干电池放电曲线分析

干电池放电曲线分析

干电池放电曲线分析

因为最近的项目涉及到电池电量的检测，所以在网上查找了资料，补了一些关于干电池的知识，现在总结整理一下，以备以后使用。

阅读前需要了解的概念：mWh（毫瓦时）是电池实际消耗的电能单位。

焦耳（能量单位）

电池分类是按型号来分的，目前市面上销售的5号电池有四种：普通酸性锌锰电池（简称“普通电池”）碱性锌锰电池（简称“碱性电池”）镍镉充电电池镍氢充电电池按充电类型和是否可以充电来分，分为可充电电池和非充电电池，普通电池和碱性电池都是不可充电电池。

镍镉电池和镍氢电池都是可充电电池。

关于碱性电池

由于碱性电池在市场上最容易买到，因此我们主要讨论碱性电池。

放电曲线

电池的放电曲线是在一定的负载（恒定电流）下，电池电压随时间变化的曲线。

电池容量

干电池的容量与一般锂电池不同，并不是一个固定的数值，没有哪个厂商会在干电池的外包装上标明电池容量（mAh），干电池在不同的负载下，表现出的容量也不同，具体看下面的分析。

不同品牌的碱性电池放电曲线差别很大，而不可充电电池在不同放电条件下放电曲线不同，电量也不同。例如碱性电池在高负荷（大电流）下电量会很快耗尽，而在低负荷下放电，电量会增加。形象地说，大电流会很快使电池变弱（电压降低），而小电流会一点一点地耗尽电池内部剩余的电量。

在不同的负载下，同一块电池表现出不同的电量，如下表所示。

4节AA碱性电池在不同负载下的电量统计

（表格来自网络）

干电池不同负载下放电曲线的差异

在大负荷下，电池的放电曲线并不平滑（很“抖”），具体请看下面三张图，分别记录了三种不同类型的碱性电池的放电曲线。

南孚电池500mA放电曲线

（图片来自网络）

长虹碱性电池200mA放电曲线

（图片来自网络）

金霸王碱性电池200mA放电曲线

（图片来自网络）

从上图可以看出，品质好的碱性电池即使在高负载下，放电曲线的线性度也相对较好，而品质差的部分电池则表现不尽如人意。因为我们的手柄使用的电流较小（50mA以下），所以我们手柄使用的电池在低负载下也会工作，放电曲线不会很陡峭。

干电池低负载放电曲线

以两种不同型号的南孚电池为例，下图为两种不同型号的南孚电池的放电曲线，负载均为70mA。

南孚5号-2b电池70mA放电曲线

（图片来自网络）

南孚5-1号电池70mA放电曲线

（图片来自网络）

从上图可以看出，在1V以下，电池曲线下降非常快。在1V以上，线性度很好。如果项目需要的电压在1V以上，可以采用线性转换的方法，直接将ADC采样的电压值转换成电量。如果工作电压比较宽，可以在1V以下，使用查表法计算电池电量。电池满电量设计为1.6V，1.6V及以上记为满电量，低于或等于最低工作电压的电量记为零电量。