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Das kleine „LiPo ABC“ für den Alltag

<span style="color:#000E76">Das kleine „LiPo-ABC“ für den Alltag</span>

Gerd Giese



lipo-demo.jpg

Lithium -Polymer (LiPo)-Akkus werden immer leistungsstärker und gleichzeitig immer leichter. Das zeigen die neu auf den Markt kommenden LiPos ganz deutlich. Endlos kann es aber nicht weitergehen und wie es im Leben so ist, das Gute und Schlechte hält sich immer die Waage und so werden die neuen LiPo-Akkus wieder erheblich empfindlicher.
Der richtige Umgang mit den Akkus wird in Zukunft wieder deutlich wichtiger und das hat uns dazu bewogen, eine kleine "Anleitung" für den Umgang mit LiPos zusammenzustellen.

Wie benutzt man LiPo-Akkus richtig?
Der Nutzen eines LiPos ist optimal, wenn er möglichst oft verwendet wird (Zyklen). Dabei gilt: Nicht an den Ladezyklen sparen denn das mehrmalige Schnellladen des LiPos ist erheblich effizienter, als diese Zyklen auf viele Packs zu verteilen. Der LiPo wirkt deutlich frischer über die gesamte Zyklendauer von (normal) 150 bis max. 200 Zyklen! Alter schädigt mehr als ständiger Nutzen. Vorausgesetzt man bewegt sich innerhalb der Spezifikationen des Akkus. Vorteil: Man kauft nicht mehr, sondern früher neue Packs, die zudem einen Fertigungs- oder Technologieschub erfahren haben.

Grundsätzliche Kontrolle
Um einen LiPo-Akku zu kontrollieren, kann die sogenannte Zellenspannungs-Differenz und -Höhe herangezogen werden. Bei der Auslieferung eines Akkus sollte die Differenz nicht mehr als 0,05 Volt (50 mV) bzw. nicht unter 3,6 V/Zelle betragen. Liegen diese Werte darüber, sollte der Akku möglichst sofort beim Händler reklamiert werden! Kontrollieren kann man die Spannungen mit der Balanceranzeige im Ladegerät oder alternativ mit einem LiPo-Checker. Der LiPo-Checker sollte vorher allerdings auf korrekte Funktion überprüft werden, damit die gemessene Spannung auch möglichst genau stimmt. Eine Abweichung bis zu 0,03 V (30 mV) ist leider bei vielen LiPo-Checkern normal. Wer im Besitz eines Digital-Multimeters ist, sollte zur Spannungsmessung dessen Anzeigewerte vertrauen.

Info zum LiPo-Checker
Jeder LiPo-Typ hat eine „eigene“ Spannungskurve …das weiß aber der LiPo-Checker nicht. Hier entsprechen „nur“ 50 mV/Zelle (0,05 V/Z) schon einer Fülldifferenz von über 20 %! Der Checker ist ein Universalinstrument und kein auf diesen einen LiPo-Typ abgestimmtes Messgerät. Der LiPo-Checker soll nur einen ersten Anhaltspunkt liefern mit einer sehr groben Füllgenauigkeit. Viel wichtiger ist die Spannungsanzeige, nicht der Prozentwert, den sollte man wegen der erheblichen Ungenauigkeiten ignorieren. Mit ihm sollte man nur drei Zustände im Leerlauf prüfen: Voll: >4,15 V/Z - Leer: <3,6 V/Z - Spannungsdifferenzen: > 50 mV/Z wären kritisch (">" größer als, "<" kleiner als).

lipo-checker-beispiel.jpgStellvertretend für die LiPo-Checker hier ein Beispiel. Die Anzeige offenbart beim 6s-LiPo 22,43 V (3,73 V/Z). Zelle "6" blinkt und signalisiert Unterspannung (lässt sich alles per Menüführung einzeln abrufen). Der Füllgrad mit 20 % ist hier korrekt, was aber nicht immer der Fall sein muss!

