CN107015154B - 一种准确测量电池容量的方法 - Google Patents
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Abstract
本专利涉及电池领域，具体公开了一种准确测量电池容量的方法，本方法采用了一种容量检测装置，装置在检测时限定的热敏材料的变色时长范围非常窄，能准确的测定电池的容量是否在正常范围内，整个方法使用起来方便快捷，能快速的检测电池的容量是否合格。所以本方案能对待测电池的容量进行准确的测量，进而判断待测电池的容量是否合格。
Description
技术领域
本发明属于电池领域，具体涉及一种准确测量电池容量是否合格的方法。
背景技术
电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学和电能互相转化的装置。用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
在电池的生产过程中，为了保证电池的质量，在电池生产完成后需要通过容量测试方法对电池的容量进行检测，进而判断电池是否合格，在检测前会先将电池的电量充满，然后在接入用电电路中，记录电池电量的使用时长和电路中的电流等参数，进而演算出电池的容量，整个过程非常耗时较长且有较大误差，当环境的温度不恒定时，用电电路有散热量也不同，会影响用电器的耗电量，会导致电池的使用时长有误差，同时人工测量后获得的电流数据也会有误差，这就会导致测得的数据会不准确，使得最终测量的数据误差较大时，无法得到待测电池准确的容量，对判断电池的容量是否合格也有很大影响。
发明内容
本发明意在提供一种准确测量电池容量是否合格的方法，以对待测电池的容量是否合格进行准确判断。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种准确测量电池容量的方法，包括以下步骤：
步骤1：准备一个容量检测装置，包括电线、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻的阻值依次增大，且第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻分别串联到电线上，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻上均涂覆有二阶变色的热敏材料，每个电阻的正对方向安装有一个颜色识别器；
步骤2：将步骤1中的容量检测装置放置到室温环境下，开启颜色识别器，此时热敏材料的温度为25℃，且热敏材料的颜色为绿色；然后准备多个容量合格的电池备用；
步骤3：将步骤2中的一个容量合格的电池接入步骤2中的电路中，电池开始放电，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻开始放热，热敏材料吸热升温，当热敏材料的温度为45～50℃时，热敏材料的颜色为黄色，此时颜色识别器识别出黄色，记录各个电阻上的热敏材料的颜色变化所需时长；取出电路中的电池；然后容量检测装置静置5～10min，使第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻均冷却至室温；
步骤4：其他的容量合格的电池分别被接入到步骤3中的电路中，重复步骤3得到相应的数据；然后整理步骤3中得到的数据，得到第五电阻、第四电阻、第三电阻、第二电阻和第一电阻上的热敏材料颜色变化所需的时长的范围；
步骤5：将待测电池安装在步骤3中的电路中，重复步骤3的操作，记录热敏材料颜色变化所需的时长；
步骤6：将步骤5中的时长数据与步骤4中的时长数据进行比对，当步骤5中记录的时长在与步骤4记录的时长范围之内时，说明待测电池的容量与合格电池的容量一致；反之，则待测电池的容量与合格电池的容量不一致。
基础方案的原理及其优点：1、步骤1中的检测装置能够保证电池容量的准确合格测量；2、步骤2中，将步骤1中的容量检测装置放置在室温环境中进行测量，是为了保持环境温度的恒定，避免环境温度的变化对第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻的散热和电量消耗造成影响，此时各个电阻上的热敏材料的颜色均为绿色；3、步骤3中，将多个合格电池分别接入到容量检测装置中，步骤3对热敏材料变色所需时长进行记录，在完成一个电池的检测后，将容量检测装置冷却至室温，能避免第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻的温度高于25℃，使热敏材料的变色时长不准确，然后在步骤4中，会对热敏材料变色所需时长范围进行确定，进而将合格电池的容量限定在已被测定的容量合格的电池的容量范围内，将电池的容量的测量转变为发热电阻的发热量的测量，能更方便的观察热敏材料的变色情况；4、将待测电池安装在电路中进行检测，当各个电阻上的热敏材料的变色时长在步骤4记录的数据内时，则该电池的容量为正常，则该电池的容量被确定在正常范围内，反之则不合格；整个检测过程只需拆装需要检测的电池，然后等待6min左右即可，检测的过程简单迅速。
