Comment mesurer la capacité d'une batterie lithium-ion

J'ai acheté une batterie au lithium-ion pour un appareil photo (beaucoup moins cher que le remplacement de la marque mais pas déraisonnablement bon marché par rapport aux batteries AAA Li-Ion avec une charge similaire). J'ai cependant des doutes quant à la capacité qu'il réclame sur l'emballage (en mAH). Existe-t-il un moyen simple pour moi de vérifier grossièrement la réclamation sur l'emballage qui est plus précis et prend moins de temps que d'exécuter des tests avec l'appareil photo et une batterie de comparaison? C'est-à-dire qu'il existe un appareil / une méthode qui, compte tenu d'une batterie au lithium-ion qui est censée être complètement chargée, détermine:

• Est-il réellement complètement chargé
• Quelle est sa charge actuelle en mAH

L'évaluation de la charge complète est la partie facile.

• Méthode (a) Une batterie monocellulaire au lithium-ion entièrement chargée aura une tension en circuit ouvert d'environ 4,2 volts *. (4.1 à 4.2 OK. 4.0 pas tout à fait là. 4.3 - un peu élevé.) Certaines caméras utilisent deux cellules - le double des tensions attendues. Les ordinateurs portables et autres appareils plus gros utilisent 3 cellules ou plus. La tension doit être un multiple de la tension ci-dessus. [* Il existe des variantes qui permettent des tensions plus élevées. Sauf si vous êtes CERTAIN que cela inclut le vôtre, supposez que ce n'est pas le cas. Se tromper peut être bouleversant.
  (c'est-à-dire N x (4,1 à 4,2 V))

• Méthode (b) Utilisez un chargeur de bonne qualité (par exemple un chargeur fourni par le fabricant de l'appareil photo ou un chargeur de qualité connue) doté d'un "voyant de charge".

  Placez "batterie chargée sur le chargeur". Selon le temps écoulé depuis la dernière charge, le voyant de charge doit clignoter ou peut-être rester allumé pendant une minute ou deux, puis s'éteindre.

  Retirez la batterie du chargeur. Attendez 10 secondes. Remettez la batterie sur le chargeur. Le voyant de charge doit clignoter très brièvement et s'éteindre.

L'évaluation de la capacité est plus difficile, mais pas difficile.

(a) vous pouvez obtenir une indication, pour des batteries nominalement égales, du poids. Une partie importante du poids d'une batterie LiIon est activement impliquée dans les composants, qu'ils soient électriques ou mécaniques (séparateurs, conducteurs, électrolyte et (bien sûr) Lithium métal. Deux batteries de même capacité nominale devraient avoir des poids similaires. Une différence de 10% peut être due au hasard et à la construction, mais au-delà, je me méfierais des batteries plus grandes et plus lourdes, ce test fonctionnera mieux que pour les très petites batteries.

Pour l'intérêt, pour les cellules AA NimH, c'est un excellent indicateur. Les AA modernes à haute capacité qui revendiquent une capacité de 2500 mAh + devraient se situer dans la gamme des vingt grammes élevés - disons 26 grammes et plus avec un peu plus de 30 grammes. Tout ce qui est inférieur à 20 grammes est un raté et tout ce qui est inférieur ou égal à 25 grammes est suspect.

(b) Pour tout type de précision, vous devez décharger la batterie à un «point final» et mesurer la capacité. Aucune autre méthode raisonnablement à votre disposition n'est disponible. Il existe d'autres méthodes telles que la mesure de la variation de tension sur un temps donné sous une charge donnée et la tentative d'évaluer où vous en êtes sur la courbe de décharge. C'est difficile à faire et nécessite de l'expérience et un peu de chance. La mesure du temps de décharge est "plus facile".

Le mieux est une charge à courant constant, qui peut être faite très facilement avec par exemple un LM317 et une résistance, mais je suppose pour l'instant que vous ne voulez pas faire ça. Demandez si vous êtes intéressé.

Une résistance de décharge qui prend au moins une heure pour se décharger doit être utilisée. Vous pourriez utiliser un moteur ou une lampe ou un appareil photo ou ... mais une résistance présente certains avantages.

R minimum ~ = (Cells_in_battery x 4000) / mAh

Par exemple, si vous avez une batterie 1 cellule (Voc = ~ 4,2 V) d'une capacité de 1500 mAh,

• R = cellules x 4000 / mAh = 1 x 4000/1500 = 2,666 ohm ~ = 3 ohm ou 3,3 ohm (valeur standard)

Utilisez la prochaine plus grande résistance que la valeur calculée.
Jusqu'à plusieurs fois plus grand, c'est OK MAIS cela prendra proportionnellement plus de temps.

Puissance nominale de la résistance: Puissance de la résistance = V ^ 2 / R = (4 x nombre de cellules) / R

Par exemple, pour la cellule unique ci-dessus et la résistance de 3 ohms, la puissance nominale minimale est

• 4 x 1/3 = 1,333 Watt.

Utilisez une résistance de 2 watts ou plus.

