文章目录
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- 前言
- 锂亚电池组参数介绍
- 测试环境介绍
- 测试数据
- 总结
前言
锂亚硫酰氯电池简称锂亚电池，工作温度范围宽，自放电率低，能量密度高，安全性高IOT广泛应用于该领域。但简单的锂亚电池连续放电和脉冲放电电流不大，一般不超过150mA，在一些蜂窝物联网些蜂窝物联网的应用领域，因此电池制造商将多个锂亚电池并联（增加电池容量），然后与超级电容器并联，以满足此类应用场景。在实际使用中，锂亚电池将继续为超级电容器蓄电，后端负载将从超级电容器中取电，超级电容器瞬态通常可以释放几个A大电流。基于锂亚电池和超级电容器的组合，我们不禁要问，如果连续放电对电池电压有什么影响？让我们测试一下观察不同负载的电压变化。
因为以下是基于的来讨论，为方便统一表达简称为。
本次测试选用的锂亚电池包由武汉富安特生产，如下图所示ER14505H和超级电容SPC1550组合而成。
图1 富安特锂亚电池组
ER14505H和SPC1550关键参数列如下。
表1：ER14505H关键参
表2：SPC1550关键参数
从表1了解到锂亚电池ER14505H开路电压在3.6V最大连续放电电流约为50mA，理论上三节是150mA，同样，最大脉冲放电电流是450mA。此外，放电截止电压为2V，超过2V它属于强制放电，在实际应用中是不允许的。
我们从表2了解到，超级电容SPC1550充电电压能ER14505H同时，其对大电流的放电能力正好与锂亚电池相得益彰。
试验环境如下图所示，A富安特锂亚电池组；B更换不同的电阻以获得不同的放电电流；C为Egteks的mPower1203功耗分析仪设备可串入电池组和放电电阻作为电流表，可准确检测放电电流的大小。当然，该设备也可用作直流电源，负载供电；D为mPower1203上位机工具Esight显示放电电流的界面。同时，为了监测电池组的电压，我们将示波器连接到正负极。
图2 测试环境
取三个全新的孚安特锂亚电池包，分别用2Ω，25Ω和100KΩ观察放电曲线和电池组电压的变化。
2Ω电阻持续放电:如图3所示，当大电流放电时，电池组的压力下降会更大，从3开始.4V(对应最大电流1.7A）开始慢慢下跌，但在9点.5min之后出现了快速降压，持续约7min，电压掉至2V同时结合图4可以看到2V这个电压平台压平台A电流连续放电达到近46min。
图3 放电曲线-2Ω
图4 放电曲线-2Ω
备注：由于mPower1203设备上位机工具Esight波形记录长度与计算机配置有关，长波形记录不能显示在界面上，因此图4是图3放电电流波形的延续，图4X对应时间值减去图3X2对应的时间值，即得到2V电压平台的放电时间。
25Ω连续放电：由于三个纯锂亚电池的总连续放电电流为150mA理论上，电池组的放电电流小于150mA锂亚电池对超级电容的电源应达到平衡，输出电压不会迅速下降。下图为电池组外接25Ω负载下测试的放电电流波形最大值不超过150mA，可见电流呈线性下降，对应电压也是如此。通过Y1和Y2对应的电流值分别转换为电压值3.55和3.49V，也就是说，在25欧姆持续放电的情况下，电池组电压为41min内从3.55V掉到了3.49V。
图5 放电曲线-25Ω
100KΩ连续放电:如下图所示，电池组为100K负载小电放电下，放电电流平稳，约36uA，示波器监测到的电压也是3.6V左右，能够匹配上。
图6 放电曲线-100KΩ
通过上述测试，我们得知锂亚电池包不适合大电流持续放电，会在短时间内将电压拉到2V左右，但对于不频繁的脉冲式放电，锂亚电池包是可以应用的，当然最终还是要根据实际的产品配合各种应用工况做深入测试才能确定。