综上所述，本方法中限定的热敏材料的变色温度的范围非常窄，进而能准确的测定待测电池的容量是否与合格电池的容量一致，整个方法使用起来方便快捷，能快速的检测电池的容量是否合格。
优选方案一：作为基础方案的优选方案，步骤3中，热敏材料的颜色变化温度为47～49℃。通过上述设置，减小热敏材料的颜色变化时长的所需范围，能更精确的限定电池的放热量，对电池的容量进行了进一步限定，能更精确的测定电池的容量。
优选方案二：作为优选方案一的优选方案，步骤5中，步骤3中，容量检测装置的静置为7min。通过上述设置，容量检测装置静置7min后能够让各个电阻完全冷却至室温，同时能够让热敏材料恢复到绿色，能减少检测时间的间隔，加快电池的容量检测。
具体实施方式
一、下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
二、检测方法
下面将以实施例1的各项参数为例进行操作。
步骤1：准备一个容量检测装置，包括电线、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和五个颜色识别器，一个颜色识别器与一个电阻相对，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻的阻值依次增大，阻值依次为24欧姆、48欧姆、96欧姆、192欧姆和384欧姆，且第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻分别串联到电线上，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻上均涂覆有二阶变色的热敏材料；
步骤2：将步骤1中的容量检测装置放置到室温环境下，开启颜色识别器，此时热敏材料的温度为25℃，且热敏材料的颜色为绿色；然后准备多个容量为12AH的合格电池备用；
步骤3：将步骤2中的一个容量合格的电池接入步骤2中的电路中，电池开始放电，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻开始放热，热敏材料吸热升温，当热敏材料的温度为47～49℃时，热敏材料的颜色为黄色，此时颜色识别器识别出黄色，记录各个电阻上的热敏材料的颜色变化所需时长；取出电路中的电池；然后容量检测装置静置7min，使第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻均冷却至室温；
步骤4：其他的容量合格的电池分别被接入到步骤3中的电路中，重复步骤3得到相应的数据；然后整理步骤3中得到的数据，得到第五电阻、第四电阻、第三电阻、第二电阻和第一电阻上的热敏材料颜色变化所需的时长范围；
步骤5：将待测电池安装在步骤3中的电路中，重复步骤3的操作，记录热敏材料颜色变化所需的时长；
步骤6：将步骤5中的时长数据与步骤4中的时长数据进行比对，当步骤5中记录的时长在与步骤4记录的时长范围之内时，说明待测电池的容量与合格电池的容量一致；反之，则待测电池的容量与合格电池的容量不一致。。
实施例2与实施例1相比，热敏材料的变色温度上稍低，容量检测装置的冷却时间较短，但对电池容量的检测过程与实施例1的检测过程一致，且对检测结果无影响。
实施例3与实施例1相比，热敏材料的变色温度上稍高，容量检测装置的冷却时间较长，但对电池容量的检测过程与实施例1的检测过程一致，且对检测结果无影响。
实施例4与实施例1相比，热敏材料的变色温度上稍低，容量检测装置的冷却时间较长，但对电池容量的检测过程与实施例1的检测过程一致，且对检测结果无影响。
对比例A中未采用本方案中的容量检测装置，采用一般的电流表测定电路中的电流，使用用电器对电池耗电，然后通过计算得出电池的容量，用电器、电流表和电池使用过程中都会有误差，得到的计算数据不准确，最终的电池的容量也会不准确。
