锂电池特性总结-充放电，新旧识别，常规用法

电池容量的单位和容量的表示方法

电池容量大小的比较

剩余电量的测量与计算方法

电池容量的不同含义

电池的寿命

充放电电流

电池容量的单位和容量的表示方法

电池容量是个能量单位，指的是电池总的能量。能量的单位是V*A*H（伏安时），后来有个叫瓦特的人觉得V*A两个字母有点繁琐，用W来代替V*A，所以才有了WH（瓦时），瓦=电压*电流，“伏安时”和“瓦时”是一回事，都是表示在输出xx瓦的功率时可以使用xx小时，例如：100WH表示的是这个电池可以供一个100瓦的设备使用1小时，或者10瓦的设备10小时，或者1瓦的设备100小时。对于某种类型已经确定的电池（如：锂电池），在表示两个电池的容量差异时一般会省略电压（因为同类型的电池电压是相同的，不需要比较电压），这就是常见的mAH，例如：两个锂电池在做容量比较时一般会说“这个电池是1000mAH，那个电池是1500mAH”。

电池容量大小的比较

必须要注意的是，使用mAH比较电容容量时，必须是同类型的电池，也就是说：不同种类的电池是不能用“安时”的数值来比较容量的。例如：铅酸电池和锂离子电池都标识为1000mAH，但铅酸电池的容量是12V*1A*H=12WH，锂电池的容量是3.7V*1A*H=3.7WH，所以：不同类型的电池必须用完整的能量单位来比较容量大小。和水力发电是一回事，如果流量都是1吨/小时，但一个是从100米高度冲下来的水，一个是1米落差的水，但这两个水所产生的能量是差100倍的（发电量也会差100倍），当水的落差不同时，比较两个水的能量大小时必须说清楚落差分别是多少以及流量是多少。但如果两个水都是从100米高度冲下来的，我们在说谁的能量更大时往往只会说这个水量是1吨/小时，那个水是2吨/小时，后者的能量是前者的2倍，为了说话简捷而不必须非要强调两个水都是从100米高度落下来的，不说就是两个水的高度是相同的。
mAH或者AH仅用于两个同类型电池的电量比较使用，mAH和AH并不是完整的容量单位。省略电压而仅用AH来表示容量时，前提条件是这种电池的电压是已知的，比如：锂电池的容量是1000mAH，其实隐含的意思是“这个电池的容量是3.7V*1000mA*H=3700毫瓦时，或者3.7瓦时”。
现在有些卖锂电池的卖家为了从数值上让人产生电池容量很大，会使用mWH的单位，例如：一个1000mAH的锂电池，它不标1000mAH，而是标3700mWH，让人产生一个错觉，“这个电池容量是3700，比另一家标的1000的电池容量大”，但其实这两个电池容量是相同的，谁也没乱标，只是使用的单位不同而已。

剩余电量的测量与计算方法

电池电量的计算最为准确的方法是使用实时电压和实时放电电流积分，但这种方法成本较高，又因为电池剩余电量与实时电压有一定的对应关系，所以在大部分的电子设备中，均是采用测量实时电压来估算剩余电量的方法。
下图所示是使用恒流放电的方法测得不同剩余电量时对应的电池电压值绘制的“恒流放电电压-剩余电量曲线”。

从曲线图中可以发现：在电池放电过程中，满电和剩余电量较低时电池的电压下降较快，而在其它阶段时电压与剩余电量基本为一直线，基本呈一次线性关系。
若假设电池的放电过程中电压与剩余电量是绝对的线性关系，那么根据电压计算出的剩余电量特性会表现为“满电或者即将没电时剩余电量下降较明显，而中间阶段时剩余电量下降较为平稳，在剩余电量比较低时会发现剩余电量会急速下降”，显然，这种使用电压来代表剩余电量的方法是不科学、不准确的，仅能做为一种“剩余电量趋势”来用。目前，有为数不少的电子设备均是采用这种简单的方法来显示剩余电量的。
如果使用同型号的电池的“电压-剩余电量”特性比较稳定（包括使用一年后），可以经过测量出这一型号的电池的“电压-剩余电量”特征曲线，拟合为二次或者三次多项式，设备使用这一多项式函数来计算“剩余电量”会更加准确，这样的结果会使显示出的剩余电量比较平稳，即“50%下降到40%的时长基本等于10%~0%的时长”，而非“剩余电量为10%之后急速下降”。