Die ersten Ladungen
Ausschließlich nur Ladegeräte mit integriertem Balancer und als Ladung nur das „CC-CV“ (CC = Konstantstrom, CV = Konstantspannung) Ladeverfahren verwenden. Als Ladestrom haben sich für den Anfang 1C (1C entspricht einem Ladestrom von 1x der Kapazität in Ampere, für einen 2200 mAh Akku also 2,2 A Ladestrom) bewährt, nach ein paar Ladungen (Zyklen) kann dieser dann auf die vom Händler/Hersteller freigegebene maximale Laderate erhöht werden.

Laden wenn der LiPo sehr kalt oder warm ist
Natürlich kann der Akku auch bei gut handwarmen (max. 40 °Celsius) oder kalten Temperaturen (min. 10 °C) schnell geladen werden! Dabei sollte der höchste Ladestrom aber in keinem Fall auf die maximal mögliche C-Rate eingestellt werden. Wenn der Akku z. B. mit einer maximalen Laderate von 4C freigegeben ist, dann sollte in diesem Fall max. 2-3C gewählt werden.
Ist der Akku so richtig heiß (deutlich über 40 °C), ist es sinnvoll, ihn erst etwas abkühlen zu lassen (wichtig wäre es zusätzlich den Antrieb zu analysieren oder einen Akku mit einer höheren C-Rate zu verwenden).
Sollte der Akku unter 10 °C kalt sein, wären Laderaten von unter 1C (typisch: 0,2C bis 0,5C) ratsam. Bei fallender Temperatur ist aber zu beachten, dass der Übergang von 4C auf unter 1C nicht plötzlich, sondern ebenso fließend ist. Daher empfehlen wir bei kalten Temperaturen schon ab 15 °C den Ladestrom deutlich zu reduzieren.

Das Balancen
Mit Balancen ist das Ausgleichen (Balancieren) der Akkuspannung innerhalb eines Akkupacks gemeint. Des Weiteren erhöht es die Betriebssicherheit des Ladevorgangs und sorgt gleichzeitig dafür, dass alle Akkus den gleichen Ladezustand haben. Das ist beim Nutzen/Entladen, also im Modell, nicht notwendig aber beim Laden dafür unverzichtbar. Auch während einer Testentladung ist ein Balancieren nicht nötig, eher sogar kontraproduktiv. Ebenso wenn ein LiPo auf Lagerspannung gebracht wird. Gute Ladegeräte starten erst ab einer bestimmten Spannungsschwelle (z. B. 3,8 V/Zelle) mit dem Balancen der Einzelzellen. Das Aufladen mit einem konstanten Strom schont darüber hinaus die Akkus, sodass es Sinn macht, wenn der Balancer erst beim Übergang von der Konstantstrom- (CC) zur Konstantspannungs- (CV) Ladung (Phase) mit dem Balancen beginnt. Manche Ladegeräte ermöglichen dem Anwender auch diese Spannung einzustellen. Sollte das möglich sein, empfehlen wir hier einen Wert von 4,0 V/Z oder 4,1 V/Z vor zugeben.
Das Ganze bringt aber einen Nachteil mit sich weil das Balancieren den gesamten Ladevorgang verlängert. Das Ladegerät wird erst "fertig" melden, wenn alle Zellen des Akkupacks auf 4,2 V geladen sind und sollte eine Zelle noch nachhinken wird es die Anderen so lange entladen, bis sie gleich auf sind.
Tipp: Deswegen sollte bei der Anschaffung eines Ladegerätes darauf geachtet werden, dass ein möglichst hoher Balancer-Strom möglich ist. Ein effizienter Balancer sollte eigentlich 1/20 des Ladestroms zum Ausgleichen der einzelnen Zellen schaffen und der niedrigste Ladestrom (CV-Phase) sollte bei einem 1/10 bis max. 1/15 des Ladestromes (einstellbar) liegen bis die Fertigmeldung erscheint („1/10“ Beispiel mit 5 A Ladestrom: bei 0,5 A Ladestrom würde das Ladegerät bei ausgeglichenen Zellen „VOLL“ melden!).

