电压就越低。采用０．２Ｃ放电速率，单体电池电压下降到

２．７５Ｖ时，可放出额定容量。采用１Ｃ放电速率时，能够放出
额定容量的９８．４％。

电池电量计对流入／流出电池的总电流持续进行积分，

并将积分得到的净电荷数作为剩余容量。

简化的电池电量计如图３所示。其中，Ｒ为ｍΩ级检流

电阻，Ｒ为负载电阻。电池通过开关、Ｒ对Ｒ放电时的电流

Ｉ在Ｒ两端产生的压降为Ｖ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）×Ｒ。电量计持续检

测Ｒ两端的压差Ｖ，并将其通过ＡＤＣ转换为Ｎ位的数字量

Ｃｕｒｒｅｎｔ（简称ＣＲ），之后以时基确定的速率进行累加，Ｍ位
累加结果Ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ＿Ｃｕｒｒｅｎｔ（简称ＡＣＲ）的单位为Ｖｈ（伏

时）。对量化后的Ｖ进行累加相当于对其进行积分，结果为

。

电池电量的计算公式：

因此，将ＡＣＲ值除以检流电阻Ｒ的阻值即得到以Ａｈ（安

时）为单位的电池容量。ＡＤＣ转换结果和累加后的结果都带
有符号位，按照图３的连接方式，充电时ＣＲ为正，ＡＣＲ递

增；放电时ＣＲ为负，ＡＣＲ递减。外部微控制器可以读取ＣＲ和
ＡＣＲ值，经过换算得到真实的充放电电流和电量值。

研究表明，锂离子电池采用１Ｃ速率进行充电，可以使

充电周期最短，同时不影响锂离子电池的寿命。从而达到

快速测试的目的。

测试时首先将锂电池搁置２ｍｉｎ，然后进行恒流充电，

采用１Ｃ进行充电，对于１０００ｍＡｈ的锂离子电池，也就是

１０００ｍＡ。恒流充电至锂离子电池端电压为４．２Ｖ为止，到达
４．２Ｖ后，采用恒压充电。数据采集间隔５ｓ。充完电后，再

搁置２ｍｉｎ，然后以１Ｃ进行放电，放电至３Ｖ。计算出放电容
量。充电末期和放电末期电池的极化是很大的。两次搁置

都是为了降低极化。

图４为充电曲线图，红颜色为电压变化曲线图，蓝颜色

为电流变化曲线图，从图中可以看出，电流在以１０００ｍＡｈ进
行恒流充电时，锂离子电池两端的电压在不断上升，当上

升至４．２Ｖ时，进行了恒压充电，此时，电流在不断下降，
从图中可以看出，当电流下降到１００ｍＡ（０．１Ｃ）左右时，充

电结束。

图４是截取了恒流到恒压的转化部分。从图中可以看

出，恒流充电以１０００ｍＡ进行充电，当电压上升到４．２Ｖ时，
恒压进行充电，此时电流在不断减小。表１中，截取的时间

处于电池在３１５０ｓ处，相当于５２．５ｍｉｎ处取的电流与电压数
据（与图４基本吻合）。

从图５中可以看出，电流以设定的１０００ｍＡｈ进行放电，

电压值不断的下降，直到３Ｖ，放电停止，时间差不多

６８ｍｉｎ，根据放电容量计算公式，该锂离子的放电容量超过
了１ｈ，符合标称容量。表２类似于表１。

在大力提倡低碳生活的今天，采用清洁，高效，环保

型的能源成为必然的趋势。由于锂电池相对于其它蓄电池
具有能量密度高、功率密度高、比能量高、比功率高、无

污染、单体电压高、无记忆效应、自放电率小、寿命长和

４

锂电池充放电测试实例

５

结论

图３简化的电池电量计框图

表１

锂离子电池充电数据

图５

锂离子电池放电曲线图

ＳＮＳ

Ｌ

ＳＮＳ

Ｌ

Ｏ

ＳＮＳ

Ｓ

Ｏ

ＳＮＳ

Ｓ

ＳＮＳ

——（式１）

图４１０００ｍＡｈ锂离子电池充电曲线图

中国西部科技

２０１１年１１月（下旬）第１０卷第３３期第２６６期

总

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