Turnigy Graphene Packs

Die Zellen (Testobjekt 4s 5000mAh Graphene 65C) zeichnen sich nach ersten Vorabtests hauptsächlich durch eine Chemie aus, die bei kühlen Temperaturen schon sehr niedrige Innenwiderstände liefert. Das halte ich erst einmal nicht unbedingt für einen Effekt des Graphen (sofern es denn wirklich drin ist) sondern wird vermutlich auf einer anderen chemischen Zusammensetzung des Elektrolyten beruhen.

Bei Raumtemperatur von 22°C liegt z.B. der ESR-Meter Kennwert um ca. 0.4mOhm unter dem schon sehr guten Werten der Bolt 5400. Werte, die die Bolt erst bei knapp 30°C erreicht. Mit wachsender Temperatur gleichen sich die Werte zwischen Graphene und Bolt dann allerdings an. Im 1kHz AC-Ri liegt die Graphene über der Bolt, was vermutlich der Konstruktion geschuldet ist. Die gegenüberliegenden Ableiter der Bolt sind einfach ein ganzes Stück breiter. Weitere Tests folgen noch.

Unter Gerds Standardmesszyklus werden die 65C Graphene sehr wahrscheinlich besser abschneiden als alle bisher gemessenen Zellen (bezogen auf eine Normalladeschlußspannung von 4.2V !), da der Zyklus bei Raumtemperatur beginnt und diese Zellen dabei einfach deutlich niederohmiger sind.

Es steht allerdings zu befürchten, dass durch die schon bei niedrigeren Temperaturen sehr aktiver Chemie die maximale Temperaturgrenze weiter gesunken ist. Darauf deuten auch die Hinweise aus der Bedienungsanleitung hin, die ein Gebrauchstemperaturfenster von 5°C - 49°C (40-120°F) nahe legen. Im Grunde liegt das nutzbare Temperaturfenster einfach ca. 10°C niedriger als bei bisherigen Zellen. Dies bringt für "Normalbenutzer", die ihre Zellen bei Umgebungstemperatur benutzen, sicherlich gefühlt mehr "Druck". Für "Performance-Nutzer", die bisher ihre Zellen auf die bestmögliche Betriebstemperatur vorgeheizt haben, wird sich kaum ein Unterschied ergeben - außer eben dem ca. 10°C niedrigeren Nutzungsfenster.

Gruß,
Jörg

Messpraxis

Messpraxis

Dank roewe sind die ersten Graphene Lipos bei mir eingetroffen.
Nun habt Geduld, da es i.l.d.n.W wohl erst die ersten Ergebnisse geben wird.

Ich werde als Maximaltemperatur "nur" 55°C (Start: >20°C-<22°C) zulassen und gehe im Lastdiagramm auch nicht
tiefer als 3,3V/Z bei der Hochstromentladung, aus zweierlei Rücksicht!
1. sind das fremde LiPos die anschließend ihrer Bestimmung über gehen.
2. sollte man Hinweis zum Nutzungstemperaturfenster ernst nehmen!


Mein Eindruck und die ersten Fakten:

Die sind derart wertig verpackt, dass man fast an eine Schmuckschatulle denkt. Wenn diese Kartons im Keller
herum liegen fragt bestimmt irgendwann die Frau ... Schatz, was befindet sich in den Kartons ... und strahlt ....

Hier mal in Bildersprache - Hartkarton:


Innenliegend dann der LiPo, in die Polsterfolie eingewickelt ein Samtbeutel (mit Zugband) und in dem der LiPo:


Ansprechende Farbgebung ...


... und hier die Testkandidaten:

Die ersten Konditionieren schon...