Innenwiderstand (DC-Ri) Anzeige bei Ladegeräten
Bei diesem Wert gilt: Je niedriger, desto mehr Spannung liefert der LiPo unter Last (im Volksmund: mehr Druck). Nur die Messmethoden sind derart einfach und ungenau (bis auf ganz wenige Ausnahmen), dass hier nur eine relative Vergleichbarkeit (Tendenz) über die Zeit (Zyklen) gegeben ist. Bitte nicht den Fehler machen und diese Werte absolut betrachten. Vergleichen lassen sich nur die Werte eines gleichen Ladegerätetyps! Dabei muss auf die Temperatur und den Ladegrad geachtet werden, die sehr entscheidend die DC-Ri Werte beeinflussen!

Richtig entladen bzw. wie man lange Spaß mit seinem Akku hat
Oft hört und liest man, dass der LiPo bei den ersten Entladungen geschont werden sollte. Deutlich wichtiger ist es aber den Akku grundsätzlich nicht zu überlasten - egal ob in den ersten Zyklen oder später!

Woran erkennt man aber die Überlastung eines LiPo-Akkus?
Das ist einfacher als man denkt. An den folgenden vier Punkten kann eine Überlastung leicht festgestellt werden:

  1. Unter Last ergeben sich Spannungseinbrüche von kleiner als 3,3 V pro Zelle.
  2. Der LiPo Akku ist nach der Entladung extrem heiß. Der LiPo darf unter keinen Umständen wärmer als 60 °C werden - das schädigt nachhaltig die Chemie!
  3. Die Kapazität des Akkus ist voll ausgenutzt. Nutzung von über 80 % der Nennkapazität ist nicht sinnvoll.
  4. Die Leerlauf-Zellenspannung (keine Last am LiPo oder offene Hochstromanschlüsse), sollte nie unter 3,6 V liegen bzw. fallen.
Diese vier Punkte sind das Wichtigste für lange Freude am (hohe Zyklenzahl) LiPo-Akku! Wer sich daran hält, wird merklich länger Spaß an seinen Akkus haben als Derjenige, der sie zwar "schonend" in Betrieb nimmt aber danach deutlich überlastet.

Und wenn es mal kalt (unter 18 °C) wird?
LiPos werden bei Kälte in der chemischen Reaktion „träger“ (hochohmiger) und deswegen scheint es, als hätten sie nun keine Leistung mehr. Grundsätzlich ist es so, dass die Leistungsfähigkeit mit fallender Temperatur kontinuierlich zurück geht und die Entladerate muss dem Rechnung tragen. Wer das übersieht, befindet sich sehr schnell in der Überlastung (zu tiefe Spannungseinbrüche) des Akkus und schadet damit der Lebenserwartung.
Hat ein Akku unter 18 °C, fällt die empfohlene Entladerate deutlich auf die sonst mögliche C-Rate ab. Nähern wir uns den 10 °C, dann sind es schon unter 50 % der sonst möglichen C-Rate! Zusätzlich muss damit gerechnet werden, dass die volle Kapazität nicht mehr zur Verfügung steht und die Flugzeit sich merklich reduziert. Letztendlich sind die Akkus bei diesen Temperaturen tatsächlich nur noch als Empfänger- bzw. Senderstromversorgung zu gebrauchen. Als Antrieb für ein Modell sind die notwendig schonenden Entladeraten dann zu niedrig.
Soll dennoch mit Hochstrombelastungen (größer 5C) gearbeitet werden, ist ein Vorwärmen der Akkus unerlässlich. Dazu gibt es verschiedene Lösungen. Die verbreiteste Lösung ist die Vorwärmung in einem LiPo-Heizkofer. Als ideale Vorwärmtemperatur hat sich gut handwarm, also etwa 35 °C bis 40 °C, herausgestellt. Die Vorwärmzeit sollte mindestens 90 Minuten betragen, damit auch im Inneren des Packs die Wärme gleichmäßig verteilt ist.

