如何测试电池的电量？锂离子跟铅酸一样吗？

如何测试电池电量？

方法一：

1.给电池充电，本来是想通过检测电池电压Vbat来计算电池的充电容量；

2.但接上5V适配器后，主控板会输出4.2V Vbat，此时电池电量已经100%

表示锂离子电池（以下简称锂电池）储能能力的参数是能量密度。

大致相当于锂电池的电压与容量的乘积。达到目标的方法。

但由于所用原材料的性质，容量的提升总是有限度的。

所以提高电压值就成了提高锂电池存储容量的另一种方式。

众所周知，锂电池的标称电压为3.6V或3.7V，最高电压为4.2V。

那么，锂电池的电压为什么不能得到更大的突破呢？

毕竟，这也是由锂电池的材料和结构特性决定的。

锂电池的电压是由电极电位决定的。

电压，又称电势差或电势差，是衡量电荷在静电场中由于电势不同而产生的能量差的物理量。

锂离子的电极电位约为3V，锂电池的电压因材料不同而异。

例如，一般锂电池的额定电压为3.7V，充满电电压为4.2V；

而磷酸铁锂电池的额定电压为3.2V，充满电电压为3.65V。

也就是说，实用的锂电池正负极电位差不能超过4.2V，这是基于材料和使用安全的要求。

若以Li/Li+电极为参比电位，μA为负极材料的相对电化学电位，μC为正极材料的相对电化学电位，电解质电位区间Eg为最低电子未占能级和电解质液位差的最高电子占有能。

那么，决定锂电池最大电压值的三个因素就是μA、μC、Eg。

μA和μC之差就是锂电池的开路电压（最高电压值）。

当该电压值在Eg范围内时，可以保证电解液正常工作。

“正常运行”是指锂电池通过电解液在正负极之间来回运动，但不与电解液发生氧化还原反应，从而保证了电池结构的稳定性。

正负极材料的电化学电位引起的电解液异常工作有两种形式：

1、当负极的电化学势高于电解液的最低电子未占能级时，负极的电子会被电解液俘获，因此电解液会被氧化.

反应产物会形成负极材料颗粒表面的“固液界面层”，可能导致负极损坏。

 

2、当正极的电化学势低于电解液的最高电子占据能级时，电解液中的电子会被正极俘获并被电解液氧化，反应产物会形成“固态- 正极材料颗粒表面的“液体界面层”，可能导致正极损坏。

 

然而，正极或负极可能损坏，是由于“固液界面层”的存在，阻止了电子在电解质与正负极之间的进一步运动.

反而保护了电极材料，也就是说，在较小程度上对“固液界面层”起到了“保护作用”。

这种保护的前提是：正负极的电化学电位可以稍微超过Eg范围。但不能太多。

例如，目前的锂电池正极材料多为石墨材料。

这是因为石墨相对于Li/Li+电极的电化学势约为0.2V，略微超出Eg范围（1V~4.5V），而是因为有“保护性”的“固液界面层”。

电解质不再进一步还原，从而停止极化反应的进一步发展。

但5V高压正极材料超出目前商用有机电解液的Eg范围太多，因此在充放电过程中容易被氧化。随着充放电次数的增加，容量下降，寿命下降。

 

现在了解到锂电池开路电压选择4.2V是因为现有商用锂电池电解液的Eg范围为1V~4.5V。

 

如果将开路电压设置为4.5V，或许可以提高锂电池的输出功率.

但同时也增加了电池过充的风险，过充的危害已经有相当多的资料说明，所以我不会在这里多说。

 

根据以上原理，如果人们想通过提高电压值来提高锂电池的能量密度.

只有两种途径可以寻找，一是寻找能够匹配高压正极材料的电解液，二是是为了保护修饰过的电池表面。

 

使用BAV-1电压测试仪测量电池的空载电压。

 

BAV-1电压测试仪加15Ω电阻负载，工作5S，读取电池负载电压。

 

一天后，用FUKUDA电池放电测试仪对电池进行放电，检查电池容量。

对于3.0V和3.6V一次性锂离子电池，设置放电电流为30mA，截止电压为2V，不间断。