在整個放電過程中鋰離子電池的電壓曲線可以分為 3 個階段：

1）電池在初始階段端電壓快速下降，放電倍率越大，電壓下降的越快；

2）電池電壓進入一個緩慢變化的階段，這段時間稱為電池的平臺區(qū)，放電倍率越小，平臺區(qū)持續(xù)的時間越長，平臺電壓越高，電壓下降越緩慢。

3） 在電池電量接近放完時， 電池負載電壓開始急劇下降直至達到放電截止電壓。

測試時，采集數(shù)據(jù)的方式有兩種：（1）根據(jù)設(shè)定的時間間隔Δt采集電流，電壓和時間等數(shù)據(jù)；（2）根據(jù)設(shè)定電壓變化差ΔV采集電流，電壓和時間數(shù)據(jù)。充放電設(shè)備的精度主要包括電流精度、電壓精度、時間精度。表2是某款充放電機的設(shè)備參數(shù)，其中，% FS 表示全量程的百分?jǐn)?shù)，0.05%RD是指測量的誤差在讀數(shù)的0.05%范圍內(nèi)。 

表2 某款充放電機的設(shè)備參數(shù) 

充放電設(shè)備一般采用數(shù)控恒流源代替負載電阻作負載，使電池的輸出電壓與回路中串聯(lián)電阻或寄生電阻無關(guān)，而只與電池等效的理想電壓源的電壓E 和內(nèi)阻r 以及回路電流 I 相關(guān)。如果使用電阻做負載，設(shè)電池等效的理想電壓源的電壓為E，內(nèi)阻為 r，負載電阻為R，用電壓表測量負載電阻兩端的電壓，如圖6上圖所示。但是，實際情況下，電路中存在引線電阻和夾具接觸電阻（統(tǒng)一為寄生電阻）圖 6上圖的等效電路圖為圖6下圖所示。實際情況下不可避免地引入了寄生電阻，從而使總的負載電阻變大，但是測量的電壓是負載電阻R 兩端的電壓，因此引入了誤差。

當(dāng)電流為I1的恒流源作為負載時，恒流源負載原理圖和實際等效電路圖如圖7所示。E、I1為恒定值，r在一定時間內(nèi)不變。

由以上公式可知A、B兩點電壓為恒定值，即電池的輸出電壓與回路中串聯(lián)電阻的大小無關(guān)，當(dāng)然也就與寄生電阻無關(guān)。另外，四端子測量方式可以實現(xiàn)對電池輸出電壓的較準(zhǔn)確測量。

恒流源是一種能向負載提供恒定電流的電源裝置，在外界電網(wǎng)電源產(chǎn)生波動和阻抗特性發(fā)生變化時它仍能使輸出電流保持恒定。

2.1 放電測試模式

充放電測試設(shè)備一般使用半導(dǎo)體器件作為通流元件，通過調(diào)整半導(dǎo)體器件的控制信號，可以模擬出恒流，恒壓，恒阻等多種不同特性的負載。鋰離子電池放電測試模式主要包括恒流放電、恒阻放電、恒功率放電等。在各放電模式下還可以分出連續(xù)放電和間隔放電，其中根據(jù)時間的長短，間隔放電又可以分為間歇放電和脈沖放電。放電測試時，電池根據(jù)設(shè)定的模式進行放電，達到設(shè)定的條件后停止放電，放電截止條件包括設(shè)定電壓截止、設(shè)定時間截止、設(shè)定容量截止，設(shè)定負電壓梯度截止等。電池放電電壓的變化與放電制度有關(guān)，即放電曲線的變化還受放電制度的影響，包括：放電電流，放電溫度，放電終止電壓；間歇還是連續(xù)放電。放電電流越大，工作電壓下降越快；隨放電溫度的增加，放電曲線變化較平緩。

（1）恒流放電

恒流放電時，設(shè)定電流值，然后通過調(diào)節(jié)數(shù)控恒流源來達到這一電流值，從而實現(xiàn)電池的恒流放電，同時采集電池的端電壓的變化，用來檢測電池的放電特性。恒流放電是放電電流不變，但是電池電壓持續(xù)下降，所以功率持續(xù)下降的放電。圖5就是鋰離子電池恒流放電的電壓和電流曲線。由于用恒電流放電，時間坐標(biāo)軸很容易轉(zhuǎn)換為容量（電流與時間的乘積）坐標(biāo)軸。圖8是恒流放電時電壓-容量曲線。恒流放電是鋰離子電池測試中最常使用的放電方式。

（2）恒功率放電

恒功率放電時，首先設(shè)定恒功率的功率值P，并采集電池的輸出電壓U。在放電過程中，要求P恒定不變，但是U是不斷變化的，所以需要根據(jù)公式I = P / U不斷地調(diào)節(jié)數(shù)控恒流源的電流I以達到恒功率放電的目的。保持放電功率不變，因放電過程中電池的電壓持續(xù)下降，所以恒功率放電中電流是持續(xù)上升的。由于用恒功率放電，時間坐標(biāo)軸很容易轉(zhuǎn)換為能量（功率與時間的乘積）坐標(biāo)軸。圖9是鋰離子電池典型的恒功率充、放電曲線。

圖10是磷酸鐵鋰電池兩種模式下不同倍率充放電測試結(jié)果。根據(jù)圖10(a)的容量曲線，恒流模式下隨著充放電電流的增大，電池實際充放電容量均逐漸變小但變化幅度相對較小。恒功率模式下電池的實際充放電容量也隨功率的增加而逐漸減小，且倍率越大，容量衰減越快。1 h 率放電容量較恒流模式為低。同時，當(dāng)充放電倍率低于5 h 率時，恒功率條件下電池容量較高，而高于5 h 率時則恒流條件下電池容量較高。

從圖10(b)所示的容量-電壓曲線可以看出，在低倍率條件下，磷酸鐵鋰電池兩種模式容量-電壓曲線接近，且充放電電壓平臺變化不大，但在高倍率條件下，恒流-恒壓模式的恒壓時間明顯加長，且充電電壓平臺明顯升高，放電電壓平臺明顯降低。

（3）恒阻放電

恒阻放電時，首先設(shè)定恒定的電阻值R，采集電池的輸出電壓U，在放電過程中，要求R恒定不變，但是U是不斷變化的，所以需要根據(jù)公式I=U/R不斷地調(diào)節(jié)數(shù)控恒流源的電流I值以達到恒電阻放電的目的。電池的電壓在放電過程是一直在下降的，電阻不變，所以放電電流I也是一個下降的過程。 

（4）連續(xù)放電、間歇放電和脈沖放電

電池在恒電流、恒功率和恒電阻三種方式下放電的同時，利用定時功能以實現(xiàn)連續(xù)放電、間歇放電和脈沖放電的控制。圖11 是典型脈沖充放電測試的電流曲線和電壓曲線。