Früherkennung von Defekten in Lithium-Zellen

[Gerd Giese]

... richtig tolles Thema ...

... richtig tolles Thema ...

Weißt du Crizz, ich sehe das entspannt und erinnere mich ... was war mit dem "Reflex-Laden" und dem daraus entstandenen
Standard-ICS1700A (1702 o.ä.), das in einigen Ladern auch verbaut wurde, und wir plötzlich "wiederbelebte, frische und
länger lebende NiCd" hatten. Zumindest bei den Ladern, wo das Prinzip auch 100% umgesetzt wurde
(Mercury-C-Reflex-Charger von H. Hölzel / MEGRA Akkutronic ... und ...?) und nicht halbherzig softwaremäßig nachgeahmt!
Auch das war anfangs fast Utopie und ganz schlagartig danach für jedermann erschwinglich.... und leider verkannt!

Das heutige Problem sind die "Halbwertszeiten" technischer Innovationen, wie unsere LiPos.
Bis sich derartiges im Konsumerbereich durchsetzen könnte, haben wir schon wieder eine neue Akkutechnologie ...

Für unsere "hoch gezüchteten" High-Rating Zellen absolute Utopie und Wunschdenken fürchte ich, da "diese"
(Luft-/Raumfahrt) Zellen allenfalls etwas mit unseren gemein haben - Prinzip des Aufbaus und ihre Nennspannung!


Für den Alltag ...
Jeder Akku verliert Ladung i.L.d.Z. Wenn alles normal läuft ist die absolute Höhe zweitrangig. Hellhörig sollte man
werden, wenn einzelne Zellen im Pack auseinander driften. Ich werde so oft gefragt ... ist das normal, dass die plötzlich
nach 4 Wochen 0,03V (oder mehr) auseinander driften? Nein ist es nicht, für mich ein klares Indiz, dass hier schon
eine "Mikroschädigung" eingesetzt hat und deshalb immer mein Rat - das Pack unter Beobachtung halten!
... und entgegen den Prinzipien des "Nichtbalancens" sollte man Balancen beim Storage-Lagern, um diese Auffälligkeiten
erst zu erkennen!

Jetzt kommt der Mensch in's Spiel. Technische Zeichen wollen gedeutet werden. Nur wie tolerant stehen wir dem
Ergebnis gegenüber daraus wirklich die Konsequenzen zu ziehen: entsorgen - beobachten - oder weiter wie gehabt?

Das könnt nur Ihr euch selber Beantworten und fangt am besten an, wie tolerant ihr schon beim Lagern und der
"robusten" Handhabung (mal hier ein Beulchen mal dort ein kurzer Kurzschlüsschen ...Funke... ) mit den Zellen umgeht. Im
Heli-Universum werden öffentlich Tipps verbreitet die CV-Phase auszuschalten und dafür lieber auf 4,25V/Z bis teilw.
4,35V/Z bei mehr als 2C (bis 8C - was der LiPo eben her gibt) laden! ... alles scheinbar "normal" wenn er möglichst schnell
Vollgeladen werden soll, immer daran denken!

Jedenfalls ist es sehr schwer hier überzeugend zu Argumentieren wenn es i.G ausschließlich von den persönlichen Prioritäten
abhängt das Richtige zu tun!

Im Grunde müsste die Technik uns das Handeln aufzwingen - ich schätze es ist zur Zeit umgekehrt!

... sorry, für das leicht OT - aber das viel mir spontan ein!

 

[DieterH]

"Gut gebrüllt , Löwe !"
Du solltest in die Politik . . .

 

[schiwo1]

Für den Alltag ...
Jeder Akku verliert Ladung i.L.d.Z. Wenn alles normal läuft ist die absolute Höhe zweitrangig. Hellhörig sollte man
werden, wenn einzelne Zellen im Pack auseinander driften. Ich werde so oft gefragt ... ist das normal, dass die plötzlich
nach 4 Wochen 0,03V (oder mehr) auseinander driften? Nein ist es nicht, für mich ein klares Indiz, dass hier schon
eine "Mikroschädigung" eingesetzt hat und deshalb immer mein Rat - das Pack unter Beobachtung halten!

