表征锂离子电池以与基于开路电压的电量计一起使用

DS2786是基于开路电压（OCV）的电量计，用于报告锂离子（Li+）电池中存储的总能量。该器件出厂时具有最合适的OCV曲线，可用于准确预测Li+电池的剩余容量。DS2786 OCV电量计的精度可以通过在Li+电池的使用条件下表征来提高。

介绍

DS2786独立式开路电压（OCV）电量计根据弛豫期后开路状态下的电池电压估算可充电锂离子（Li+）电池的可用容量。开路电压用于根据存储在IC中的查找表确定相对电池容量。DS2786出厂时，将最合适的OCV配置文件加载到器件的EEPROM中。DS2786的精度可以通过使用应用中的充电和放电参数定制Li+电池的OCV曲线来提高。

本应用笔记概述了一种表征Li+电池的方法，该方法与基于OCV的电量计配合使用，收集和解释数据，然后将数据加载到DS2786K评估软件中。

表征Li+电池的程序

确定满点和空点
 

表征Li+电池的最佳方法是创建一个尽可能接近实际应用的环境。这包括保护电路、由应用的典型有功和待电流组成的放电曲线以及充电曲线。这需要一种模拟电池充电和放电的方法以及一种监测和记录电流和电压的方法。

满点（100%容量）定义为充电电路认为Li+电池充满电的容量。空点（0%容量）可以定义为活动空点、待机空点或电池中剩余的绝对能量。

表征细胞
 

表征Li+电池以与基于OCV的电量计一起使用的程序可以在室温下进行。最好在至少三个单元上执行以下步骤，以获得平均 OCV 配置文件。

将电池充电至满点。

将电池放电至0%点以了解电池的容量，应以mAh为单位记录。

将电池充电至满点。

让细胞放松60分钟。

记录100%点的开路电压。

以大约0.2C的速率将电池放电5%（基于步骤2中的电池容量）。

让细胞放松60分钟。

记录95%点的开路电压。

重复步骤 6–8 19 次，直到容量达到 0%。

分析数据
 

表1为Maxim集成典型电池的样本数据。20个容量/OCV对必须汇总为9对，存储在DS2786的EEPROM中。100% 和 0% 对必须存储在设备中。应选择其他七个点来近似完整数据集。表 2 显示了选择用于近似表 1 中的数据的九个数据对。图 1 比较了表 1 和表 2 中的数据。

 

容量（%）	OCV （V）
100	4.177454
95	4.129486
90	4.085934
85	4.045427
80	4.008118
75	3.974769
70	3.945074
65	3.917968
60	3.884009
55	3.841219
50	3.820965
45	3.805737
40	3.79325
35	3.783504
30	3.775129
25	3.762185
20	3.741018
15	3.7098
10	3.686654
5	3.674776
0	3.305545

断点	容量（%）	OCV （V）
8	100.0	4.177454
7	82.5	4.026773
6	60.0	3.884009
5	55.0	3.841219
4	40.0	3.79325
3	25.0	3.762185
2	10.0	3.686654
1	5.0	3.674776
0	0.0	3.305545

 

图1.OCV 表征数据和九个近似断点。

存储数据
 

最后一步是将数据编程到DS2786的EEPROM中。DS2786K评估软件可用于将数据轻松转换为存储在EEPROM中的适当格式。只需将表2中的值加载到DS2786K的“参数”选项卡中，如图2所示。此外，应在初始单元格容量文本框中输入单元格的容量（在步骤 2 中学习）。然后单击“写入和复制”按钮。确保对 V 施加编程电压进度DS2786的引脚，以便正确编程EEPROM。

图2.DS2786K评估软件的参数标签

结论

Maxim基于OCV的电量计算法提供了一种精确的方法来跟踪Li+电池在电池充电和放电时的容量。使用Maxim提供的评估软件采集并存储特性数据后，电量计将准确估算电池的剩余容量。

审核编辑：郭婷