Ako merať kapacitu lítium-iónovej batérie

Kúpil som si do fotoaparátu lítium-iónovú batériu (oveľa lacnejšiu ako značková náhrada, ale nie neprimerane lacná v porovnaní s AAA Li-ion batériami s podobným nábojom). Pochybujem však, že má kapacitu, ktorá je uvedená na krabici (v mAh). Existuje pre mňa jednoduchý spôsob, ako zhruba skontrolovať tvrdenie na škatuli, ktoré je presnejšie a časovo menej náročné ako porovnávanie s fotoaparátom a porovnávacou batériou? To znamená, že existuje zariadenie/metóda, ktorá pre lítium-iónovú batériu, ktorá je údajne úplne nabitá, určuje nasledujúce:

Je skutočne úplne nabitý?
Aký je jeho súčasný náboj v mAH

Posúdenie plného zaťaženia je ľahká časť.

Metóda (a) Plne nabitá jednočlánková lítium-iónová batéria má napätie v otvorenom obvode približne 4,2 voltu *. (4.1-4.2 OK. 4.0 nie je celkom k dispozícii. 4.3 - trochu vysoká.) Niektoré fotoaparáty používajú dva články - dvojnásobok očakávaného napätia. Notebooky a ďalšie väčšie zariadenia používajú 3 alebo viac článkov. Napätie by malo byť násobkom vyššie uvedeného napätia. [* Existujú varianty, ktoré umožňujú vyššie napätie. Ak nie ste ROZHODNUTÍ, týka sa to aj vašej, predpokladajte, že nie. Nesprávne vyjadrovanie môže byť nepríjemné.
(t. j. N x (4,1 až 4,2 V))

Postup (b) Používajte kvalitnú nabíjačku (napríklad nabíjačku od výrobcu fotoaparátu alebo nabíjačku známej kvality), ktorá má indikátor nabíjania.

Vložte „nabitý akumulátor do nabíjačky“. Podľa toho, ako dávno to bolo, by mal indikátor nabíjania buď blikať, alebo zostať zapnutý jednu alebo dve minúty a potom zhasnúť.

Vyberte batériu z nabíjačky. Počkajte 10 sekúnd. Vložte batériu späť do nabíjačky. Indikátor nabíjania by mal veľmi krátko blikať a potom zhasnúť.

Posúdenie kapacity je zložitejšie, ale nie ťažké.

(a) Z hmotnosti, ktorú môžete jeden Poznámka pre odvodenie pre nominálne identické batérie. Podstatnú časť hmotnosti batérie LiIon tvoria elektricky alebo mechanicky aktívne komponenty (oddeľovače, vodiče, elektrolyt a (samozrejme) kovový lítium. Dve batérie s rovnakou menovitou kapacitou by mali mať podobnú hmotnosť. Odhadujem rozdiel 10%. môcť byť kvôli náhode a konštrukcii, ale okrem toho by som bol podozrivý. Tento test funguje lepšie pre väčšie a ťažšie batérie ako pre veľmi malé batérie.

Pre AA-NimH bunky je to vynikajúci indikátor. Moderné vysoko výkonné AA s kapacitou 2 500 mAh + by mali byť vo vysokom rozmedzí 20 g - asi 26 g plus a niečo viac ako 30 g. Čokoľvek pod 20 gramov je úplný frajer a všetko pod 25 gramov je podozrivé.

(b) Pre akýkoľvek typ presnosti musíte batériu vybiť do „koncového bodu“ a zmerať kapacitu. Nie je k dispozícii žiadna iná metóda, ktorá je vám primerane k dispozícii. Existujú aj iné metódy, napr. Napríklad meranie zmeny napätia v priebehu času pri danom zaťažení a pokus o zistenie, kde sa na výbojovej krivke nachádzate. Je to ťažké dosiahnuť a vyžaduje to skúsenosti a určitú dávku šťastia. Meranie času vybíjania je „jednoduchšie“.

Najlepšie je mať konštantné prúdové zaťaženie, ktoré sa veľmi ľahko vyrába, napr. S LM317 a odporom, ale zatiaľ predpokladám, že to nechcete. Spýtajte sa, ak máte záujem.