电池容量的不同含义

标称容量：电池上标注的电池容量（如果没有虚标）。电池容量准确的定义是：使用1C电流放电1小时时电池电压为3.7V。例如：标识为1000mAH的锂电池，在充满电后对其进行恒流1000mA放电，当放电1小时时电池的电压应不低于3.7V，若低于3.7V时说明此电池容量不够，若高于3.7V时说明此电池容量比标称的更大。另一个定义是：从满电开始放电，一直放到电池电压为终止放电电压为止时电池释放的总能量，终止电压各厂家有不同的规定，总的原则是低于这个电压时会使电池受损，有3.3V/3.2V/3.0/2.75V等。

由此可见，标称容量指的是电池从满电放电到3.7V时释放的电能，而此时电池并不是一点电也没有了，低于3.7V之后所释放的电能是不能统计到电池容量内的。有些人用小电流放电，一直把电池放到3.2V甚至3.0V来计算电池容量标注到电池上，是非常错误的做法，但这样做可以让电池容量数值比较大。
下图，对一满电的锂电池进行放电，当电池电压下降到3.7V时统计电池释放的参量。在检测时使用不同的电流放电时会得到不同的放电量，小电流放电时，电池全部电能的90%都会被统计到标称容量里，而大电流放电时仅有电池全部电能的55%会被统计到标称容量里，放电电流越小时会得到“比较大的电池容量”，所以强制规定了放电电流为1C的统一标准，如果不规定放电电流，那标称容量就会是一句忽悠人的空话。

当电池是为某台具体功率的设备供电时，电池容量又会有不同的含义。例如：VH03手持振弦传感器读数仪，假设它正常工作时（连接传感器、亮屏）功率是300mW，则在满电4.2V时它需要的电流=300mW/4.2V=71mA，当电池电压下降至3.7V时它需要的电流=300mW/3.7V=81mA，此时锂电池仍然可以输出81mA电流的能力，所以VH03仍然可以正常工作，当电池电压下降至3.3V时它需要的工作电流=300mW/3.3V=90mA，此时电池仍可输出90mA的电流足够VH03正常工作，但随着电量继续消耗，电池电压继续下降（电池输出电流的能力也会下降），当电池电压足够低，低到电池不能输出VH03需要的电流时，VH03会被迫关机。按照上面的“电压-剩余电量”曲线和“电池标称容量”的定义，此时VH03消耗的电能是多于电池的标称容量的，如果电池的标称容量是1000mAH，那么VH03实际从电池获取了约1200mAH的能量（从曲线大概估算）。
上例中，虽然对于VH03来说，这个电池“电量耗尽了”，但实际上电池内仍然有一部分电能未释放，若这个电池给一个更小功率的设备来用（例如电子表），这个电池又“有电了”。与以，电池的“剩余电量”是给客户看的一个数字，并不是电池真正的剩余电量，同一个电池，用于不同功率的设备时的“电池容量”是不同的。

电池的寿命

充电或者充电电流太大、过充或者过放电都会影响锂电池的寿命，所以，一些电子设备会在检测到锂电池电压低于xxV时有意的关机，而非当电池不能维持其运行时被迫关机。例如：手机在检测到锂电池电压低于3.3V时会显示剩余电量0%，然后出现关机提示，有意的“提前关机”。这样做一是为了防止过放电影响电池的寿命，二是可控的关机可以有计划的保存重要的数据，防止设备失控。
有计划的关机需要一些事先的测试，比如：有些设备的功率本身比较大，当电池电压下降到3.5V时已经没有能力输出足够的电流来维持设备正常运行了，如果要实现事先主动关机，就必须通过测试找出需要事先主动关机的最低电压到底是多少，事先以参数的形式告知设备。