Ähmm, du meinst eher 0,3 V.
Drei Hundertstel Spannungsverlust ueber ein paar Wochen bedeutet garnix. Das liegt innerhalb der Toleranz deines Messgeraets bzw wird schon durch Temperaturschwankungen des Lagerorts verursacht

Und nachwievor: wenn die Akkus auf 3,7x V Lagerspannung entladen sind, reicht die verbleibende Restenergie nicht mehr zu einem Brand aus.

Die verbleibende Frage ist: was tun mit den LiPos die als Empfaengerstromversorgung, Videobrille, etc verbaut sind und nicht nach jedem Flugtag auf Lagerspannung entladen werden (zumindest bei mir nicht) . Hier ware mE eine Temperaturueberwachung sinnvoll.

Gruss Stephan

 

[fireball412]

Und nachwievor: wenn die Akkus auf 3,7x V Lagerspannung entladen sind, reicht die verbleibende Restenergie nicht mehr zu einem Brand aus.

Gibt es dazu eine Quelle bzw. gilt das als erwiesen?

 

[Crizz]

Das kannst du ganz einfach testen, indem du einen Akku dessen Zellspannung im lastfreien Zustand bei 3,70 V liegt mal an einen Lader anschließt, das Entladeprogramm startest und einen Strom von 1c einstellst. Du siehst dann sofort wie stark die Spannung dabei einbricht. Wenn du dir dann mal den Rechenschieber nimmst und die mögliche Leistung pro Sekunde im Kurzschlußfall ausrechnest wirst du auf ein sehr ernüchterndes Ergebnis kommen.

Das hat natürlich nur Gültigkeit für die Zellen die in den geschätzt letzten 24 - 30 Monaten auf den Markt gekommen sind bzw. deren Technik seit dem Verwendung findet, wenn man die ollen Polyquiest XQ oder XF nimmt sieht das wieder anders aus, die konnte man auhc bis 2,75 V entladen ohne das sie sofort "sauer" wurden, war ne ganz andere Chemie, ist zwar bei 45c bis auf 3.10 V eingebrochen aber hat die bis zum bitteren Ende gehalten ohne zu kochen.

 

[BZFrank]

Gibt es dazu eine Quelle bzw. gilt das als erwiesen?

Ich habe auch mal etwas dazu überschlägig ausgerechnet das die Aussage stützt:

http://www.rc-network.de/forum/show...icher-lagern?p=3151507&viewfull=1#post3151507

Gruß

Frank

 

[BZFrank]

Drei Hundertstel Spannungsverlust ueber ein paar Wochen bedeutet garnix. Das liegt innerhalb der Toleranz deines Messgeraets bzw wird schon durch Temperaturschwankungen des Lagerorts verursacht

Richtig wenn für die ganze Zelle betrachtet. Driftet aber in der Zeit nur eine Zelle nach unten weg und entfernt sich von den anderen...

Gruß

Frank

 

[Gerd Giese]

... genau Frank ... s. #21 - Jetzt kommt der Mensch...
(Ich habe vor >2J schon für mich mal ein Excel-Prog geschrieben um die Temperaturerhöhung vorher zu wissen als ich "DAS" schon gepredigt habe!)

Gibt es dazu eine Quelle bzw. gilt das als erwiesen?

Guten Morgen Stefan und JA,
was ist für dich ein Beweis; "schlüssige Physik" - was ist vertrauenswürdig; ist WiKi für dich die Bibel , oder
erst mit Unterschrift Dr.Dr.Prof ... ... das kennst Du: http://www.elektromodellflug.de/lipo-leitfaden-faq.html
Äh, daraus kann ich ja nur schließen, wir scheinen nicht genügend Vertrauenswürdig zu sein und
sind einen "erwiesenen" Beweis schuldig ... !

 

[fireball412]

Äh, daraus kann ich ja nur schließen, wir scheinen nicht genügend Vertrauenswürdig zu sein und
sind einen "erwiesenen" Beweis schuldig ... !