Messergebnisse (plus meine interne Schreibweise zu den Datenfiles):
HK-Graphene-4s-2200mAh-65C-1C-xx°C-25Ci-xx°C-1.txt - 287g-108x35x40-10AWG-XT60-BaSiXH-0,004V-0,xxV
HK-Graphene-3s-3000mAh-65C-1C-xx°C-25Ci-xx°C-1.txt - 301g-136x45x25-10AWG-XT90-BaSiXH-0,004V-0,xxV
HK-Graphene-3s-4000mAh-65C-1C-xx°C-25Ci-xx°C-1.txt - 394g-144x51x28-10AWG-XT90-BaSiXH-0,043V-0,xxV (0,043V!)

Die 4000 ist "leicht daneben", sie zeigt folgende Einzelspannungen (die andern nur 4mV): Z1:3,809V / Z2:3,834V / Z3:3,852V
Ich sehe das noch nicht als kritisch an (erst >0,05V) und werde die im Auge behalten wie sich der Einzelspannungsverlauf
unter höherer Last zeigt. Ich denke aber mal, das sich später nichts nachteiliges zeigen wird.


Eine Bitte - ich (wir) täten dankbar sein, wenn ab hier überwiegend Fakten sprechen.
Allgemeine LiPo-Fragen können auch woanders geklärt werden. Wenn ihr anderer Meinung seit, nur zu, dann ist es ebenso.

Die Klassische LIXx Ladung ist eine CC-CV Ladung wo man die CV Phase noch mehr oder weniger ausgeprägt kennt
und so manchen veranlasst, diese zu verkürzen weil die Warterei auf die letzten Milliamperestunden nichts bring.

... anders hier ...
Hier mal die Graphene und dessen CV-Phase (fast nicht mehr vorhanden!) bei dem ersten Test mit 1C Ladung (C)
und 5C Entladung (D) am Junsi:

C-2200mAh:


D: 2200mAh

... hier schwächelt Z3 etwas in der Spannungslage!

C-3000mAh:


C-4000mAh:


Die 3000 und 4000 (trotz der erhöhten Drift) zeigten nach der Konditionierung keinerlei
Auffälligkeiten - nur die 2200mAh und die Z3 ("grün" - ist aber sehr gering ... noch ...).

Tipp:
Der Ladespannungsverlauf zeigt einen ausgeprägten S-Schlag zwischen 3,95V/Z und 4,1V/Z.
Hier wäre es kontraproduktiv schon den Balancer arbeiten zulassen - bitte erst ab 4,1V/Z
den Balancer aktivieren um möglichst effiziente Ladezeiten zu erreichen!

Gerd, kann es sein das beim vorletzten Diagramm die Beschriftung nicht stimmt ? D:3000mAh ? Skala reicht bis 2000 wenn ich das richtig sehe, ist das evtl. die Entladung des 2200ers ?

Danke Crizz für das wache Auge - klar, hab's korrigiert!

Nachtrag:
Wenn ich mir den Spannungsverlauf bei den 5C Entladungen so ansehe, werde ich aus Rücksicht
nicht tiefer als 3,4V/Z bei den Hochstromentladungen gehen. Die Steilheit der abfallen Kurve,
unterhalb 3,6V/Z, ist das Signal dafür!

Gerd Giese schrieb:

Der Ladespannungsverlauf zeigt einen ausgeprägten S-Schlag

Zum Vergrößern anklicken....

Denkst du, der legt sich noch nach ein paar Zyklen?
Also nicht, dass er schädlich wäre, aber so viele Wendestellen im Spannungsgraphen habe ich noch nie gesehen...

Immerhin ist der charakteristische Kurvenverlauf ein Indiz, dass man sich wirklich was gedacht hat bei den Zellen (dass also mehr anders ist als nur das Label).

Danke Gerd. Es geht ja schon los... Einwandfrei. :-)
Ich bin gespannt, was die Woche bringt. Vorallem die kurze CV-Phase finde ich super. Aber bisher sind es ja nur 1C.
Wahnsinn wie die Akkus verpackt sind. Ich hatte sie noch gar nicht in den Händen gehalten. Kein Wunder, dass sie so teuer sind.

