锂电池在智能水表电表中的应用

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1、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）

2、两类锂电池。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：1)待机

3、耗电，假设平均待机电流为10uA,则6年耗电为：10(uA)x24(小时)X365(天）X6（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)X10(s)X6(次)x12(月)X6(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:2200mAHX2%=44mAH,则6年最大自放电量为6X44=264mAh;4)电池激活耗电:   

4、 (2秒X150mAx365天X6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，可选容量为2200-2400mAh的电池。这里列出部分ABLE锂电池的容量值：ER14250的额定容量为1200mAh@0

5、.5mAto2.0V@20℃ER14505M的额定容量为2000mAh@1mAto2.0V@20℃ER18505M的额定容量为3000mAh@1mAto2.0V@20℃CR17335的额定容量为1500mAh@10mAto1.5V@23℃CR18505的额定容量为2800mAh@10mAto2.0V@23℃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10mA电流放电至2.0V时为2800mAh，因为有些对电池不了解的人错误地认为对某个电池而言

6、，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CR18505的放电特性曲线：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）2800280026001600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10

7、00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。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3.0V锂亚电池的额定电压为3.6V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A

8、BLE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。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