玩一玩拆机大容量电池
（曾广伦）
在淘宝里发现，有商家卖电动自行车的拆机电池。每一块5000--5800mah，铝壳的电池售价10元。因为要我制作的焊具箱里，有一把24V/60W的烙铁，需要使用24V电源。还有一把无刷的角磨机，也要用25.2V电源。那家伙耗电很大，配来的标志98V的电池(不代表电压)，几分钟就没电了。如果把大容量电池包改装一下，应该可以为无刷角磨机提供持续较长的电源。抱着玩一玩的态度，以不到70元(含运费)的支出，买了6块电动自行车的拆机电池。
收到货后，发现这些电池和我使用的电动自行车电池是一模一样的。容量应该也是10ah以上。商家对每一块电池都进行了编号和外表处理，包了一层蓝色的保护膜。没有一个鼓包的。正负两个接触片，处理得很干净。然后，我立即对电池进行命名和测试。第一印象还不错，电压都在3.6V左右。需要重点检测的是电池的容量和内阻。
首先，用4.2V/4A的充电器电池进行充电，并记录充电时间。A电池，初始电压为3.601V，经过3小时充电，测量电池电压为4.14V。预计半小时后能充满。没想到，半个小时过去了，电池电压仅仅升高了0.02V。利用USB/2A充电器充电的另一块电池，两个多小时过去了，电压还没有升到4.0V。可见，4.2V/4A充电器的充电电流还是比较大的。
然后，进行充满电压的测量。如下表。
最后，进行内阻测量。
根据内阻＝(空载电压-负载电压)÷负载电流的公式，求得6块电池的内阻如下。最大26mΩ，最小16mΩ。多数内阻集中在18mΩ±2mΩ。
电池序号
初始电压
内阻(以4.1Ω为负载)
充满电压
A
3.601
0.026
4.177
B
3.622
0.022
4.177
C
3.579
0.017
4.201
D
3.620
0.020
4.183
E
3.466
0.018
4.160
F
3.790
0.016
4.182
以下这段文字应该是电池专业工作者的判断：“锂电池内阻大小会关系至待机时间，以1200MAH的手机锂电为例，成品电池内阻的典型值以110毫欧为好，移动电源的内阻以，6000mah为例，成品电池内阻的典型值以70毫欧为好。”
若以这段话为依据：上面测量的6块锂电池，内阻都属于正常的范围。
但是，如果按以下表格中的数据为电池内阻，这些电池都不合格。
这是某种15ah圆柱形磷酸铁锂电池的内阻：小于8mΩ。还有一种也是圆柱形，25ah的三元锂电池，内阻只有0.9mΩ。假设内阻与容量成比例，15ah的内阻为8mΩ时，1500mah的同类型电池的内阻，就应该在80mΩ左右。25ah的三元锂电池，如果内阻只有0.9mΩ，那么，2.5ah的同类电池，其内阻就应该在9mΩ左右？
另外，充电时间的长短，往往也是电池容量大小的一种判断。在起始电压相同，使用同样充电器的条件下，很短时间就充满的电池，容量都不会大的。通过比较发现：这些拆机大容量电池，充电的转换效率约为70％。就是说：10ah容量的电池，需要14.3ah的充电量。反过来，如果某一电池以2A充电10小时后，充满。亦即充电量为20ah。依据70％转换效率的经验，此电池的实际容量应该在14ah左右。
上图是6串保护板的接线原理图。因为我需要24V电源，只有6串才能最接近24V。充满理论上是25.2V。单节电池降低到3.7V时，就成22.2V了。有了这块保护板，就可以用25.2V充电器进行快速安全的充电了。
给大容量电池充电，有大电流的充电器才好玩。否则，一块电池的充电可能要24小时以上。关于4.2V充电器的输出电压事，很多商家出品的充电器很不一致。有些只有4.0伏。为买到一只标准4.2V输出的充电器，以下是我跟商家的对话。
我的要求是：一定要输出精准的4.2V。很多商家没有做到。比如，之前买的一个4.2V/4A的充电器，输出只有4.17V。你们在说明书里专门说了是输出精准4.2V。所以我买了。希望确实如此。
商家：要准确4.2V 就没有。都是差一点点。
差一点点都不好。比如，有些输出4.17V。都不好。宁可高一点点，比如4.25V。但绝对不要低。这样影响充电速度，也影响电池的容量。如果要串联电流表，压降通常有0.2伏左右。低了就更不好了。
你们还是很专业的。特别在说明书里标注出“精准4.2V”的文字。一般商家都没有写。这是关键词。购买者非常重视这个数值。
没关系。我不会退货的。只是出于职业习惯说说而已。从职业的角度看。能做到4.2V精准，也是不容易的。因为取样电阻是标准化的。还有一定的误差。精准，就可能要使用非标元件。难啊！
商家：我们就给您测试高一点点的电压。谢谢你的谅解。
