18650锂电池参数、充放电时间计算详解

2023-11-09

我们以NCR18650B举例,其参数为:

 额定容量 3200mAh

容量范围3250mAh-3350mAh

额定电压:3.6V

充电参数:恒流,恒压,充电电流为1625mA,充电到4.2V,需要4小时

质量:48.5g

充电温度、放电温度、存储温度

能量密度:体积与重量


这里重点描述这个电池如果放在电路板上,能够使用多少时间,这是大家比较关心的。

假设负载电流为100mA,则续航时间为:

电池容量(Ah)X0.8X0.9/输出电流(A)=工作时长(h)

3.35X0.8X0.9/0.1=23.45h

电池容量的3350mAh,意味着如果负载电流为3350mA,则能使用一个小时,这就是电池的容量。

充电时间

以3000mAh的电池计算,一般建议充电电流不大于0.2C,即不大于600mA。假设充电电流为600mA,则

充电时间=3000/600  X1.2(充电系数) =6h

为什么放电和充电都需要乘以系数,以充电举例,在充电的过程中,由于电池有内阻产生损耗、实际上整个充电过程并不是全都是600mA的电流,所以实际的时间会较长。


下图是该电池的充电曲线。

         C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是3250mAh的容量,0.5C就是充电电流1625mA。

一般锂电池的充电分为四个阶段

一、涓流充电,此时因为电池容量很低,需要进行恢复性充电;

二、恒流充电,恒流的充电电流可以比较大,比如0.5C,在恒流充电的过程中电压会不断升高;

三、恒压充电,当充电电压上升到4.2V时,采用恒压充电,在这个过程中,充电电流会不断减小。

四、充电结束,当充电电流减小到65mA时,结束充电。

说到充电过程,这里需要说一下一个简单的逻辑坑:

        举个例子,比如一个3000mAh的18650锂电池,如果用一个标称1000mA的充电电流给这个电池充电,很多人会以为需要三个小时充满了,因为3000/1000=3,但是事实上因为整个充电过程不是全程都按照1000mA的电流充电,某些时候的电流比这个低,所以实际上的充电时间比这个要长,那到底有多长,严格意义来说需要对电池的规格书的充电电流曲线进行分析(如上图的蓝色为充电电流),类似进行面积积分运算,得出一个别人称之为充电系数,最后需要乘以这个充电系数,一般是1.2 ,或者1.1(网上的经验值),3X1.2=3.6h,所以需要3.6h才能充满。

生命周期

        锂电池的生命周期跟充电次数强相关,但是这个的充电次数指的是完全放电与完全充电的一个过程,使用了一半容量再充满这个过程不是所谓的“一次充电次数”

        可以看到这个电池,如果充放电了500次,容量由三千多变成了两千多mA,产生了较大的损耗。锂电池充电次数并不多,大概算上能使用的情况,可能它的一生只能充一千次左右。

 

放电特性

下图是在不同温度下的放电特性,以1C.即3250mA的电流放电,可以看到温度越低,输出电流越少。

 下图是在不同电流下的放电特性,放电电流越大,电压下降得越快。

 

 

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