Mal by sa použiť výbojový odpor, ktorého vybitie trvá najmenej hodinu. Môžete použiť motor alebo lampu alebo fotoaparát alebo. ale odpor má určité výhody.

= (Cells_in_battery x 4000)/mAh

napr. ak máte 1článkovú batériu (Voc =

4,2 V) s kapacitou 1 500 mAh

= 3 ohmy alebo 3,3 ohmov (predvolená hodnota)

Použite najbližší väčší odpor, ako je vypočítaná hodnota.
Až mnohonásobne väčšie je v poriadku, ale bude to trvať proporcionálne dlhšie.

Odporový výkon: Odporový výkon = V ^ 2/R = (4 x počet článkov)/R

napr. pre jeden článok vyššie a odpor 3 ohm je minimálny príkon

4 x 1/3 = 1,333 wattu.

Použite odpor 2 W alebo viac.

Metóda:

Stručne to popíšem, pretože nepoznám vašu úroveň skúseností. Môže to byť ľahké sledovať alebo ťažké. Ak je to ťažké, položte ďalšie otázky.

Pripojte dočasné káble ku svorkám batérie. Dve kancelárske sponky, ohnuté na konci a spočívajúce na termináli, sú ploché a prístupné a sú držané na mieste pomocou závažia alebo pásky. Drôty zapojené do konektora nie sú voľne prístupné. Niektoré batérie nebudú fungovať, kým im nedáte tajné ruky. ale väčšina bude.

Batéria s prístupným pripojením.

Nižšie: Ťažšie prístupné terminály. Môžu tu fungovať dva špendlíky alebo dva vodiče, ALE NIE KRÁTKO SPOLU . AK NIE SÚ KOMFORTNÉ, NEROBTE TO.

Sledujte celkové napätie batérie. Multimetr je pripojený k káblom batérie a nastavený na vhodný rozsah.

Pripojte rezistor ku káblom batérie. Spustite časovač. Sledujte napätie. Zastavte sa na 3,2 V na bunku. NEVYPÍNAJTE MENEJ AKO 3 VOLTY NA BUNKU. ZASTAVENIE NA 3,2 V JE „DOBRÝ NÁPAD“. Batéria LiIon môže byť hlbokým vybitím vážne poškodená. Nastavte časovač. NECHAJTE to ísť a ísť preč.

Spodná časť: Typická krivka vybitia pre lítium-iónové 1článkové batérie.

Najlepšie je urobiť to pomocou originálnych a klonovaných batérií a porovnať si časy.

Metóda (c) najjednoduchšia:-).

Použite fotoaparát. Nastavte video alebo načasované fotografie. Zaznamenajte si začiatočný a konečný čas rámca. Porovnaj.

„dať a zabudnúť

nehrá sa s pripojením batérie

AKTUALIZÁCIA - 1. januára 2013 - šťastný nový rok.

Len sa ma niekto spýtal na obvod LM317, ktorý som spomínal pre výboj konštantného prúdu. Tu je príklad. Skopíroval som to z veľmi užitočnej a relevantnej webovej stránky o LED jazde - tu a oni ju zase skopírovali z údajového listu LM317.

Bolo povedané mimo dopyt

Spomenuli ste spôsob určovania kapacity batérie pomocou modelu LM317. Potrebujem skontrolovať lítium-iónovú batériu s kapacitou okolo 1700 mAh.
Čo mi odporúčate zmerať tento druh kapacity batérie v primeranom čase, napríklad 3 - 4 hodiny.

1700 mAh batéria by fungovala na 1700/3 = za 3 hodiny

570 mA a za 4 hodiny pri 1700/4

= 425 mA musí byť vybitých. Takže ak použijete okolo 500 mA a uvidíte, ako dlho to trvá, môžete zistiť mieru kapacity batérie.
Takže prúd záťaže 3 vo vyššie uvedenom obvode je
Iout = Vref/R1

R1 = Vref/Iout
Pre LM317 bol Vref = 1,25
V, pri 500 mA, R1 = V/I = 1,25 V/0,5 A = 2,5 Ohm.
Výkon v R1 = I ^ 2 R = 0,5 ^ 2 x 2,5 alebo približne 0,7 wattu.
1 wattový rezistor by to pravdepodobne prežil - 2 W alebo 5 W by bolo lepšie.
LM317 spotrebuje V_LM317 x I = (Vbatterie - Vref) x I = (4,2 - 1,25) x 0,5 =

1,5 wattu. Takže chladič alebo kúsok hliníka alebo nejaký iný tepelne vodivý materiál na LM317 je „dobrý nápad“. Na napätie batérie používam 4,2v. Pri vybití batérie vypadne.

