Pentru exemplul de mai sus la 0.1A și 4V aveți 0.4W, deci aveți nevoie de cel puțin un rezistor de 40 ohmi de 0.5W.