Die maximale Leistung aus dem LiPo-Akku rauskitzeln
Als Hochstrombelastung bezeichnet man bei LiPo-Akkus bereits Ströme, die mehr als 5C betragen! Deswegen ist es wichtig, ein paar Rahmenbedingungen rund um die Hochstrombelastung der LiPos zu kennen. Generell gilt - wenn die Akkutemperatur unter 18 °C ist, ist Vorwärmen Pflicht! Wenn die Belastung innerhalb der Dauerbelastbarkeit des Akkus liegt, ist eine Temperatur von 30 °C bis 35 °C optimal. Sollte er über 18 °C haben (ab 20 °C, sommerliche Temperaturen), kann auf die Vorwärmung verzichtet werden. Grundsätzlich sollte bei solchen Belastungen aber nur etwa 70 % der Kapazität entnommen werden. Wird die Entnahmekapazität per Telemetrie überwacht, können auch bis zu 85 % (empfohlen: 80 %) entnommen werden. Wichtig ist, dass bei Belastungsspitzen die Zellenspannung nicht unter 3,3 V sinkt (siehe Entladeregeln von oben).

Bei Überlast-Nutzung, also wenn die Dauerbelastbarkeit des Akkus (auch nur kurzzeitig) deutlich überschritten (teilw. bis zum Dreifachen der max. C-Rate!) wird, sind noch zusätzliche Regeln zu beachten, um die Lebensdauer des Akkus nicht unnötig zu verkürzen.
Ein LiPo Akku entfaltet seine höchste Leistung, wenn er etwa 40 °C warm ist. Daher ist ein Vorwärmen der Akkus (auch im Sommer) Pflicht und sorgt dafür, dass der Akku mit höchster Leistungsfähigkeit startet. Als Vorwärmtemperatur hat sich dabei 38 °C - 45 °C als optimal herausgestellt. Wichtig ist auch, dass die Kapazität des Akkus nicht voll genutzt wird! Lebensdauerförderlich ist es, wenn nur etwa 50 % DoD (Depth of Discharge) der Nennkapazität genutzt werden. Eine Einzelzellen- und Kapazitätsüberwachung per Telemetrie ist speziell in diesen Belastungsregionen sinnvoll und sehr empfehlenswert.

LiPos richtig lagern
Das Lagern eines LiPos bei korrekter Akkuspannung sorgt dafür, dass der Akku möglichst wenig altert. Wichtig ist dabei, dass eine falsche Benutzung (siehe Entladeregeln von oben) dem Akku deutlich mehr zusetzt als die korrekte Lagerung!
Kühl und trocken ist Voraussetzung und die LiPos sollten nicht vollgeladen gelagert werden. Auch nicht, wenn es nur über eine Nacht ist. Die Nächte summieren sich und führen in der Summe zu einer Schädigung des Akkus, dabei unterscheidet man:

Kurzzeit: Wer mit seinen LiPos spontan „Einsatzbereit“ sein möchte, lädt den Akku auf etwa 4,1 V Zellenspannung vor (ideal im LiIon-Programm) und lagert ihn anschließend sicher und geschützt. Dann kurz vor dem Einsatz im LiPo-Programm voll Laden (dauert nur wenige Minuten) und ab geht’s. Wer auf ca. 5 % bis 8 % der Nutzkapazität verzichten kann, darf gerne sofort loslegen.