对比例B与实施例1对比，对比例B中未采用恒定室温，环境温度不可控，使各个电阻在放热过程中热量的流失量也不一定，热敏材料的变色时间也不可控，导致电池容量判断有误。
对比例C与实施例1对比，容量检测装置中未使用热敏材料，也就不能显现出各个电阻是否工作或者是否正常工作，难以从中辨明电池的好坏和容量是否合格。
对比例D与实施例1对比，容量检测装置在使用后的静置时长不确定，此时各个电阻很可能未冷却至室温，就投入到下一电池的检测，电阻上的余热对热敏材料的变色时间有影响，导致判断电池的容量不在合格范围内。
二、试验过程
1)试验设计
(1)试验目的：检验经过本方法检测后的电池的容量是否准确；
(2)试验方法：利用电池容量测试仪对电池的容量进行检测；
(3)试验对象：经过每个实施例和对比例检测后的5个待测电池；
试验步骤：①先将40个待测电池进行随机，分为8组，每组5个待测电池；第一组对应实施例1、第二组对应实施例2、第三组对应实施例3、第四组对应实施例4、第五组对应对比例A、第六组对应对比例B、第七组对应对比例C、第八组对应对比例D；②按照实施例1～实施例4和对比例A～对比例D的方法对待测电池容量进行检测，获得容量合格的电池和容量不合格的电池；③使用电池容量测试仪对各个待测电池的容量进行复查，再次对容量合格的电池数量和容量不合格的电池数量进行记录。
2)数据记录：具体结果如表2：
表2
通过表2可以看出，将实施例1～实施例4与对比例A～对比例D进行对比时，对比例A～实施例4的检测结果与电池容量测试仪的复查结果一致，且绝大部分的电池的容量都合格，而对比例A～对比例D中的实施方法受到环境、方法本身的制约，检测出的电池容量有一半以上不合格，但在进行复查时，又发现绝大部分的电池合格，所以在对电池容量进行快速准确的检测判断时，需要按照对比例A～实施例4的方法操作，既能从中快速准确的检测电池的容量，又能判断电池的容量是否合格。
说明书中的第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻均为发热电阻。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (3)
1.一种准确测量电池容量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：准备一个容量检测装置，包括电线、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻的阻值依次增大，且第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻分别串联到电线上，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻上均涂覆有二阶变色的热敏材料，每个电阻的正对方向安装有一个颜色识别器；
步骤2：将步骤1中的容量检测装置放置到室温环境下，开启颜色识别器，此时热敏材料的温度为25℃，且热敏材料的颜色为绿色；然后准备多个容量合格的电池备用；
步骤3：将步骤2中的一个容量合格的电池接入步骤2中的电路中，电池开始放电，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻开始放热，热敏材料吸热升温，当热敏材料的温度为45～50℃时，热敏材料的颜色为黄色，此时颜色识别器识别出黄色，记录各个电阻上的热敏材料的颜色变化所需时长；取出电路中的电池；然后容量检测装置静置5～10min，使第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻均冷却至室温；
步骤4：其他的容量合格的电池分别被接入到步骤3中的电路中，重复步骤3得到相应的数据；然后整理步骤3中得到的数据，得到第五电阻、第四电阻、第三电阻、第二电阻和第一电阻上的热敏材料颜色变化所需的时长的范围；
步骤5：将待测电池安装在步骤3中的电路中，重复步骤3的操作，记录热敏材料颜色变化所需的时长；
步骤6：将步骤5中的时长数据与步骤4中的时长数据进行比对，当步骤5中记录的时长在与步骤4记录的时长范围之内时，说明待测电池的容量与合格电池的容量一致；反之，则待测电池的容量与合格电池的容量不一致。
2.根据权利要求1所述的一种准确测量电池容量的方法，其特征在于，步骤3中，热敏材料的颜色变化温度为47～49℃。
3.根据权利要求2所述的一种准确测量电池容量的方法，其特征在于，步骤3中，容量检测装置的静置为7min。
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