移動設備電池容量精確驗證

電池的容量是確定智能手機和其它移動設備續航時間的關鍵指標。但設計人員在為產品選用電池的時候，只根電池據制造商的技術資料確定產品的續航時間，而不具體驗證用在該產品上的真實電池的容量和額定能量，得到的結果一定不精確。電池的標稱容量通常以理想條件為基礎，代表可從電池獲得的最大電量。但事實是， 在應用中進行驗證時，實際容量最終都小于標稱容量。

電池容量是電池規定擁有的以安時(Ah)或毫安時(mAh)表示的電容量。這與電池的額定能量不同，額定能量的單位是瓦特小時(Wh)。通過將電池容量(Ah)乘以標稱的額定電壓(V)，您可以確定額定能量。對于移動設備的運行時間來說，電池的實際能量比電池的容量更重要，因此對這個兩個值進行驗證是非常重要的.溫度和電池壽命也會影響從電池獲得電量，因此， 要確定移動設備的運行時間，您還需要考慮這些因素。

驗證電池的標稱容量和額定能量需要在精密的控制條件下，精確地記錄電壓和電流。

對于充電電池來說，在充電和放電條件下，極小的差異都可導致電池電容和能量出現巨大差異。因此，精確地復制和控制所有條件以獲得良好的測量結果非常重要。一個關鍵條件是放電速率，通常表述為一定 AH 額定容量比例(簡稱為 C 率)下的恒定電流放電。例如，一個制造商可能會規定 0.3 的放電 C 率，因為高放電率可使電池提供的容量和能量降低。

從理論上講，0.3 的 C 率將使電池在 3.33 小時內完全放電。對于 2Ah 電池，0.3 的 C 率將是 0.6 A 的恒定電流放電。還有一點值得注意的是，測得的額定能量可能因標稱的額定電壓的不同而不同，因為實際的電池放電電壓特性可能使結果略有不同。確定電池的容量和額定能量時，精密地控制測試條件，同時精確地記錄電池的電流和電壓可確保精確、一致的結果。

圖1

我們使用圖 1 中描述的設置以固定的 C 率使手機的充電鋰電池放電。Agilent N6781A SUM電源模塊提供完整的 2 象限功能，使其非常適合作為精密的高性能電子負載和直流源使用。使用 Agilent 14585A 軟件快速設置和顯示 0.3A 的恒定電流放電和 3.0V 的截止電壓及長期數據記錄，以驗證電容和額定能量。

圖 2 顯示電池容量和額定能量的驗證結果。將測量標尺置于數據記錄的起始和截止電壓點上，顯示出電池提供 879 mAh 和 3.32 Wh。這兩個值居然比于電池技術資料給出的 1Ah 和 3.6 Wh 額定值小15%!下一步是確定哪些因素導致了以上差異，然后評定是否可從電池中提取額外的容量。如圖所示，最好不要假設電池的額定容量和能量將是您所要獲得的容量和能量，將其作為確定手機和移動設備運行時間的一部分進行驗證十分重要。

圖2