上图为新电池与老电池的“电压-剩余电量”对照曲线，可以看出，新电池时，当电池电压低于3.5V左右时电量会急速下降，而旧电池时电压下降则较为平稳（更接近于线性），所以在电子设备显示剩余电量时会表现出来“新设备电量较低时很快就关机了，而用了一年以后会发现剩余电量下降的比较均衡”的特性。这一现象在以前非智能手机上会遇到，现在的智能手机一般都会有电池电量校准算法，根据出厂日期估算动态调整剩余电量算法，还有一些智能手机提供100%和0%对应电池电压参数的重新设置功能，目的都是让显示的“剩余电量”尽量准确。
如上图示，为了不损坏锂电池寿命，某设备会在锂电池剩余电量5%时自动提前关机。新电池时这个关机电压对应为3.43V，而用过一段时间后的老电池时电压下降至3.43V时就关机显然是不合理的（此时电池仅释放了75%的能量，还剩余25%），所以需要重新设定关机电压为3.20V（对应电池剩余电量5%）。这就是电池重新校准的原因所在，即：设备使用几个月或者一年后，需要重新“校准电量”，否则会导致“待机时间变短”。（按照新旧电池的特征曲线，新电池的电压上下限应设置为4.20V~3.43V，旧电池应设置为4.20V~3.20V）。

下图为振弦无线采发仪VS-BOX设备使用内置电池的电池放电曲线

可以看到，电池放电曲线比较平缓，在放电后期电压急剧下降，表现出了非常明显的“新锂电池”的特性。

充放电电流

常规的锂电池充放电时都是要求电流不得大于1C（高倍率锂电池是4C，动力锂电池是10C~20C），C是电池满电时放电1小时放完电的电流，也就是xxxmAH中的xxx值，当电池电压过低或者过高时，充电电流的要求往往是0.01C~0.1C，所以使用锂电池充电器对电池充电时会发现“电池容量很低时充电会很慢，充到一定程度后会充电比较快，充到接近于满电时又比较慢”的现象，目的就是充电器要保护锂电池。例如：标称1000mAH的锂电池，如果按照1C的恒流充电，应该是1小时充满，如果算上电池电量很低以及将要充满时的小电流充电，则整个充电时长会大于1小时。现在的手机由于使用了已知特性的内置电池，最大充电电流可以达到2C甚至更高，所以可以实现“快速充电”，但快速充电的前提是电池特性已知，所以现在的手机都是不允许自行更换电池的，即便更换了，手机也能根据充电曲线检测到电池的异常而阻止大电流充电，目的是为了安全（大电流给未知锂电池充电，很可能导致电池爆炸）。
在使用锂电池时也应注意，不得长时间使其输出大于1C的电流。例如：设备的功率是10瓦时，它工作时需要的电流=10瓦/3.7V=2700mA，为这台设备选择锂电池时必须选择大于3000mAH甚至是大于6000mAH的锂电池才能不损坏电池，若为了设备有更长的待机时长，则必须选择更大容量的锂电池。
从这个角度出发来分析，若有一台使用普通锂电池供电的设备，待机时长不足1小时的话，那这台设备的电池一定有问题，要么电池选型不合理，要么电池已经严重受损，要么设备功率异常增大了。

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只要从实际出发去想问题，电池就那么点内容，道理很简单。

电池质量好坏、新电池还是旧电池、电池容量是否正确、设备的理论待机时长、如何显示“剩余电量”、剩余电量显示不正确时是怎么回事以及应该如何处理……，所有的“问题”，都十分浅显易懂。

其实任何事都很简单，就看是不是懂得其中的道理，明白到底要干什么自然会明白应该怎么干。
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通过了解锂电池特性，我们就很容易知道：
（1）如何检测电池容量是否虚标？如何检测电池是新还是翻新？
（2）如何确定剩余电量0%时对应的电池电压？如何为某台设备选择合适容量的锂电池？
（3）如何有效果保护锂电池，如何延长锂电池使用寿命？
（4）如何科学、正确的计算“剩余电量”？