Hallo Gerd,

ich denke die Frage der "Vertrauenswürdigkeit" ist im Internet ziemlich schwierig. Außerhalb des Netzes entsteht diese aus persönlicher Erfahrung mit dem Gegenüber (in der Regel wenige verschiedene Leute über Jahre hinweg). Im Internet würde das bedeuten, dass man zu zahlreichen Themen aufwändig alle früheren Posts der Autoren durchlesen muss, um sich eine Meinung zu bilden. Durch Verweis auf Quellen oder durch in sich bewiesene Darstellungen ist das umgangen. Aus meiner Sicht ist das generell die bessere Art.

Das Expertenargument wird spätestens dann zur Farce, wenn man bspw. Dritten erzählt, das ist so, weil das der Gerd gesagt hat.

Viele Grüße
Stefan

 

[Gerd Giese]

Das Expertenargument wird spätestens dann zur Farce ...

Äh, die "Experten" mit ihren Argumenten sind hier anwesend ... nur mal so!

ich denke die Frage der "Vertrauenswürdigkeit" ist im Internet ziemlich schwierig.

Genau Stefan, wer bist Du, warum wiederlegst unsere Aussage nicht - zumindest in der Theorie?
Dann wären wir weider am Abzug aber einfach anzweifeln (= erwiesen?) - sorry - ist doch',
büschen zu einfach, findest nicht? Dir ist hoffentlich bewußt welche Brisanz in dem "einfachen"
Hinweis steckt ... >>Gibt es dazu eine Quelle bzw. gilt das als erwiesen? << ... schnell
geschrieben und für die Adressaten der Horror! (Frank hat es aufgeschlüsselt per Link)

Bitte das mal nur als "provokant ketzerisch" ansehen und NICHT persönlich nehmen, denn
gesundes Misstrauen ist angebracht in der heutigen Zeit! ... alles weiter dazu bitte per PN.

... aber gerne zurück zum Thema: Früherkennung von Defekten in Lithium-Zellen

 

[DieterH]

... aber gerne zurück zum Thema: Früherkennung von Defekten in Lithium-Zellen

Meine eigene Früherkennung setzt bereits kurz nach dem LiPo-Kauf ein.
Die "Messgeräte" sind oben genanntes Mißtrauen, Alltags-Realität und schmerzliche eigene Erfahrungen . . .
"Theorie dreikommasieben" wende ich zwar auch an, genügt mir aber nicht!

Gerd - bei dir möchte ich mal "Mäuschen spielen", wie du deine LiPos tatsächlich lagerst . . .
Gruß
Dieter

 

[Gerd Giese]

Gerd - bei dir möchte ich mal "Mäuschen spielen", wie du deine LiPos tatsächlich lagerst . . .
Gruß
Dieter

Hi Dieter, zwar OT aber das "tatsächlich" ist kein Geheimnis. Neuware in den feuerfesten Behältern,
Gebrauchtware ganz normal auf ca. 2m Länge nebeneinander auf dem Regal liegend. Und du darfst
gerne unangemeldet mit einem LiPoCecker klingen und Akkus testen. Wirst keinen finden im Regal
über 3,75V/Z ...

 

[PIK 20]

Hi Dieter, zwar OT aber das "tatsächlich" ist kein Geheimnis. Neuware in den feuerfesten Behältern,
Gebrauchtware ganz normal auf ca. 2m Länge nebeneinander auf dem Regal liegend. Und du darfst
gerne unangemeldet mit einem LiPoCecker klingen und Akkus testen. Wirst keinen finden im Regal
über 3,75V/Z ...

Hallo Gerd,
das heißt dass du deine Lipos auf die 3.7-3.75V bringst und ansonsten ohne weiteren Vorkehrungen bei normalen Kellertemperaturen lagerst?

Ich bin wegen der Diskussionen schon so sehr verunsichert dass ich nicht recht weiß was ich machen soll. Z.Zt. habe ich meine Lipos auf 2.7V in einem normalen Schrank im Kellergang bei Temperaturen um 10 - max.12°C verstaut. Über die freiliegenden Kontakte der Lipos habe ich ein passendes Kraftstoffschläuchchen geschoben um jeden Kurzschluss zu vermeiden.
Siehst du das als ausreichend sicher an?

Gruß Heinz

 

[sigimann]

Hallo Gerd

Da will ich noch ne Frage dranhängen.

