《锂电池在智能水电表表中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锂电池在智能水电表表中的应用（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 一次性锂电池由于具有很高的能量密度（指较小体积的电池具有 较大的电容量）、自放电小、储存寿命很长等特点，被广泛地应用在 智能电表、智能水表及智能气表中。作为智能电、水表的重要零件，锂电池的选型、质量和性能直接 影响智能电、水表的性能和寿命，因此它成为各表厂产品设计人员和 品质管理人员特别关心的事情。这里，我简单介绍一下一次性锂电池的特点以及使用锂电池时需 要注意的事项，希望能供电表水表厂技术人员作一个参考。常用于智能水表和电表中的锂电池有锂亚硫酰氯(Li/SOCl2)电 池（以下简称为锂亚电池）和锂二氧化锰电池（以下简称为锂锰电池 ）两类锂电池。Evalu
2、ation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 以艾博尔公司生产的锂电池为例，以ER开头的代表锂亚系列； 以CR开头的代表锂锰系列。如ER14250指的是直径为
3、14毫米高度为 25毫米的圆柱体形状的锂亚电池。CR18505是直径为18毫米高度为 50.5毫米的圆柱体形状的锂锰电池。在水表、电表中具体使用哪种电池，主要取决于产品对电池的技 术要求，包括电压、容量、电流和温度特性等参数。下面就说说电池 的几个主要参数。一、电池的容量 通常，智能水表或电表的设计人员通过理论计算得出电池的容量 要求。下面是某水表厂对电池容量的计算方法：按水表使用寿命为6年耗电量的计算：Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.
4、Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 1) 待机耗电，假设平均待机电流为10uA, 则6年耗电为：10(uA) x 24(小时) X 365(天）X 6（年） =525600uAh=525.6mAh;2) 阀门动作耗电,假设动作平均电流150mA,动作时间10s,每月6次,则6 年耗电为:150(mA) X 10(s) X 6(次
5、) x 12(月) X 6(年)/3600(化为小 时)=180mAh;3) 一般电池指标都称年自放电量为2%,以2200mAH容量为例,以最坏 计算,设每年自耗电为 :2200mAH X 2% =44mAH, 则6年最大自放电量为 6 X 44=264mAh;Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright
6、 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 4) 电池激活耗电:(2秒 X 150mA x 365天 X 6年)/(60分钟X60秒)=183mAh.则6年总耗电为:525.6+180+ 264+183=1152.6mAh.实际上产品的寿命受到多种因素的影响，水质、机械磨损等都可能 会影响到工作电流和实际容量损耗。因此，需要留有容量余量，由于各 公司的产品有差异，需要的电池容量余量会不相同，参考行业内一些设 计人员的经验，可选容量为理论计算值的一倍左右的电池。比如上例， 可选容量
7、为2200-2400mAh的电池。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 这里列出部分ABLE锂电池的容量值： ER14250的额定容量为12
8、00 mAh 0.5mA to 2.0 V 20ER14505M的额定容量为2000 mAh 1mA to 2.0 V 20ER18505M的额定容量为3000 mAh 1mA to 2.0 V 20CR17335的额定容量为1500 mAh 10 mA to 1.5 V 23CR18505的额定容量为2800 mAh 10 mA to 2.0 V 23Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides
9、 for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 锂电池的容量值很容易从锂电池厂商提供的产品规格书中查到。这 里要注意的是测试容量的条件，如CR18505的容量值是23温度下 10 mA 电流放电至2.0 V时为2800 mAh，因为有些对电池不了解的人 错误地认为对某个电池而言，电池容量是一个固定值，不会随放电电流的 大小而改变。实际上，放电电流、温度及截止电压都会影响电池的容量 值。下图是
10、CR18505的放电特性曲线：Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 从上面的曲线可看出：CR18505在不同强度的放电电流的条件下 ， 容量
11、是有差异的。在不同的温度下，其容量也不同：放电电 流（毫安 ）101005001500容量（毫安时）2800270024001700环境温度（度）6023-20-40容量（毫安时）2800280026001600Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd
12、.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 下图是ER14250型锂亚电池的容量和电流关系曲线。从图中可看出，电池的容量在电流大于5毫安时，容量小于1000毫 安时。此款ABLE电池在电池设计时使用材料和配料时优先考虑了小电流 下的产品性能，因此，此型号电池较适合连续工作电流较小的产品，如 作为智能电表的备用电源。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with
13、Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 因此，智能表中电池的容量要求，需要根据智能表的工作电流、工 作电压和工作环境作相应的调整。二、锂电池的电压锂锰电池的额定电压为3.0 V锂亚电池的额定电压为3.6 V锂亚电池是目前锂电池中电压最高的,同时在常温中等电流密度放电 时放电曲线极为平坦。由于以前设计的智能表，多以3V为电路的工作电 压，水表也常使用3V电压的
14、马达来驱动阀门的转动，所以常选用电压较 高的锂亚电池，比如ABLE锂亚电池，放电曲线极为平坦，在90%的容 量范围内，其电压能保持在3V以上基本不变。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty
15、 Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 但是锂亚电池储存一段时间后，我们再测试电池的负载电压时经常 发现它的电压下降了。这种电压下降，不是表示电池的电容量已损耗掉 了。通过对电池放电可以使锂亚电池的电压恢复到原来的水平。这种电 压下降现象，我们称之为电压滞后。通过放电使电池恢复高电压的过程 叫做激活。下面我对形成此现象的原因做点解释：锂亚电池以锂金属作为负极。锂（Li）是一种极活跃的金属，虽然 被亚硫酰氯(SOCL2)紧紧包围,但实际上并没有发生短路现象，这是因为 负极表面形成了一层极薄的致密的LiCL保护膜（一次膜），这层膜具有 电子绝缘性，对离子可以穿透，从而防止了外部的SOCL2
16、与锂的进一步 反应，使锂在SOCL2电解液中变得十分稳定。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一次性锂电池在智能水表和电表中的应用 随着环境温度的升高和电池存储时间的延长，一次膜会逐渐扩大变 厚形成二次膜，电池也就具有了很好的储存寿命，也因此使得锂亚电池 有电压滞后现象。由于锂亚电池的电压滞后可能会导致电路因电源起始电压过低无法 正常工作，因此使用者需要对几个月前出厂的电池进行放电激活，这样 会给使用者带来很大的不便和时间损耗。下面是常用的电池激活电流和激活时间：电池型号ER14250ER14505ER14505ME
