电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

2021-04-30 15:18:08 13点赞 24收藏 14评论

创作立场声明:被测试商品为自购自用,与商家/厂家没有任何关系。

虽然自认为是电池控,但我实际对电池的原理理解的并不够,大部分电池理论都来自于网络。为了对得起自认为的电池控的称号,我非常喜欢看电池测试报告,我自己也会在私底下测试自己手中的电池。

我们作为普通的电池用户,东西好用才是我们需要的,如果性价比高那就更好了。我逛张大妈也就是希望能够找到东西好用性价比又高的东西。我们不想买东西之前要研究一堆理论知识,分辨各篇文章的真实性。但现实很骨感,我们经常被各类广告和软文误导。

像可充电电池这种廉价的商品,我更希望能够闭着眼睛随便买。实际情况却是一不小心就会中招,因为虚假宣传太普遍。

不可充电的碱性电池和碳电池竞争非常激烈,且加工工艺非常成熟,价格又便宜。我们个人看准最大的几个牌子去买的话一般不容易掉坑里。

买可充电电池,特别是可充电锂电池,那是品种繁多鱼龙混杂,就要特别小心了。

电池作为我们日常生活中的必需品,应用非常广泛。我们每天捧着的手机、各类遥控器、电动牙刷电动剃须刀、电子称、电子表、各类手持设备、飞行器、电动玩具、无线鼠标键盘等等都是由电池提供电源。

不同的使用环境有不同的要求,因此使用的电池的要求也不一样。譬如电视遥控器要求轻便,早期的电视遥控器基本都使用7号电池。后来电视遥控器把待机功耗做的很低很低,电池的要求就变成了要体积小,CR2032锂电池就慢慢变成了标配。

我也测试过不少CR2032电池。看看下面这个图:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

7号电池目前依然大量的出现在我们的生活中。除了空调遥控器,家庭用的电子秤基本都是使用7号电池,无线键盘也是用7号电池。

而比7号电池大一号的电池就是5号电池。相比7号电池,5号电池体积更大,电池容量更容易做大。7号镍氢电池一般只能做到900mAh,而5号镍氢电池比较容易就能做到2000mAh,甚至可以做到2500mAh以上。像GP这个,号称可以到2600mAh.

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我没有这个电池,因此不推荐也不做评论,希望能看到一个可靠的评测报告。

5号电池经常用在功耗稍大的环境下,譬如说电动剃须刀,又譬如说收音机。

十多年前,我买了一个比较高档的收音机,需要用4节5号电池。那时候的锂电池还没有发展起来,可充电电池市场还处于镍氢电池和镍镉电池打架的年代。我那个时候种草了当时名声鹊起的三洋电池套装。这组5号镍氢电池号称可以达到2500mAh的容量,配合原装的智能快充,各论坛都说性能对得起价格。可以参考一下这个软文

我作为一个刚出来工作不久的年轻人,每社会经验,也经不住诱惑,高价买了这个套装。了解这个电池的人应该知道它有多坑人。它不不应该称为电池,更应该叫它”电容”。

买过这个套装之后,我不再迷信日本电池。

现在的爱乐普这样电池从各方面反馈都很好,但我使用可充电电池的频率越来越低,加上之前的对松下电池的体验以及电池的售价,所以一直提不起购买欲望。现在大部分场景还是使用碱性电池居多,或者把旧手机拆下来的锂电池改装一下。

一次偶然的机会,在张大妈看了一个电池评测,让我发现了比亚迪这个电池。可能很多人对比亚迪印象不好,而我却对比亚迪很有好感。就抱着试一下的心态买了一套电池回来。所以就有了这些测试数据,希望能够给大家一个参考。

我并非专业做电池测试的人,仅仅是业余爱好。我没有专业的测试设备。我也想买专用的测试设备,但是精度高的设备价格太高,不符合我业余的低成本要求;而价格便宜的设备精度太低。

有很多测试报告是基于电池充电器完成的。从我硬件研发人员的角度看,我很难相信充电器自身的测试数据的精度,因为做一个高精度的充放电设备是有条件的。我这个爱转牛角尖的硬件开发人员,接受不了这些误差。特别是在调试我的电路过程中看到了各种各样原因引入的误差之后,更加加深了我对目前市面销售的DIY产品和量产充电器的精度的怀疑。

我自己有超过20年的硬件开发经验,做一个高精度的恒流放电设备并不困难,虽然DIY的成本比买一个现成的低端产品要多花钱,更要花大量的时间,但DIY的是乐趣,DIY过程还能够验证一下自己的模电理论知识,还能丰富自己的设计经验,所以对我来说是值得的。

我用来充电和放电的设备是这个:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

这是一个非常简单的小电路板,特别之处是拥有一个高精度的电压参考源和精心挑选的模拟器件,并且电路用安捷伦台式万用表精心校准过。我可以自信的说:这个电路板的精度比售价500元的普通手持万用表要高,譬如我手中的Fluke15B+。

在学会Python之前,我都是用Excel分析数据。现在的图表是直接用Python生成。软件界面中包含了放电电流、电池内阻等我比较关心的信息。

这个小电路板不是这篇文章的重点,我就不深入介绍了。

我的这组比亚迪电池是在2019年双11买入。订单截图如下:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试


4个AA加4个AAA电池才52.72元,非常实惠。然而现在再进入店铺,却发现所有电池都已经下架。淘宝也只能搜索到比亚迪的工业电池包,AA/AAA电池再也找不到了。所以想买这个电池的朋友只能再等等看啦。

