如何测试电池

自己进行电池测试的两个最重要的原因是:

• 验证来自制造商的电池的特性符合制造商的规格。
• 确保电池性能满足您的应用需求。

虽然电池的化学特性具有基本特性，如耐温度变化或低内阻，但电池的化学规格可能存在差异。有时这些在制造商的数据表中有明确说明，其他时候你必须测试电池。充分调查电池是否适合您的特定应用是很重要的。例如，电池的容量可能是足够的，并且在设计范围内的耐温性很好，但瞬态电流尖峰可能导致容量下降。

在下面的图表中，有两个不同的设备运行相同的固件。这两种设备中的第二种使用了超级电容，大大降低了峰值电流。大多数锂离子和锂聚合物电池可以处理更高的峰值电流(135mA);但由于它们的化学性质，其他大多数电池都不能。在下面的例子中，较低的峰值电流允许您从更多的电池中进行选择。

图4:相同应用的两个不同电路的峰值电流差异

为了验证电池的性能，确定置于电池上的操作负载的特性。确定平均，峰值和脉冲电流水平。此外，还要确定过度压力的电池需要多长时间才能恢复到正常水平。了解它们在环境条件下的这些特征也很重要。如果电池在室温下可以承受一定的循环应力，但在极端温度(高或低)下加速降解，则必须将环境条件考虑到测试和验证中。您可以使用几种不同的设备来确定设备配置文件，包括:

• 数字多用表(DMM)
• 带有电流探头的示波器
• 直流电源分析仪
• 精密源/测量单元(SMU)
• 器件电流波形分析仪

要评估目标电子设备的功率配置，可以单独使用这些设备，也可以一起使用。

数字万用表和示波器设备相对便宜和常见。然而，它们通常提供快速的答案，而不是详细的信息。这些设备在评估睡眠电流方面特别差，睡眠电流可能在纳米安培。不准确的睡眠测量会对估计电池的总体寿命产生重大影响。您可以将这些设备与其他设备相结合，如直流功率分析仪、精密源/测量单元(SMU)或设备电流波形分析仪，以进行更精确的评估。

在理解特定应用程序的配置文件之后，您可以使用该配置文件信息来测试电池。你可以用几种方法测试电池，并使用不同的设备来帮助你进行评估。使用的最典型的设备之一是电子负载测试仪。负载测试仪可以模拟目标电路的绘图，也可以进行加速测试。根据测试人员的能力，这可以在静态(恒定拉伸)或动态条件下完成。使用电子负载测试仪代替实际电路提供了以下优点:

• 更多的控制设置和测量
• 能够运行自动测试并在较长时间内收集数据
• 由于动态加载速率的提高，在仅仅几天的测试中就可以执行相当于几天或几周的加载

你需要平衡加速测试与被测电池的整体能力。在加速测试期间电池过载并不能显示设备在运行中的表现。因此，要确保在加速测试中发现的任何缺陷都是由于与应用程序相关的电池限制，而不是与加速本身有关。

电池脉冲测试示例

该示例使用电子负载测试仪，其中标称拉伸测试(静态)已扩展为包含峰值测试。20mA的拉伸测试是很好的等效电池寿命。我们在固定的最大电流为20mA的情况下进行这些测试;10ma每电池为双电池配置。我们把它运行到2.5V或0.1V。0.1V的充电速率似乎略高(尽管这可能是由于电池在测试设备中停留的时间较长)。对于脉冲测试，在特定的时间内将电流设置为两个不同的电平。

在连续暂态运行中，负载在两个负载值之间连续切换。下面是一个例子:

连续固定拉伸= 20 mAsec/sec

• 瞬态画:
• 峰值限制:150 ma
• 下限0.1马
• 峰值时间(20字节，DR1): 350毫秒
• 低时间= T
• 150mA*Tp + 0.1mA*Tl = 20 mAsec/sec
• Tp = 0.35 / Tt
• Tl = X / Tt
• 150*0.35+ 0.1*X = 20*Tt
• Tt = 0.35 + X
• Tt - 0.035 = 52.5 + 0.1 * 20 * Tt
• 52.465 = 19.9 * Tt
• Tt = 2.6364
• X = 2.286秒

电子负载测试仪设置:

要激活这个连续的暂态条件，请按= Tran转变,然后按开/关．负载将开始在两者之间切换Tran值与您输入的时间一致。

• 层次一:.15A
• 宽度:350 ms
• B: 0.0001
• 宽度B: 2286 ms
• 总周期= 2.6364秒