Langzeitlagern: Bei längerer Lagerung (ab zwei Tagen), ist eine Zellenspannung von 3,65 V bis 4,0 V aus Sicht des LiPos völlig in Ordnung. Das ist auch der Grund, warum immer wieder die (mittleren) 3,80 V bis 3,85 V pro Zelle zu lesen sind. Energietechnisch sind die (hier wären es 40 % bis 50 %) aber nicht ganz unproblematisch, dabei gilt: Je weniger Energie im Akku ist, um so weniger muss im Falle eines Supergaus (Kurzschluss) die gespeicherte Energie abgebaut werden. Leider ist der Energiegehalt ab 3,8 V/Z derart hoch, dass im Fehlerfall (Supergau) des Akkus mit einer totalen Selbstzerstörung zu rechnen ist. Dabei entstehen extrem hohe Temperaturen, die Sekundärbrände (Entzündungen im Umfeld des Akkus) nach sich ziehen können!
Daher wäre eine Lagerspannung von 3,70 V - 3,75 V (im Leerlauf gemessen, dabei kommt es schon auf 0,05 V an!) deutlich geeigneter. Das entspricht einem Energiegehalt von etwa 10 % - 20 %. Hierbei wird bei den LiPos genauso die Lagersicherheit erhöht und energietechnisch enthält er nicht mehr die Leistung, um im Fehlerfall einen Brandschaden anzurichten. Wir empfehlen einen derart gelagerten LiPo monatlich kurz auf seine Spannungshöhe zu kontrollieren und ggf. nachladen, sofern sich die Spannung der 3,65V/Z annähert!

Tipp bei Ladegeräten ohne einstellbarer Store-Spannung: Im „LiIon-Store“ lagern da hier meist 3,75 V/Z (bzw. 3,70 V/Z) voreingestellt sind!

LiPo Akkus richtig entsorgen
Auch LiPo-Akkus halten nicht ewig und zeigen ihr Ende mit einem deutlichen Leistungseinbruch an. Das muss aber noch nicht das Ende des Lebenszyklus des Akkus bedeuten, denn wenn er für eine Hochstromanwendung nicht mehr genug Leistung hat, kann er immer noch in einer "Zweitanwendung", die weniger leistungshungrig ist, verwendet werden. Perfekt also, um Jugendförderung zu betreiben. Deren Einstiegsmodelle entwickeln normalerweise deutlich weniger Stromhunger als „ausgewachsene“ Modelle.
Sollte alles zu spät sein, dann gilt es, den Akku richtig und fachgerecht zu entsorgen. Dazu wird er als erstes so beschriftet, dass der Akkutyp gut zu lesen ist. Danach entlädt man ihn deutlich unter die Lagerspannung. Ideal sind deutlich unter 3,6 V pro Zelle im Leerlauf, der Akku ist dann ladetechnisch so gut wie leer. Beim Entladen mit dem Ladegerät dürfen es auch 3 V/Z sein. Wenn dann alle Kabel einzeln(!) direkt am Gehäuse gekappt und mit Isolierband isoliert sind, bringt man ihn zum Händler seines Vertrauens oder gibt ihn an jeder Batteriesammelstelle (z. B. Wertstoffhöfe) ab.
Gerd Giese





Anmerkung: Sämtliche Spannungsgrenzen sind auf den LiPo-Typ bezogen. Bei LiIon bzw. LiFe müssen die Spannungsgrenzen angepasst werden!

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Stand: 07/2013 © V1.5
© http://stefansliposhop.de/
© http://www.elektromodellflug.de/

Nachtrag zum Thema: Früherkennung von Defekten in Lithium Zellen


 
Rückfragen zum Artikel "LiPo-Akkus"

Rückfragen zum Artikel "LiPo-Akkus"

Hallo Gerd,

vielen Dank für diesen Artikel.

Ich habe allerdings noch 2 Fragen zu LiPo-Akkus.
Vielleicht könntest Du mir ja zu folgenden Themenkomplexen noch je eine Antwort geben:

1) Ich habe "alte" LiPo-Akkus, z.T. noch aus dem Jahr 2006. Diese Akkus funktionieren immer noch recht gut für meine Anwendungen.
ABER: Muss ich die Akkus nach Ablauf einer gewissen Zeitdauer sicherheitshalber entsorgen, da sich im Inneren des Akkus chemische Prozesse abspielen, die zu einer Zerstörung der Isolatorschicht führen und somit ggfs. einen Brand auslösen könnten?
==> Es ist mir egal, wenn der Akku eines Tages einfach nicht mehr funktionieren sollte. Wichtig ist mir, dass die Wohnung nicht brennt.

