Тестирование емкости китайского литий-ионного аккумулятора CR2032

Аккумуляторы CR2032 просто не предназначены для большого тока. Это литий/MNO2 химия, что делает их литиевыми, а не литий-ионными. О поведении авторитетного источника см. здесь, например, где вытягивание импульсной нагрузки 23 мА привело к падению выходного напряжения примерно на 1/2 вольта. С учетом сказанного, ваши номинальные 37 мА ненамного больше , поэтому я ожидаю, что продолжительность вашего теста составит около 5 часов.

Вам нужно тестировать при гораздо более низких токах, например, 1 мА максимум, и не торопитесь. Ваши номинальные 2200 мА-ч прослужат около 9 дней при 1 мА, но даже это нагружает батарею. На веб-странице нагрузка 100 Ом (около 3 мА) снизит напряжение батареи на полвольта за несколько секунд.

РЕДАКТИРОВАТЬ - Как указал Экнервал, батарея была рассчитана на 220 мА-ч, а не на 2200. Мой плохой - мозг пердит. В результате я ожидаю что-то порядка часа или двух для 37 мА, поэтому тестирование слабого тока по-прежнему является хорошей идеей. При 1 мА 220 мА-ч — это, конечно, 9 дней.

Проблема со всеми этими ответами заключается в том, что они не учитывают один важный факт о монетных элементах (на самом деле все элементы и батареи). То есть мощность номинальная и полностью зависит от нагрузки . CR2032 составляет всего 220 мАч при небольшой нагрузке, 10 кОм или меньше. Техническое описание Максвелла показывает, что нагрузка 300 Ом на доли секунды, каждые 5 секунд, снижает емкость до 185 мАч, что означает уменьшение емкости на 18%. Любая большая непрерывная нагрузка уменьшит его еще больше.

Единственный способ протестировать — это следовать тем же условиям тестирования, которые использует производитель или надежный источник. В данном случае 10~15 кОм, до 2 вольт, что должно составлять несколько сотен часов при номинальных 220 мАч.

Щелочные первичные элементы AA или вторичные элементы Li-Po также имеют это, но при гораздо более высоких нагрузках и емкостях, поэтому это не так заметно. Батареи типа «таблетка», такие как CR2032, из-за их гораздо меньшей емкости и высокого ESR должны загружаться осторожно, чтобы достичь ожидаемых целей емкости.

Как оказалось, у меня возник тот же вопрос, а так как мне довелось купить еще и ардуино-клон в таком же порядке, то я поставил их обе на работу для измерения батареи.

Поскольку я хотел честного сравнения, я искал в таблице данных «уважаемых производителей», пока не нашел тот, у которого была кривая разряда для постоянного сопротивления , и тот, который не занимал 500 часов. В конце концов я нашел техническое описание для SONY MicroBattery того же размера (в моем случае CR1220). Он имеет кривую разряда при постоянном сопротивлении 10 кОм, при котором батарея разряжается примерно за 150 часов. Я могу дождаться этого.

Цепь

Затем мне нужно было точно измерить это без чрезмерной нагрузки и сохранить параметры стабильными во времени. У меня дома была куча старых добрых операционных усилителей OP07 с малым дрейфом , которые я использовал для двух целей:

• Опорное напряжение АЦП вместе с опорным напряжением IC
• Буфер напряжения для развязки АЦП от батареи

Я проверил, что показания, которые я получил от АЦП в журнале, соответствуют напряжению, измеренному внешними измерителями напряжения.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Данные

Убедившись, что все это работает хорошо и дает много хороших данных, я включил его, дал ему немного нагреться, затем подключил новую батарею и стал ждать...

...и ждал...

... Примерно через 200 часов напряжение было практически нулевым, и у меня было 100 МБ текста, который я отфильтровал, а затем наложил данные из даташита SONY, в результате получился такой график:

Заключение

Дешевая камера пережила дорогую. Обратите внимание, что мой окончательный график обрезан внизу, поэтому разница в напряжении выглядит выше, чем она есть на самом деле.

Поскольку химия мне не по душе, я не могу объяснить результат, но, как вы можете видеть, установившееся напряжение примерно на 0,1 вольта ниже, чем в таблице данных SONY, что приводит к немного меньшему току, потребляемому от элемента. Это, вероятно, объясняет более длительный срок службы клетки.

Для этого типа батареи емкость обычно оценивается с помощью резистора в диапазоне 10 кОм.

Внутреннее сопротивление находится в диапазоне нескольких десятков Ом, поэтому вы испытываете большое падение напряжения, если нагрузочный резистор слишком мал.

Во-первых, хорошо известно, что литиевые батарейки типа «таблетка» обладают значительным внутренним сопротивлением. Вот почему вы можете питать большинство светодиодов напрямую от батарейки типа «таблетка» без резистора, и обычно это сойдет с рук.

Разряд быстрее, чем 20 часов, даст вам фиктивные (и низкие) результаты практически для любого типа батареи, во-вторых.

Какая цена за 20 часов? Номинальная емкость (кажется, 220 - 225 мАч типична для 2032-х) более 20 часов - или 11,25 мА, Макс, в данном случае.

Учитывая обычный тип обслуживания (слабый ток), к которому применяются батарейки типа «таблетка», может быть более подходящим значение 100 часов или 2,2 мА. Если то, для чего вы их используете, требует большего тока, вам может понадобиться другой тип батареи. .

Обратите внимание, что номинальная емкость (240 мАч) из таблицы данных Energizer, на которую ссылается @WhatRoughBeast, оценивается как 0,19 мА (ну, при нагрузке 15 кОм и токе 2,9 В, когда напряжение снижается с 3 до 2 В).

Элементы CR2032 с aliexpress не работают до тех пор, пока в моем автомобильном брелоке не работают розничные блистерные упаковки. В этом приложении номинальное потребление тока составляет 4,4 мкА, но импульсный ток при нажатии кнопки кратковременно увеличивается до 6,7 мА.

Даже с новыми батареями напряжение батареи, полученной с aliexpress, падает намного больше во время импульса тока, потому что их внутреннее сопротивление начинается примерно в 2 раза выше, когда они новые.