理士蓄電池容量測試

　　相同類型的電池，由于內(nèi)部化學(xué)特性的不一致，內(nèi)阻也不一樣。理士電池的內(nèi)阻很小，我們一般用毫歐的單位來定義它。內(nèi)阻是衡量電池性能的一個重要技術(shù)指標(biāo)。正常情況下，內(nèi)阻小的理士電池的大電流放電能力強(qiáng)，內(nèi)阻大的電池放電能力弱。

　　在放電電路的原理圖上來說，我們可以把理士蓄電池和內(nèi)阻拆開考慮，分為一個完全沒有內(nèi)阻的電源串接上一個阻值很小的電阻。此時如果外接的負(fù)載輕，那么分配在這個小電阻上的電壓就小，反之如果外接很重的負(fù)載，那么分配在這個小電阻上的電壓就比較大，就會有一部分功率被消耗在這個內(nèi)阻上(可能轉(zhuǎn)化為發(fā)熱，或者是一些復(fù)雜的逆向電化學(xué)反應(yīng))。一個可充電電池出廠時的內(nèi)阻是比較小的，但經(jīng)過長期使用后，由于電池內(nèi)部電解液的枯竭，以及電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性的降低，這個內(nèi)阻會逐漸增加，直到內(nèi)阻大到電池內(nèi)部的電量無法正常釋放出來，此時電池也就“壽終正寢”了。絕大部分老化的理士電池都是因為內(nèi)阻過大的原因而造成無使用價值，只好報廢。因此我們更應(yīng)該注重的是電池放出的容量而不是充入的容量。

　　一、內(nèi)阻不是一個固定的數(shù)值

　　麻煩的一點是，理士電池處于不同的電量狀態(tài)時，它的內(nèi)阻值不一樣;理士電池處于不同的使用壽命狀態(tài)下，它的內(nèi)阻值也不同。從技術(shù)的角度出發(fā)，我們一般把理士電池的電阻分為兩種狀態(tài)考慮：充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻。

　　1.充電態(tài)內(nèi)阻指理士電池完全充滿電時的所測量到的電池內(nèi)阻。

　　2.放電態(tài)內(nèi)阻指電池充分放電后(放電到標(biāo)準(zhǔn)的截止電壓時)所測量到的電池內(nèi)阻。

　　一般情況下放電態(tài)的內(nèi)阻是不穩(wěn)定的，測量的結(jié)果也比正常值高出許多，而充電態(tài)內(nèi)阻相對比較穩(wěn)定，測量這個數(shù)值具有實際的比較意義。因此在理士電池的測量過程中，我們都以充電態(tài)內(nèi)阻做為測量的標(biāo)準(zhǔn)。

　　二、內(nèi)阻無法用一般的方法進(jìn)行精確測量

　　或許大家會說，高中物理課上有教用簡單公式+電阻箱計算電池內(nèi)阻的方法……但物理課本上教的用電阻箱推算的算法精度太低，只能用于理論的教學(xué)，在實際應(yīng)用上根本無法采用。電池的內(nèi)阻很小，我們一般用微歐或者毫歐的單位來定義它。在一般的測量場合，我們要求電池的內(nèi)阻測量精度誤差必須控制在正負(fù)5%以內(nèi)。這么小的阻值和這么精確的要求必須用專用儀器來進(jìn)行測量。

　　三、目前行業(yè)中應(yīng)用的電池內(nèi)阻測量方法

　　行業(yè)應(yīng)用中，理士蓄電池內(nèi)阻的精確測量是通過專用設(shè)備來進(jìn)行的。下面我來說說行業(yè)中應(yīng)用的理士電池內(nèi)阻測量方法。目前行業(yè)中應(yīng)用的理士電池內(nèi)阻測量方法主要有以下兩種：

　　1.直流放電內(nèi)阻測量法

　　根據(jù)物理公式R=U/I，測試設(shè)備讓電池在短時間內(nèi)(一般為2～3秒)強(qiáng)制通過一個很大的恒定直流電流(目前一般使用40A～80A的大電流)，測量此時電池兩端的電壓，并按公式計算出當(dāng)前的電池內(nèi)阻。

　　這種測量方法的精確度較高，控制得當(dāng)?shù)脑?，測量精度誤差可以控制在0.1%以內(nèi)。

　　但此法有明顯的不足之處：

　　(1)只能測量大容量電池或者蓄電池，小容量理士電池?zé)o法在2～3秒鐘內(nèi)負(fù)荷40A～80A的大電流;

　　(2)當(dāng)理士電池通過大電流時，理士電池內(nèi)部的電極會發(fā)生極化現(xiàn)象，產(chǎn)生極化內(nèi)阻。故測量時間必須很短，否則測出的內(nèi)阻值誤差很大;

　　(3)大電流通過電池對電池內(nèi)部的電極有一定損傷。

　　理士

　　2.交流壓降內(nèi)阻測量法

　　因為電池實際上等效于一個有源電阻，因此我們給電池施加一個固定頻率和固定電流(目前一般使用1kHz頻率、50mA小電流)，然后對其電壓進(jìn)行采樣，經(jīng)過整流、濾波等一系列處理后通過運放電路計算出該電池的內(nèi)阻值。交流壓降內(nèi)阻測量法的電池測量時間極短，一般在100毫秒左右。

　　這種測量方法的精確度也不錯，測量精度誤差一般在1%～2%之間。

　　此法的優(yōu)缺點：

　　(1)使用交流壓降內(nèi)阻測量法可以測量幾乎所有的電池，包括小容量電池。筆記本電池電芯的內(nèi)阻測量一般都用這種辦法。

　　(2)交流壓降測量法的測量精度很可能會受到紋波電流的影響，同時還有諧波電流*的可能。這對測量儀器電路中的抗*能力是一個考驗。

　　(3)用此法測量，對電池本身不會有太大的損害。

　　(4)交流壓降測量法的測量精度不如直流放電內(nèi)阻測量法。

　　3.測試儀器的元件誤差及測試用的電池連接線問題

　　無論是上述哪一種方法，都存在一些很容易被我們忽視的問題，那就是測試儀器本身的元件誤差和用于連接電池的測試線纜問題。因為要測量的電池的內(nèi)阻很小，線路的電阻就要考慮進(jìn)去了。一條短短的從儀器到電池的連接線本身也存在電阻(大約也是微歐級)，還有電池與連接線的接觸面也存在接觸電阻，這些因素必須都在儀器的內(nèi)部事先做好誤差調(diào)節(jié)。

　　所以，正規(guī)的電池內(nèi)阻測試儀一般都配有專用的連接線和電池固定架子。