目前（2012-6）人们主要使用两种监测方法：
（1）电流积分(current integration)为基础
前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。
但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。
（2）以电压测量为基础
以电压为基础的方法属于最早应用的方法之一，它仅需测量电池两级间的电压。该方法基于电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系。它看似直接，但却存在难点：在测量期间，只有在不施加任何负载的情况下，才存在这种电池电压与电量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下)，电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外，即使去掉了负载，发生在电池内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成电压的连续变化，实际的充电过程中，温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。
以下为电池电压与容量的关系分析（原文发表于2009年）：
1. 新电池的电压对容量的关系
测试对象:国产和日产电芯各一种(都是主流电芯生产商), 为避免不必要的纠纷, 所有资料中均不明写电芯厂家. 下同.
测试方法: 1K电阻恒阻放电(此时对应的放电电流非常符合目前手机3~5mA的待机电流)
数据处理方法: 积分(详细步骤不做陈述),得到电压和容量百分比关系图.
为便于查看, 提供表格一份:
| 容量百分比% |
电池电压 V |
|
100 |
4.2 |
|
90 |
4.08 |
|
80 |
4 |
|
70 |
3.93 |
|
60 |
3.87 |
|
50 |
3.82 |
|
40 |
3.79 |
|
30 |
3.77 |
|
20 |
3.73 |
|
15 |
3.7 |
|
10 |
3.68 |
|
5 |
3.5 |
|
0 |
2.5 |
以上数据基本能代表目前主流锂离子电芯的待机电压对容量的关系.
注意对象是新电池, 不是使用了1年多的电池. 一般情况下50次左右的循环电池容量和放电平台不会有太大的改变,均可以利用上述数据.
2. 使用后的电池的情况.
许多人都会偶尔关心一下电池会不会老化, 老化后性能如何.
这里贴上一个图, 就一目了然了.
测试对象:一块使用1年半的国产电芯, 和没有使用过的国产电芯和日产电芯各一块.其中国产电芯标称950mAh.日产电芯标称1000mAh.
测试方法:500mA恒流放电(此电流比较接近极限通话平均电流)
红色曲线就是那块使用过的电池的表现.
对于这块使用过的电芯,可以得到如下几个结论
--电池的真实容量(对应放电到2.75V的容量)仍然满足要求, 达930多mAh.国标要求能达到标称的70%就还算合格. 与其同初始容量(蓝色曲线)相比, 真实容量降低了将近100mAh(10%左右)
--电池的放电平台明显降低.随之带来电量显示的不准.
--电池的实际可用容量大大的降低. 以3.3V截止电压进行评估(此电压一般是手机通话状态的强行关机电压),新电芯有超过950mAh的可用容量, 而旧电池仅700多mAh.剩下的200多mAh(20%多)的容量就无法利用起来了.
3.手机电池电量格数的定义
一般手机设计待机电量时, 比如有4格5档(4-3-2-1-0)的电量指示.
设计者不会把我上面提到的新电池的电压对容量关系进行均分,取75%-50%-25%-0%这样进行电压划分. 因为要考虑到电池使用一段时间(比如1年)后, 其放电平台会降低,上述的比例肯定会失调.
所以厂家会考虑一点点这方面的余量.以新电池的60%-40%-20%-5%这样的比例进行设计.即
4.20V~3.90V满格
3.90V~3.80V三格
3.80V~3.72V两格
3.72V~3.65V一格
3.65以下，低电压告警。
虽然在使用新电池时, 第一格会待机比较长的时间, 最后一格待机比较短. 但是当这个电池使用个一年半载后, 其容量分布就比较接近均分的情况.
以下转自：https://www.cnblogs.com/prayer521/p/8144616.html
锂离子电池开路电压与电池容量的对应关系分析，先给出一个表格:如下,百分比是电池的剩余容量,右侧是对应的电池的开路电压(OCV).
100%----4.20V
90%-----4.06V
80%-----3.98V
70%-----3.92V
60%-----3.87V
50%-----3.82V
40%-----3.79V
30%-----3.77V
20%-----3.74V
10%-----3.68V
5%------3.45V
0%------3.00V
以下是这个表格的来龙去脉.
一.首先几个概念解释:
1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压
2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池.
3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数.折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑，库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒.1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑。mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力.
4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思.
最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count).
★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况.
二.电池电压与容量的关系
但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似 的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度 测量要复杂的多.
用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性:
1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化.
放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高.
2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低.
3.循环对电池放电平台的影响,
随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了.
4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异.
5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同.
以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定
★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光, 放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机 容量显示反而上升这种不合理的现象.
三.电池电压对电池容量的表格
说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧)
以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧)
100%----4.20V 100%----4.20V
90%-----4.06V 90%-----3.97V
80%-----3.98V 80%-----3.87V
70%-----3.92V 70%-----3.79V▲
60%-----3.87V 60%-----3.73V
50%-----3.82V 50%-----3.68V
40%-----3.79V▲ 40%-----3.65V
30%-----3.77V 30%-----3.62V
20%-----3.74V 20%-----3.58V
10%-----3.68V 10%-----3.51V
5%------3.45V 5%------3.42V
0%------3.00V 0%------3.00V
四.手机上采用测量电压法来计量电池容量的具体应用:
1.手机设计的电量显示就是根据这个电压对容量的关系来设置手机上电量的显示.
2.常用的电量格.有三格或四格的.以四格电量的显示来讲.
各个手机设计时每一格代表的电量并不一定是平均的25%.
实际情况往往可能是第一格代表了50%或者更多.第二格代表20%.....是一种不平均的分配.
波导S1200的第一格电量就代表了前面的60%以上的电量.
厦新A8的第一格电量代表了前面的70%左右的电量.
其它三星手机,philips的都有各自不同的格子定义.
当然采用这种原理的也有用百分比来显示的(就象上面的百分比).
3.但是只要是采用电压来计量容量原理来工作的手机,这个电量就不可避免的存在下述弊端
电量的精度(分辨率)不高.三格,四格或10格(就象上面的百分比).
电量会出现反复变化,比如打完一个电话后从两格降低到一格后,过一会儿又反弹回两格这种现象.
4.手机对电池电压的采样,一般会尽量采用低消耗电流时的电压(比如待机时),
这时获得的电压比较有参考价值.
而且手机软件会采用"多点采样计算平均值"的算法来避免瞬间电流对电压的干扰.
5.手机里面设定容量格数的电压临界值是固定不变的.
而电池随着循环的进行或选用放电平台很差的电池时,其对应的剩余容量会出现很大的差异
比如放电平台高的电池,其第一格所代表的电量可以用3天,而循环了100次的电池和差的劣质电池.
其第一格电量却只能用1到2天.甚至出现在电量为空格的时候却还可以待机2天的怪异现象.
6.在处理电压反跳现象时,有些手机会采用锁定容量格数的一个算法.即容量显示不反跳,但是当前的容量格数的使用时间会相对延长一点.
7.有些早期的手机使用的是镍氢电池或镍镉电池,
同样镍基电池也可以绘出一个放电电压对容量的关系.其原理也是一样的.这里不另行详细说明.
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总之,采用测量电池电压来计量电池容量是个简单易行,但是略显粗糙的方法.
真正高级的锂离子电池电量计量只有采用库仑计并使用高级的电量计量算法