リチウム電池の容量計算方法

はじめに: リチウム電池は、他の電池の化学的性質と比較して、エネルギー密度が高く、寿命が長く、性能が優れているため、ますます人気が高まっています。リチウム電池を扱う際の重要な側面の 1 つは、その容量を正確に計算する方法を理解することです。バッテリー容量とは、バッテリーが蓄えることができる電荷量を指し、その計算方法を知ることで、バッテリーの稼働時間とシステム全体の設計をより正確に見積もることができます。この記事では、リチウム電池の容量を計算する方法を検討し、これらの計算を効果的に実行するのに役立つステップバイステップのガイドを提供します。

リチウム電池の場合、容量の計算は通常、次の式を使用して行われます。

容量 (ワット時、Wh) = (バッテリー電圧、V) × (バッテリー容量、アンペア時、Ah)

バッテリー電圧は、通常メーカーによって提供されるリチウムバッテリーの公称電圧を指します (たとえば、典型的なリチウムイオンバッテリーの場合は 3.7V)。

バッテリー容量もメーカーによって指定されており、アンペア時 (Ah) またはミリアンペア時 (mAh) で表されます。容量が mAh で指定されている場合は、それを 1000 で割ってアンペア時間に変換します。

この式はバッテリーのエネルギー容量をワット時で表すことに注意することが重要です。ワット時は、バッテリーが一定期間にわたって供給できるエネルギーの総量を表します。ワット時をミリアンペア時 (mAh) に変換するには、次の式を使用できます。

容量 (ミリアンペア時、mAh) = 容量 (ワット時、Wh) × 1000 / バッテリー電圧 (V)

正確な計算を行うために、必ず適切な単位と電圧を使用してください。リチウム電池の容量は、放電率、温度、電池の使用年数などの要因によって異なる可能性があることに注意してください。そのため、正確な容量情報については、常にメーカーの仕様を参照することをお勧めします。

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ワット時の計算方法

バッテリー容量の計算 バッテリー容量をワット時 (Wh) で計算するには、次の式を使用して、公称電圧 (Vn) にアンペア時定格 (Ah) を掛けます。 容量 (Wh) = Vn (V) × Ah (Ah) )

たとえば、公称電圧が 3.7 V、アンペアアワー定格が 5 Ah のリチウム電池がある場合、容量の計算は次のようになります。 容量 (Wh) = 3.7 V × 5 Ah = 18.5 Wh

放電効率の調整 (オプション) 実際のシナリオでは、内部抵抗や電圧降下などの要因により、バッテリーは蓄積エネルギーを使用可能なエネルギーに変換する効率が 100% ではありません。この効率損失を考慮したい場合は、計算された容量に放電効率係数 (通常は小数またはパーセントで表されます) を掛けることができます。たとえば、放電効率が 85% であると仮定する場合、容量に 0.85 を掛けます。

調整後容量（Wh）＝容量（Wh）×放電効率

アプリケーションの計算で容量を使用する バッテリー容量をワット時 (Wh) で計算したので、この値を使用して特定のアプリケーションでのバッテリーの実行時間を推定できます。容量をデバイスの消費電力 (ワット単位) で割ることで、おおよその実行時間を求めることができます。

稼働時間 (時間) = 容量 (Wh) / 消費電力 (W)

バッテリー容量の計算式は何ですか。

バッテリーの容量を計算する式は、バッテリーの種類と容量を表す単位によって異なります。さまざまな種類のバッテリーに対して一般的に使用される公式は次のとおりです。

円筒形または角形電池の場合:

容量 (アンペア時、Ah) = (公称電圧、V) × (総バッテリー容量、mAh) / 1000 この式では、総バッテリー容量は通常メーカーから提供され、ミリアンペア時 (mAh) で表されます。 。

コイン電池またはボタン電池の場合: 容量 (ミリアンペア時、mAh) = (公称電圧、V) × (容量定格、mAh)。容量定格はメーカーによって提供され、通常はバッテリーに表示されています。

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鉛蓄電池の場合:

容量 (アンペアアワー、Ah) = (バッテリー容量、Ah) × (バッテリー電圧、V)。鉛蓄電池の場合、容量は通常メーカーによって提供され、アンペアアワー (Ah) で表されます。バッテリー電圧も指定されています。これらの式はバッテリー容量の推定値を提供するものであり、実際の性能は放電率、温度、バッテリーの使用年数などのさまざまな要因によって異なる場合があることに注意することが重要です。さらに、バッテリーが異なれば放電率特性も異なる場合があるため、容量をより正確に計算するには、メーカーが指定する特定の放電率または C レートを考慮することが重要です。バッテリー容量の計算式は次のとおりです。

バッテリー容量 = 電圧 (V) x アンペアアワー (Ah)

バッテリー容量は通常、アンペア時 (Ah) またはミリアンペア時 (mAh) で表されます。これは、バッテリーが保存できる充電量と供給できる充電量を表します。

たとえば、電圧が 12 ボルト、容量が 100 アンペア時間のバッテリーがあるとします。計算は次のようになります。

バッテリー容量 = 12 V x 100 Ah = 1200 ワット時 (Wh)

この式は、バッテリーの放電サイクル全体にわたって一定の電圧を想定していることに注意してください。実際には、バッテリー電圧は充電状態と負荷条件によって変化する可能性があります。したがって、正確に計算するには、放電曲線や効率などの要素を考慮することが不可欠です。

リチウム含有量 (グラム) の計算

リチウム含有率は通常、パーセンテージで表されます。リチウム含有量をグラム単位で計算するには、次の式を使用できます。リチウム含有量 (グラム) = 電池容量 (Ah) x リチウム含有率 (%) x 0.01

例えば、容量10Ah、リチウム含有率3%の電池があるとします。計算は次のようになります。

リチウム含有量 (グラム) = 10Ah x 3% x 0.01 = 0.3 グラム

したがって、この例では、バッテリー内のリチウム含有量は 0.3 グラムになります。

この計算は、リチウム含有量全体がリチウム金属の形態であることを前提としていることに注意してください。バッテリーの化学的性質が異なれば、使用されるリチウム化合物も異なる場合があり、それに応じてリチウム含有量も変化する可能性があります。