Grüße

Stefans 6s-4000mAh/65C ist heute auch bei mir eingetrudelt zum Testen - danke dafür!
Bild spare ich mir hier, da die exakt gleich verpackt war wie oben (#22) schon dargestellt.

.... und HK hat sich bei mir gemeldet, dank Julez (#1) Einsatz und schaun wir mal ob die mir
meine Wunschpacks zusenden!

1 x 3s 1000mAh / 45C
1 x 3s 1000mAh / 65C
1 x 3s 2200mAh / 45C
1 x 3s 2200mAh / 65C
1 x 4s 3000mAh / 45C
1 x 4s 3000mAh / 65C
1 x 6s 4000mAh / 45C
1 x 6s 4000mAh / 65C

Ich möchte nochmals den Warnhinweis geben die Zellen nicht zu überhitzen. Die neue Chemie ist kalt schon hammergut, leider sind die Ableiter nicht dementsprechend dimensioniert und verschweißt, so dass dort ein Hotspot entsteht, der sehr früh die ansonsten noch recht kühle Zelle lokal überhitzt. Ich kenne die Temp.-Grenze der Chemie noch nicht genau, aber bei 45°C wird die Zelle selbst schon sehr weich - also nicht von den seitlichen GFK-Platten irritieren lassen. Ein Vorschlag wäre einen zusätzlichen Temp.-Sensor an den Ableitern anzubringen und so die Zellen vor lokaler Überhitzung zu schützen.

OT - Hotspot Versuch - keine HK Zelle!

OT - Hotspot Versuch - keine HK Zelle!

Moin Sika,

du scheinst ja die Packs geöffnet zu haben und warum nennst dann keine Abmessungen der Ableiter und tätest wenigstens mit Bildern Fakten schaffen!?
Wäre doch mal eine super Ergänzung, denn ich werde das wohl nicht machen mit den User-LiPos ...

... aber mal etwas OT weiter wegen der erwähnten Hotspots:

"Hotspot" hier mal bei einen (älteren, 03/2014) 6s-4500/30C LiPo mit 30Cc(ontinuous = 135A) belastet und die Hochstromkabel nach unten zeigend.
Der LiPo lag auf dem Messtisch mit zwei 10mm Vierkanthölzern um keinen Wärmekontakt zur Platte zu haben.
Nach gut 80s zeigte die Wärmebildkamera dieses Temperaturverteilung.

• Außen waren es noch unter 45°C.
• In der Mitte die keilförmige Temperaturausbreitung, zum Zentrum schmaler, zu den Ableitern (Kopf) breiter werdend - dunkelgrün/gelb ca 55°C.
• Die Ableiter an der Platine hier schon partiell über 70°C! (ich habe da mal viele Messungen getätigt!)
• Aber noch brutaler sind die Hochstromleitungen von immerhin 10AWG (ca. 5qmm) - hier wohl jenseits der 88°C!
• Dadurch bleibt es natürlich nicht aus, dass hier auch die Kupferleitung erhebliche Wärme in die Hochstromableiter des LiPo einleiten - leider!!!
• Für den LiPo ist das extrem schädlich ...
• ...
• Anm.: Mein kleiner Messfühler befindet sich mittig im ersten Viertel unter dem Schrumpfschlauch zwischen den Zellen!
• Dazu habe ich ein Werkzeug um diesen Fühler sauber und ohne Beschädigungen der Zellen einzuschieben!

Aber, ganz klar: Das Gesamtpaket ist mit 65C spezifiziert OHNE Ausnahme ... bis auf eine ... die ich eingehen werde!
Die Hochstrombuchsen (XT90) sind natürlich dieser 65C Klasse eine netter Versuch aber völlig undersized...


Okay, OT off und zurück zur Graphene mit weiteren Fakten...

Hi Gerd,
war gestern nur mit dem Handy unterwegs, da war das Hochladen von Bildern und das Tippen etwas lästig...