Méthode:

Je vais décrire cela brièvement car je ne connais pas votre niveau d'expérience. Cela peut être facile à suivre ou difficile. Si c'est difficile, posez plus de questions.

• Attachez les fils temporaires aux bornes de la batterie. Deux trombones pliés à l'extrémité reposant sur le terminal sont plats et accessibles et maintenus avec un poids ou du ruban adhésif. Les fils insérés dans l'ID du connecteur ne sont pas ouvertement accessibles. Certaines batteries ne fourniront pas d'alimentation tant que vous ne leur aurez pas donné de poignées de main secrètes. mais la plupart le feront.

Batterie avec bornes accessibles.

Ci-dessous: Accès aux terminaux plus difficile. Deux épingles ou deux fils pour la confection de robes peuvent fonctionner ici MAIS NE COURTEZ PAS ENSEMBLE !!! SI VOUS N'ÊTES PAS CONFORTABLE DE FAIRE CECI, NE LE FAITES PAS.

• Surveillez la tension de la batterie tout au long. Multimètre connecté aux fils de la batterie et réglé sur la plage appropriée.

http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR4lcHSRViGF_kk58tbzmBWf9G11VxLY3J45qj0lW-_spRMZIiDNg

• Connectez la résistance aux fils de la batterie. Démarrez une minuterie. Surveiller la tension. Arrêtez-vous à 3,2 V par cellule. NE PAS DÉCHARGER SOUS 3 VOLTS PAR CELLULE. ARRÊTER À 3.2V EST UNE "BONNE IDÉE". Une batterie LiIon peut être gravement endommagée par une décharge très profonde. Réglez une minuterie. NE LAISSEZ PAS cela en marche et partez.

Ci-dessous: Courbe de décharge typique de la batterie au lithium-ion à 1 cellule.

La meilleure méthode consiste à le faire avec des batteries authentiques et clones et à comparer les temps.

• Méthode (c) La plus simple :-).

Utilisez un appareil photo. Réglez sur vidéo ou photos chronométrées. Notez les heures de début et de fin. Comparer.

Les principaux avantages sont

• "mettre et oublier

• pas de jeu avec les connexions de la batterie

• auto-synchronisation.

MISE À JOUR - 1er janvier 2013 - Bonne année.

Quelqu'un vient de m'interroger sur le circuit LM317 que j'ai mentionné pour une décharge à courant constant. Voici un exemple. J'ai copié cela à partir de la page Web très utile et pertinente sur la conduite LED - ici et ils l'ont à leur tour copié à partir d'une fiche technique LM317.

La requête hors liste a dit

• Vous avez mentionné un moyen en utilisant LM317 pour déterminer la capacité de la batterie. Je dois vérifier une batterie au lithium-ion d'une capacité d'environ 1700 mAh.
  Que me recommandez-vous pour mesurer ce type de capacité de batterie dans un délai raisonnable comme 3-4 heures.

Une batterie de 1700 mAh serait déchargée en 3 heures par 1700/3 = ~ 570 mA et en 4 heures par 1700/4 ~ = 425 mA. Donc, utiliser environ 500 mA et voir combien de temps cela donnera une mesure de la capacité de la batterie.
Le courant de la charge3 dans le circuit ci-dessus est
Iout = Vref / R1 donc

R1 = Vref / Iout
Pour un LM317 Vref = 1,25V donc pour 500 mA
R1 = V / I = 1,25V / 0,5A = 2,5 Ohm.
Puissance en R1 = I ^ 2 R = 0,5 ^ 2 x 2,5 ou environ 0,7 Watt.
Une résistance de 1 Watt survivrait probablement à cela - un 2 Watt ou 5 Watt serait mieux.
Le LM317 dissipera V_LM317 x I = (Vbattery - Vref) x I = (4.2-1.25) x 0.5 = ~ 1.5 Watt. Ainsi, un dissipateur thermique ou un morceau d'aluminium ou d'un autre matériau thermoconducteur sur le LM317 sera "une bonne idée". J'utilise 4,2 V pour la tension de la batterie. Il tombera à mesure que la batterie se décharge.

Notez que dans de nombreux cas, une batterie LiIon de 1700 mAh peut être déchargée en toute sécurité jusqu'à un taux de 1C - = 1700 mA dans ce cas. Plus sûr est C / 2 = 850 mA. Le taux maximum autorisé réel doit être fixé par le fabricant. Utilisez Imax = C / 2 si aucune donnée n'est disponible. Ce sera généralement sûr mais "caveat emptor" / "YMMV" .... Si vous utilisez un taux plus élevé, la dissipation de puissance dans la résistance et le LM317 sera plus élevée et des changements seront nécessaires. Certains LM317 géreront 1A max. Certains géreront 1,5A. (Quelques petits paquets <1A). Voir fiche technique. Le LM350 est une version grand frère du LM317 qui fonctionne sur plusieurs amplis.

La tension de point de terminaison de la batterie doit être la tension de point de terminaison que vous utiliserez dans votre système. Selon mes commentaires ci-dessus, cela NE DOIT PAS ÊTRE inférieur à 3,0 V pour éviter d'endommager la batterie, et plus est plus sûr. Vous devez soit garder un œil attentif sur cela si vous arrêtez la décharge manuellement OU mettre en place un système de coupure automatique. Vous décidez de la façon dont vous procédez et de la durée de la période de congé.

