锂离子电池理论比容量计算方法

锂电池分为金属锂电池（一次性锂电池）和锂离子电池（可充放电电池）。

锂离子电池是目前最常见的二次锂电池，拥有高能量密度，与高容量镍镉/镍氢电池相比，其能量密度为后者的1.5～2倍。其平均使用电压为3.6~4.2VV，是镍镉电池、镍氢电池的3倍。它的内阻较大，不能进行大电流充放电，并且需要精确的充放电控制，以防止电池损坏并达到最佳使用性能。锂离子电池广泛使用在各种便携电子产品中，包括手机、笔记本电脑、mp3等。

聚合物锂离子电池是一种新型的二次锂电池，具有更大的容量；内阻较低，允许10C充放电电流。它和锂离子电池一样需要精确的充放电控制。目前，锂聚合物电池主要用于一些需要大电流充放电的应用中，如动力/模型汽车等。

充电电池容量估算方法

锂离子电池容量，是锂离子应用中非常关键的指标，目前常用的电池容量计算评估方法有化学法、电压法、电流积分法等。

化学法：通过测试电解液的比重和PH值指示电池的容量。

电压法：建立电池充放电过程中电压和容量的关系，通过读取电压值反映电池容量。

电流积分法：电池充放电电流与时间的积分计算电池容量。

本文重点就电压法和电流积分法展开阐述。

图1 简化的电池电量计框图

电压法是最早检测电池容量的方法，通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。

电流积分是一种大量应用的方法，通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。

电池电量计工作原理