Bild anbei. Bei den 5000er 65C haben die Ableiter eine Breite von 15mm und eine Dicke von 0.18mm, machte einen Querschnitt von 2.7mm². Zum Rest siehe Bild. Noch krasser werden die Hotspots, wenn man mit Strömen >200A (nur 5-10s Pulse) an die Zellen rangeht, da hat die Wärme noch weniger Zeit sich auszugleichen.

Gruß,
Jörg

Jörg, darf ich fragen wo du da das Problem siehst ? Die Ableiter (Alu, vernickeltes Kupfer) sind direkt per Ultraschall verschweißt. In meinen AUgen eine erheblich bessere Lösung, als einen Cu-Tab am Alu-Ableiter anzubringen und das ganze auf einer Platine zu verlöten, das Lot bringt da nur zusätzliche Übergangswiderstände, und je nachdem wie ein Hersteller die Platinchen fertigt können sich zusätzliche Schwachpunkte ergeben - Gerd kennt das Problem aus seinen Tests in der Vergangenheit ja zur Genüge.

Ich hatte den gemessenen Übergangswiderstand noch nicht genannt. Gemessen inkl. Verschweißung direkt zwischen den Stellen an denen Kupfer- bzw. Alulasche aus den Zellen kommen, beträgt dieser hier 0.12mOhm. Im Vergleich zu 0.65mOhm 1kHz Impedanz für die gesamten "Innereinen" einer Zelle im Zustand Betriebstemperatur (45°C).

Bei 45C = 225A sind dies 6W Verlustleistung. Der Alu-Ableiter ist 15mm breit, 0.18mm dick und ca. 20mm lang - macht eine Masse von 0.15g. Jagt man da 6W Verlustleistung rein, dann steigt die Temperatur um 45°C pro Sekunde. Gut, das ist ohne Berücksichtigung des Wärmeflusses in die Zelle und Abstrahlung, aber allein diese Überschlagsrechnung reicht aus, dass man diese derart verschweißten Ableiter nicht einmal 1 Sekunden mit 45C = 225A belasten mag - bzw. dann befürchen muss, dass die Zellen extrem schnell lokal überhitzen.

Gruß,
Jörg

Das wird aber m.E. durch das genannte verlöten auf PCBs nicht besser werden, zumal dort kein Alu mit Kupfer verbunden wird und diese Verbindung im Kopfbereich der Zelle an der Durchführung durch den Pouch bereits hergestellt wird. Hast du dazu mal Vergleiche angestellt ? Würde mich mal interessieren. Denn nur von einer Sache auszugehen ist eines, ein Vergleich mit verlöteten Zellen wäre da mal interessant.

Ich mag löten auch nicht, weil es zu viel Hitze in die inzwischen so extrem temperaturempfindlichen Zellen einträgt.

Viele verlöteten Zellen sind danach schon "ab Werk" leicht vorgeschädigt (erkennbar an erhöhten ESR-Ri-Kennzahlen) und/oder an einer leichten Blähung. Betroffen sind z.B. GensAce oder SLS Magnum - wobei hier die Ableiter ohne Platine zusammengelötet sind. IdR ist eine solche Verlötung, bei der die Ableiter übereinander verlötet werden (mit oder ohne Platine), vom Übergangswiderstand besser als eine so lang ausgeführte Z-Verschweißung wie bei den HK Heavy Duty oder HK Graphene. Zudem erhöht der Lötzinn und ggf. die Platine die Wärmekapazität an der Verbindungsstelle, was die Temperaturen tiefer hält. Besser als die Z-Verschweißung wäre es, würden die Ableiter L-förmig zueinander abgewinkelt und dann überlappend verschweißt - kürzere Ableiter und die Verbindung wäre gedoppelt. Ich schraube Packs nur noch zusammen bzw. verstärke die vorhandenen Ableiter mit geschraubten Kupferklemmen.