我买的电池是这个样子的:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

我给每个电池都贴了一个标签以方便记录测试结果。

测试图表比较多,这篇测试总结先提供AA电池的测试数据,AAA电池的将会写另外一篇测试报告。

参与实际测试的电池有两个,文章初稿的时候把两个电磁的曲线都放进来了。我自己检查的时候发现图表太多,很容易引起误解,因此在这篇文章中只放了一个电池的测试数据。

首先测试的是电池的自放电率。这一组电池最近一次充电时间是在2020年1月12日,放电时间是2021年3月。时间间隔1年2个月。它的放电的能量有918mAh,标称值2000mAh的49%。自放电率还是很优秀的。

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

电池在放电初始阶段有一个小小的电压回升过程,且这个过程维持了超过1分钟的一段时间。我不知道这是什么原因,猜测这是这个电池特性之一吧。希望有人能够帮忙指出原因。

在放电过程中还有一个小插曲。这个电池的标称容量是2000mAh,理论上用1000mA放电不会有问题。但时隔一年之后再用1000mA尝试放电的时候电池电压会快速下降而到达放电终止电压而引起电路停止放电。静放2小时后改为500mA放电则能正常放电。

放完电之后就是充电,充电电路还是用这个DIY的模块。我做的这个电路板本质上只是一个高精度的恒流控制器,因此通过改变接线方式就可以实现恒流充电和恒流放电的功能。

充电停止判断的是用-delta判断:当充电电压比最高电压低3mV,则认为电池充满了。我的这个电路板的电压回读波动小于+/-1mV,所以用-3mV做判断没有问题。

不久之后解决了串口传浮点数的问题,电路的电压回读浮动更小了,到了+/-0.5mV,因此后面的测试用-2mV作为满充判断。-2mV的判断条件要比-3mV的要少充一点电流,但误差基本可以忽略不计。

在测试中,AA电池的充电电流都设置成1000mA,因为标称容量是2000mAh,因此标准术语就是0.5C充电。如果还想知道测试过程中的更多的充电的信息,可以仔细看看充电软件界面,我把我自己想知道的信息都显示了出来。检查了一圈发现,前面的放电界面有错别字,仔细的朋友找来看看吧。

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

这次充电充进2002.5mAh,刚好等于标称容量,难道比亚迪的标称容量是指冲入容量而不是放电容量?

又或许多充几次能够提高容量?不过后面的测试数据令我稍微有点小失望。

充电完成后静放超过30分钟后开始放电,放电曲线:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

第一次放电容量是1695.8mAh,放电/充电效率约等于85%。

电池第二次充/放电:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

这样的连续充放电试验做了几个轮回,但两节电池容量都没有提升,反而冲入容量有轻微下降。充电容量都非常接近电池的标称容量,因此我怀疑这个电池是存在虚标的问题,这个测试中的放电容量与标称容量有15%的差距,。

由于怀疑是因为放电电流太大引起的放电不充分,因此我把放电电流降低到500mA再测了一组数据。

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

实际测试看到,500mA放电的确是可以多放50mAh的电,不过总放电容量与标称值相差甚远。因此又改为300mA再放一次电:

电池测试 篇二-国货当自强_BYD AA NiMH可充电电池测试

放电电流在300mA的情况下,放出了1872.85mAh,已经非常接近标称容量。

300mA放电需要超过6小时的时间,因此只做了两次测试,两次的结果基本一致。

如果把放电电流设置到200mA,甚至100mA,有可能会放出更多的能量,但耗时太长,我就不尝试了。

我没有其他AA大小的可充电电池,因此无法做横向比较。从我个人使用的感受来说,这个电池还算满意,主要是它的超低自放电性能,同时也没有碱性电池那样的漏液问题,符合我的使用要求。

市面上还有一种用mWh作为单位的可充电电池。mWh实际是一个非常合理的单位,这个单位比mAh更能表示电池真正的能量密度。不过我的个人建议是:普通用户还是少碰这种电池,我们尽量只买以mAh(毫安时)为容量单位的电池。

我自己做的软件有这个mwh数据,比亚迪的这个AA电池充电能量在3000mWh左右,在300mA放电电流的情况下放电能量大约有2330mWh。

我的这个测试存在以下问题:

  1. 这次测试仅从我个人用户使用的角度去测试,有可能与专业的电池测试不吻合。

  2. 这个测试仅仅是一个很简单的充电/放电测试,还有一个至关重要的指标(充电/放电循环次数)没测。有效循环次数需要不停的给电池充电后放电,直到电池衰减到标称值80%以后,统计这个过程中的充放电次数。这个过程太耗费时间,不是我们这些非专业人士可以测试的。但这个却是比标称容量更重要的指标。

  3. 内阻测试数据不准。任何两个金属接触的时候,它们之间都会存在一个接触电阻。在这次测试中的内阻数据没有考虑接触电阻,因此测试数据偏大。如果需要准确的内阻数据,需要用一个特殊的夹具,或者在软件中直接把接触电阻减去。本次测试使用的夹具的接触电阻总和应该是15mR左右,因此测试值减去15mR就应该是实际值。与其他人的测试数据相比,我更相信我的内阻实测数据。

  4. 测试非常耗时间。譬如,300mA放电时,2000mAh的电池需要放电将近7小时。这次的测试已经耗费了我非常多的时间,但测试的数据还不够充分。

  5. 作为理工男,我已经尽力把前因后果和相关信息作了描述。但毕竟不是电池相关的专业人员,有可能描述是错误的。如有误导,请指正。

测试用了我大量的时间,但它也是我在工作之余的乐趣之一。如果这次的测试数据有什么问题,希望有专业的人士能帮忙指出。

下一篇将会总结AAA电池的数据,敬请等待。如果时间允许的话,也有可能会买其他电池测一下。

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