Lagern, is klar

bei 3,7 V - offen im kühlen Keller o.k einfacher geht's ja kaum


Laden

Offen auf Regalbrett im Keller, aber nur unter Beobachtung, d.H. anwesend, zumindest mit der Nase im offenen Nachbarraum ?
oder nur drausen ?

Aber was bringt dieser Lipo Save Beutel
Kollegen laden, lagern und transportieren nur im Beutel und halten das für sicher ?

Sigi

 

[Gerd Giese]

...das heißt dass du deine Lipos auf die 3.7-3.75V bringst und ansonsten ohne weiteren Vorkehrungen bei normalen Kellertemperaturen lagerst? ...

... exakt, so handhabe ich das.

...
Laden
Offen auf Regalbrett im Keller, aber nur unter Beobachtung, d.H. anwesend, zumindest mit der Nase im offenen Nachbarraum ?
oder nur drausen ?
Aber was bringt dieser Lipo Save Beutel
Kollegen laden, lagern und transportieren nur im Beutel und halten das für sicher ?

Laden: Mist erwischt... nicht immer unter Aufsicht aber nur in hohen Tontöpfen noch eben offen! Bedenke, ich habe in
diesem Sadium ausschließlich Neuware! Ich Lade nur zu Hause wegen meiner Testertätigkeit. Zum Fliegen ausschließlich Vorort
mit 2-4C (das dürfen alle meine LiPos) in knapp 30-/12-Minuten!

Save beutel: Nutze ich nicht weil ich persönlich davon nix halte und von Unsicherheit geprägt bin. Leider sind die nicht alle
aus so hochwertigem Material (hoher Flammpunkt und lange Standzeit extremer Temperaturen - gerade das Klettband!) gefertigt,
dass die wirklich schlimmeres Verhüten und der Kunde glaubt sich in Sicherheit ... suche einfach nur mal auf Youtube danach ...

 

[Akkumulator]

Hallo Gerd,


Ich bin wegen der Diskussionen schon so sehr verunsichert dass ich nicht recht weiß was ich machen soll. Z.Zt. habe ich meine Lipos auf 2.7V in einem normalen Schrank im Kellergang bei Temperaturen um 10 - max.12°C verstaut.
Siehst du das als ausreichend sicher an?

Gruß Heinz

Hallo Heinz, (Unterstrich von mir)

kann es sein, das Du eigentlich 3,7V statt 2,7V schreiben wolltest?

Grüße Peter

 

[PIK 20]

Hallo Peter,

du hast natürlich recht. 3.7V sind natürlich richtig. Wollte dich nur auf die Probe stellen ob du aufgepasst hast

Aber ich bin Gerd dankbar dass er soweit meine Handhabung für praktikabel sicher hält. Ich war wirklich total verunsichert.

Danke Gerd

Gruß Heinz

 

[s.nase]

Mir geht es dabei darum, eine weitere Testmöglichkeit zu haben um neue Zellen vorsorglich zu selektieren. Als kontinuierliche ÜberwachungsMetode wäre mir die Suche nach MicroKurtschlüßen auch etwas zu aufwendig.

Die MicroKurtschlüße direkt zu zählen geht dann wohl nur mit einem Ozi, da die kleine Kurtschlüße anscheinend nur sehr kleine und kurze Spannungseinbrüche verursachen. Hat man kein vernüftiges Ozi zur Hand, bleibt nur die indirekte Methode über die absinkende Ruhespannung an einer fast leeren Zelle über mehrere Tage. Wobei mir etwas unwohl dabei währe, wenn ich meine Zellen über mehrere Tage auf sehr niedriger Zellenspannung lagern müßte.

Für mich interessant währe auf jeden Fall dabei, ob sich durch mechanische Vibrationen, die Anzahl der MicroKurtschlüße erhöht. Wenn ja, dann könnte das ein gutes Qualitätsmerkmal sein. So liese sich von aussen vieleicht nicht nur die Leistung von einer Zelle beurteilen, sondern vieleicht auch die Herstellungsqualität.