Oui, vous avez besoin d'une charge fictive et d'un moyen de mesurer la tension (c.-à-d. Multimètre)

Cela peut être aussi simple qu'une résistance, mais le courant chutera à côté de la tension, donc mAh est un peu "plus difficile" à calculer. Une charge factice à courant constant est probablement préférable. Cela peut être acheté sous forme de circuit intégré, ou facilement fabriqué avec un ampli-op ou deux transistors (vous pouvez en utiliser un mais pas aussi précis, une chose appelée cascode est meilleure)

Quoi qu'il en soit, disons que votre batterie démarre à 4 V complètement chargée (généralement entre 4,1 et 4,2 V) et que vous placez une résistance de 40 ohms en travers. Cela entraînera un courant de 100 mA. Si vous mesurez la tension régulièrement, vous pouvez calculer le courant circulant. Lorsque la batterie est déchargée, vous pouvez intégrer les lectures recueillies pour vous donner la capacité de la batterie en mAh. Donc, si vous deviez lire toutes les heures et que vous obtenez 10 lectures de 100mA avant que la batterie ne soit considérée comme plate (environ 3V généralement, il est bon de faire ce que le fabricant teste, mais la tension chutera assez fortement à la fin de la capacité), vous avez un 1000mAh batterie (en réalité, le courant chutera à moins que vous n'utilisiez une charge de courant constante)

Notez que les batteries auront généralement moins de capacité à des courants plus élevés, donc si vous tirez 1A, le mAh global sera plus faible. Je choisirais une valeur suffisamment faible pour que la batterie fonctionne raisonnablement (quels que soient les fabricants testés, si une fiche technique est disponible - probablement assez faible)

Vous devriez vous retrouver avec quelque chose comme ça lorsque vous tracez vos résultats (notez que l'axe x est en Ampères heures:

C est le taux de décharge nécessaire pour décharger en 1 heure, donc pour une batterie de 1000mAh, 0,1C est 100mA, 1C est 1A, 18 C est 18A. Vous pouvez voir comment la capacité chute à des taux de décharge plus élevés. REMARQUE - (comme Russell l'a mentionné) n'essayez pas de décharger à des courants importants (par exemple bien au-dessus de> 1C) à moins que vous ne soyez absolument sûr que la batterie peut gérer cela (par exemple, certaines batteries d'appareil photo et les batteries RC peuvent se décharger à des taux énormes). L'image ci-dessus est ne devait être qu'un exemple de courbes de décharge.

Assurez-vous également que la résistance (si vous en utilisez une) est précise (1% ou moins si vous le pouvez) et évaluée pour la puissance dont vous avez besoin pour gérer. Pour l'exemple ci-dessus à 0,1 A et 4 V, vous avez 0,4 W, vous avez donc besoin d'au moins une résistance de 0,5 W de 40 ohms.

Pour info: j'ai mesuré des cellules lithium-ion avec un courant constant de 100mA et une tension de coupure minimale de 3,5. On a trouvé que les 14 500 cellules générales et peu coûteuses marquées avec 4000 mAhr montrent une capacité d'environ 150 à 325 MaH. Le plus grand 16850 également estampillé 4000 mAh affiche une capacité d'environ 1000 à 1600 mAh. J'ai récemment démonté de vieilles batteries d'ordinateurs portables et j'ai constaté qu'elles n'étaient pas marquées de type 16850 mais avaient toutes des capacités de 1760 mAh. L'exécution de taux de décharge plus élevés réduit considérablement la capacité, comme mentionné dans cet article. Il est préférable de quantifier les exigences de capacité de la batterie en fonction de la conception de votre circuit pour déterminer la durée réelle d'utilisation. La difficulté est de trouver des batteries pour acheter cet état "honnête".

Je ne sais pas si quelqu'un va jamais lire cette réponse, car cela fait des années depuis la dernière, mais voici mon approche, havind avait la même question: quelle est la capacité de ma batterie LiIon.

Je pensais que ce qui m'intéressait vraiment était la quantité de charge délivrée entre un état de charge complète et l'arrêt de la batterie. L'arrêt, dans mon cas, a signifié que l'équipement a commencé à émettre un bip, ce qui signifie qu'il voulait être rechargé.

Pour charger la batterie, j'utilise un simple câble USB, mais avec un appareil qui mesure la tension, le courant, le temps et le milliAmp-heures total. Ces gadgets sont disponibles sur Internet et sont bon marché.

Donc, pour déterminer la capacité de la batterie Li-Ion à portée de main, laissez-la simplement s'éteindre et rechargez-la. La quantité de mAh indiquée dans le dongle de recharge est la capacité effective.

Je comprends que les batteries Li-Ion ne chauffent pas ou quoi que ce soit, et que tout mAh entrant pendant la charge est également disponible pour une décharge en fonctionnement. Ainsi, le nombre que vous trouvez complètement chargé devrait vous donner la réponse.