Upozorňujeme, že batériu LiIon s 1 700 mAh je možné v mnohých prípadoch bezpečne vybiť rýchlosťou až 1 C - v tomto prípade = 1 700 mA. C/2 = 850 mA je bezpečnejšia. Skutočnú maximálnu prípustnú sadzbu by mal určiť výrobca. Ak nie sú k dispozícii žiadne údaje, použite Imax = C/2. Zvyčajne to bude bezpečné, ale „Caveat Emptor“/„YMMV“. Použitie vyššej rýchlosti bude mať väčší stratový výkon v rezistore a LM317 a budú potrebné zmeny. Niektoré LM317 dokážu spracovať max. 1A. Niektoré zvládnu 1,5A. (Niektoré menšie balíky - Russell McMahon
zdroj

Áno, potrebujete reaktívnu záťaž a metódu merania napätia (napr. Multimetr)

Môže to byť rovnako jednoduché ako rezistor, ale prúd klesá spolu s napätím, čo robí mAh trochu „ťažšie“ vypočítať. Pravdepodobne je vhodnejšia figurína s konštantným prúdom. To sa dá kúpiť ako IC alebo len s operačným zosilňovačom alebo niekoľkými tranzistormi (môžete použiť jeden, ale nie taký presný, lepšia je vec nazývaná cascode).

Povedzme napríklad, že vaša batéria začína na 4 V (zvyčajne 4,1 - 4,2 V) a vložíte cez ňu odpor 40 ohmov. To spôsobí tok 100 mA prúdu. Ak pravidelne meriate napätie, môžete vypočítať prúd, ktorý preteká. Keď je batéria prázdna, môžete integrovať zaznamenané hodnoty a zobraziť tak kapacitu batérie v mAh. Takže ak čítate každú hodinu a získate 10 odpočtov 100 mA predtým, ako bude batéria klasifikovaná ako vybitá (okolo 3 V je zvyčajne to, čo výrobca testuje, ale na konci kapacity napätie dosť prudko poklesne), máte 1000 mAh batéria (V skutočnosti, ak nepoužívate zaťaženie konštantným prúdom, prúd sa zníži.)

Upozorňujeme, že batérie majú zvyčajne menšiu kapacitu pri vyšších prúdoch. Takže ak nakreslíte 1A, celková mAh bude nižšia. Vybral by som hodnotu, ktorá je dostatočne nízka na to, aby batéria fungovala primerane (bez ohľadu na to, čo výrobcovia testovali, ak je k dispozícii údajový list - pravdepodobne dosť nízky).

Keď vykresľujete svoje výsledky, mali by ste skončiť s niečím takýmto (všimnite si, že os x je v ampérhodinách:

C je rýchlosť vybitia, ktorá je potrebná na vybitie za 1 hodinu. Pri batérii s kapacitou 1 000 mAh je 0,1 C 100 mA, 1 C 1 A a 18 C 18 A. Pri vyšších rýchlostiach vybíjania môžete vidieť pokles kapacity. POZNÁMKA - Nepokúšajte sa (ako uvádza Russell) vybiť sa pri vysokých prúdoch (napr. Pri teplotách nad 1 ° C), pokiaľ nie ste sami absolútne Uistite sa, že to batéria zvládne (napr. niektoré batérie vo fotoaparáte a RC sa môžu veľmi rýchlo vybiť). Ide iba o príklad vybíjacích kriviek.

Tiež sa uistite, že odpor (ak ho používate) je presný (1% alebo menej, ak je to možné) a dimenzovaný na požadovaný výkon. V príklade vyššie pri 0,1 A a 4 V máte 0,4 W, takže potrebujete minimálne 40 ohmový odpor 0,5 W.