Den Testaufbau für eine direkte Zählung der MicroKurtschlüße mit einem Ozi stelle ich mir so vor. Die voll geladene Zelle mit ein normalen Lader auf 30% relativ langsam entladen und leichzeitig balanceiren(wenn nötig mit einem ext.Balancer). Dann einen ensprechenden passiv Entladewiederstand an die Zelle hängen, um keinen Spannungsrippel von aussen in die Messung ein zu tragen. Dabei die langsam sinkende Zellenspannung von einem Ozi aufzeichnen lassen, um später tatsächlich nur den reinen Spannungrippel der Zelle auswerten zu können. Gleichzeitig die Zelle mit (z.B. einem gedrosselten Schwingschleifer) mechanischen Vibrationen belasten, um eventuelle Veränderungen dadurch vergleichen zu können. Wie hoch der Entladestrom über den passiven Entladwiederstand sein muß um ein möglich deutliches ZellenspannungsRauschen mit dem Ozi aufzeichnen zu können, müßte man erstmal austesten. Vermutlich ist aber ein relativ niediger Entladestrom sinnvoll.

Die passive Zählung über den generellen RuheSPannungsabfall von fast leeren Zellen, könnte man mit einem ext. Balancer und mit der MonitorFunktion eines Laders(oder Logger) machen. Zellen laden und dann mit relativ niedigen Enladestrom auf etwa 3.3V bringen. Bein Entladen bringt der ext.Balancer alle Zellen auf möglichst gleiche Zellenspannung. Dann zwei bis drei Wochen liegen lassen, und danach die Zellenspannungen vergleichen. Optimal währe es natürlich, wenn man die Zellenspannunen während der drei Wochen stendig aufzeichnen lässt. Aber ich glaube kaum das jemand seinen Lader über dei Wochen lang im Monitormodus laufen lassen will. Man kann zwar bei manchen Ladern und Loggern den Messintervall deutlich verringern, aber für ein 3WochenLog wird der LogSpeicher sicher trozdem nicht reichen. Da ist es vermutlich sinnvoller, einen LipoChecker mit ext. Stromversorgung(über BEC-Anschluß) zu verwenden. So bekommt man zwar kein Log von den drei Wochen, kann aber immer mal wieder auf die aktuellen Zellenspannungen schaun. Manche LipoChecker bieten auch ne Alarmfuktion, bei erreichen einer bestimmten MinimalZellenSpannung.

Vorteil der passiven Zählung ist, das man praktisch beliebig viele Zellen gleichzeitig direkt miteinander vergleichen kann. Ein normaler Ozi hat meistens nur 1-4 Messeingänge, aber die Zählung dauert am Ozi auch nur wenige Minuten .

 

[Crizz]

Ich wette ne Kiste "Metternich" das das Problem binnen der nächsten 24 Monate ohnehin obsolet sein wird. Wenn man die derzeitige Entwicklung berücksichtigt wird es in der Phase die ersten "selbstheilenden" Lithiumbasierten Zellen geben, ähnlich wie es bei Elkos in den 70ern irgendwann durchbrach. Dann sind Micro-Shortcuts kein Thema mehr, die betroffenen Stellen isolieren sich durch Kristalisation selber, es nimmt lediglich die Kapazität ab. Ich bin fest überzeugt, das die Industrie aufgrund der entsprechenden Vorgaben der Rüstungs- und Luftfahrtindustrie da bereits entsprechende Prototypings oder zumindest Entwürfe in der Pipeline hat - wenn nicht sogar gänzlich andere Energieversorgungen.

 

[s.nase]

So wie ich das verstehe, habe ja auch schon heutige LitiumAkkus eine Art Selbstheilung. Sonst würden ja auch schon kleine MicroKurtschlüße sofort dazu führen, das der Akku unwiederuflig verloren ist. Sonst währe dann auch kein SpannungsRauschen(zeitlich begrenzte Spannunseinbrüche) mehr nachweisbar, sondern eine kontinuierlich ansteigende Selbstentladung. Erst wenn die MicroKurtschlüße bei heutigen LitiumAkkus über hand nehmen und die dadurch entstehende Wärmeentwicklung zum versagen der Isolation führt, kippt auch ein heutigerLipo um und brennt ab.