收到货后，我急于对上述的电池进行补充充电。并即刻检测新购4.2V/6A充电器的空载电压。实测为4.23V。
试验结果：曾经4.17V充满的电池，再经过新购充电器充电后，约15分钟进入间歇充电状态(一会红灯，一会绿灯)。此状态下，测量电池的空载电压为4.20V。很满意。
新充电器充电过程中，想看看充电电流多大，由于没有直流钳表，只能用指针万用表10A电流档进行测试。档位放到10A位置，把红表笔插到mA10A的插孔上，断开正电源线，将正表笔接充电器正线，万用表黑笔接电池正极，可惜，没有电流。充电器处于绿灯状态。再用数字万用表进行相同的电流测试操作，也没有电流，充电器始终处在绿灯状态。为什么测不出电流？此问题仍需继续寻找原因。
建议你们再研发一种带电流电压显示的充电器。高端的用户可能喜欢。如何？
是。肯定有难度。成本也要增大。但是，成果可以扩展到所有电池充电器。如果还有累计充电统计，立即就知道电池的衰减程度了！就有可能成为一个检测仪器。在将来，每一个家庭都可能是发电厂的时候，大量需要具有这种检测能力的仪表。你说是不是？
忍不住还是买了一个3.7V 25ah的大容量电池。单价65元。到货后测电压3.59V。据卖家提供的内阻测试照片，内阻仅0.9mΩ。观察检测仪表上的数据，电池电压不高。联想到，测试内阻应该在电池的什么电压上进行会更合适？我之前的测试，都是在电池充满之后的第二天进行的。在最高电压状态下测试，是否电压的稳定性最差，导致内阻变大了呢？又购进2块自称全新的3.7V/15ah电池。体检与电动自行车的一样。测得电压均为3.75V。利用两只7.5Ω电阻并联，获得3.75Ω电阻。分别测得这两只电池的内阻均为10mΩ。一致性如此高，甚至怀疑测试，结果证实如此。可见，低电压下测试的内阻比较低。该电池充满电压后，停滞几天，再测空载电压为4.230V。加负载4.1Ω测试，电压为4.217V。求得内阻为13mΩ。与3.75V电压时测得的10mΩ相比，大了3mΩ。网购的交直流钳表(NJTY328D)终于到货了。急着用它来测量这种只有10mΩ内阻的大容量电池的充电电流。一钳，电流读数出来了，3.82A。只充了3小时就充满了。用新购的6A充电器对25ah的电池充电，某刻用328D钳表测量电流，竟然达到4.82A的惊人数值。7个小时后，电池终于充满了。接下来是测试这个电池的内阻。充满电放置一个晚上，第二天测得开路电压为4.243V，接上4.1Ω负载时测得电压为4.218V。计算出内阻为25mΩ。由于使用的数字表精确度为小数点后三位。最后一位已经代表着个位数了。根本不可能测出零点几毫欧的数据。测得25mΩ的结果，离1mΩ还远着呢。所以，我对0.9mΩ的结果还保持怀疑。
至今为止，在测量内阻这门功课上，已经做了一些作业了。18650电池，电动自行车拆机电池，号称新的15ah电池，25ah电池等等。内阻最小电池是两个号称新的15ah的电池，都是10mΩ。内阻最大的是18650电池，590mΩ。见下表。
序号
空载电压
负载电压
1A条件内阻
电池型号
A
4.2
4.02
0.18Ω
18650
B
4.02
3.72
0.3Ω
18650
C
4.14
3.86
0.28Ω
18650
D
3.77
3.18
0.59Ω
18650
E
4.16
4.11
0.05Ω
爱玛拆电池10A
F
4.14
4.09
0.05Ω
爱玛拆电池10A
之后，我把这只15ah的电池改装成充电宝。由孙子用它来给平板电脑供电。试验真正代表它好坏的实际容量。之前，电动自行车拆机的大容量电池，测得其内阻为50mΩ，在给平板电脑边看边充电的情况下，经不起平板电脑的考验，听课半天，电就没了(但平板电脑里还充有电)。看看这个像航空母舰那样，号称25ah的电池，到底能让平板电脑续航多久呢？
从3月28日下午开始到29日12：30，孙子都用苹果平板电脑听课和玩游戏。航空母舰的容量显示竟然还在满容量状态。应该说，标称25ah，自制的《航空母舰充电宝》，打破了所有充电宝的容量记录。孙子妈妈说，这个充电宝不能带上飞机。没关系，能在家里经得起用就好。
使用电池，尽量不要串并联。串联，输出的容量以最小的为标准。为保证其容量的一致性，要进行使用前的精准分容。即使这样，依然存在很大的风险。串联越多，风险越大。并联，也不提倡。自放电大的一块电池，会导致并联电池组容量整体降低。为保证安全，保护板的设计出现了。用7000多只18650串并联来实现80度电输出的特斯拉电动车，对电池组的控制和要求，可能是史无前例的荷刻。我自制的充电宝，都只用一块电池。控制上非常简单。比那些10只或8只18650构成的充电宝，应该是合理多了，价格也便宜。
(曾广伦)