Es ist den Herstellern offenbar leider nicht bewusst, dass sie echte 65C Zellen (seitens der Chemie) mit 5-10C Verbindern "verscheißen".

Gruß,
Jörg

Es wäre mal interessant, unabhängig vom "Hersteller" besser gesagt Lieferant, obman z.B. via IR Foto/Laser dort eine deutliche Erhöhung der Temparatur vorfinden kann.
Denke nicht umsonst sind die Lieferanten von den Axialzellen weggegangen.
Früher gab es das mal, heute wüsste ich keinen, der mir in die Hände geraten ist.

Sika schrieb:

Es ist den Herstellern offenbar leider nicht bewusst, dass sie echte 65C Zellen (seitens der Chemie) mit 5-10C Verbindern "verscheißen". ...

Zum Vergrößern anklicken....

... trotz allem nur die halbe Wahrheit ... s. letzten Absatz unten!

Das ist ein Manko was ich allmählich hab aufgegeben. Gegen diesen uneinsichtigen Starrsinn anzukämpfen ist wirklich müßig, dürfen
auch(!!!) gerne andere mit Nachdruck machen!
Leute, sendet jede Menge eMails mit den Vorschlägen an die Vertreiber ... Gens-Ace ... HK ... Fullymax ...
Man bekommt Dinge als Gegenargument zu hören wie ... Dichtigkeit gefährdet ... Gewicht zu hoch ... Fertigungsaufwand steigt u.v.m,
in meinen Augen auch Ausreden!

Was wir außen an der Zelle sehen ist ja "nur" der "Sammelkontakt" (Plus und Minus) der einzelnen Lagen, dessen Kontakte innen erst zu
einem Ableiterband zusammengeführt werden (das sehen/nutzen wir außen)! Auch dessen einzelne Kontaktbänder, der 'zig Anoden- und
Kathodenschichten, müssten vom Querschnitt mit wachsen! Dann erst wird ein lastgerechter Anschluss daraus ... und wir hätten mindestens,
ohne eine Neue Chemie, >10% kühlere Zellen unter Hochlast! Und das beste - geringere partiell höhere Temperaturen, was die Zellenform eben
noch mehr stresst. ... siehe hier #30 von einer Wärmebildkamera.

Nachtrag: Hier sind die einzelnen Kathoden- und Anodenschichten (Kupfer-/Alu-Kontakte) gut erkennbar und den Wust an einzelnen Kontaktzungen!


Hier sind die dann schon verschweißt (Zellen aber noch "trocken") und die Zunge zeigt später, wenn diese halbfertige LiPoschichten
in die Aluhülle (Zellen werden befüllt) umschweißt sind, heraus. Die Kontaktzungen werden (noch) händisch abgelängt ...

Ein weiteres Problem ... glaubt man ja nicht, dass die einzelnen Kontaktzungen alle GLEICH lang sind wenn die zu einem Sammelkontakt
verschweißt wurden. Als ich das mal gefragt habe - so sagte mir man - hat "man" nur völlig unverständlich geschaut ... ???
Die mittige hat es gut aber die außen liegenden? All das in letzter Konsequenz macht eben eine Zellen besonders gut oder
eben schlechter bei hohen Strömen.

... so, das soll es sein und danke an UVWXYZ ("man" weiß es schon) , der mir diese Fotos zur Verfügung gestellt hat!


Gerne zurück zum Graphene LiPotyp. Was sämtliche LiPotypen betrifft, macht bitte dazu einen neuen Thread auf!

Habe endlich mal ein Log machen können.
Ist Leider nicht sehr lang habe zur Übersichtlichkeit nur Packspannung, beste und schlechteste Zelle und Strom.
Es handelt sich um ein 6S 4000mAh war auf circa 30Grad vorgewärmt.

Wieso ist der Strom die meiste Zeit nur 0 Ampere?

schaut mir nach Segler aus