2) Ich habe alte Kokam-Akkus aus dem Jahr 2007, die exakt noch die "Auslieferungsform" haben. Diese Akkus fühlen sich an wie am ersten Tag und sind nicht im Geringsten aufgebäht.
Dann habe ich aber auch deutlich neuere Akkus (Produktionsdatum von 2010 bis 2013), die sich aufblähen. Manche weniger, manche deutlich mehr. Aber selbst die Akkus, die aus meiner Sicht extrem "dick" geworden sind, bringen (gefühlt bzw. messbar in meinen Anwendungen) noch immer die gleiche Leistung wie zum Anfang.
Allerdings: Wenn ich mir diese Akkus ansehe, wird mir flau im Magen. Einige Akkus habe ich deswegen auch entsorgt, da sie mir einfach zu aufgebläht erschienen.
==> Daher die Frage: Welches Aufblähen (dauerhaft, geht nicht mehr nach dem Gebrauch zurück) ist noch tolerierbar?

Vielleicht kannst Du mir diese beiden Fragen noch beantworten.


Danke und viele Grüße,
Michael
PS: Bitte nicht böse sein, aber es interessiert mich in diesem Zusammenhang vor allem die Meinung von Gerd.
 
Jo, danke für den Artikel!

Vielleicht könnte man diesen noch um einen Kapazitätstest
mit einem handelsüblichen Ladegerät (~30 Watt Entladerate)
ergänzen?
 
... danke Euch - zu:
==> Daher die Frage: Welches Aufblähen (dauerhaft, geht nicht mehr nach dem Gebrauch zurück) ist noch tolerierbar?
Leichtes Blähen, der Akku fühlt sich ohne Kraftaufwand weich und wabbelig an - wäre okay sofern die Hülle nicht beschädigt ist.
Strammes Blähen, der Akkus ist prall und gewollte Druckstellen formen sich sofort zurück, ist nicht mehr akzeptabel - Akku entsorgen!
 
Danke für die guten Tipps bezüglich der Aussentemperatur und auch zur Lagerung.Schöne Grüße,Pano
 
Hallo Gerd,

vielen Dank für diesen Artikel.

Ich habe allerdings noch 2 Fragen zu LiPo-Akkus.
Vielleicht könntest Du mir ja zu folgenden Themenkomplexen noch je eine Antwort geben:

1) Ich habe "alte" LiPo-Akkus, z.T. noch aus dem Jahr 2006. Diese Akkus funktionieren immer noch recht gut für meine Anwendungen.
ABER: Muss ich die Akkus nach Ablauf einer gewissen Zeitdauer sicherheitshalber entsorgen, da sich im Inneren des Akkus chemische Prozesse abspielen, die zu einer Zerstörung der Isolatorschicht führen und somit ggfs. einen Brand auslösen könnten?
==> Es ist mir egal, wenn der Akku eines Tages einfach nicht mehr funktionieren sollte. Wichtig ist mir, dass die Wohnung nicht brennt.

2) Ich habe alte Kokam-Akkus aus dem Jahr 2007, die exakt noch die "Auslieferungsform" haben. Diese Akkus fühlen sich an wie am ersten Tag und sind nicht im Geringsten aufgebäht.
Dann habe ich aber auch deutlich neuere Akkus (Produktionsdatum von 2010 bis 2013), die sich aufblähen. Manche weniger, manche deutlich mehr. Aber selbst die Akkus, die aus meiner Sicht extrem "dick" geworden sind, bringen (gefühlt bzw. messbar in meinen Anwendungen) noch immer die gleiche Leistung wie zum Anfang.
Allerdings: Wenn ich mir diese Akkus ansehe, wird mir flau im Magen. Einige Akkus habe ich deswegen auch entsorgt, da sie mir einfach zu aufgebläht erschienen.
==> Daher die Frage: Welches Aufblähen (dauerhaft, geht nicht mehr nach dem Gebrauch zurück) ist noch tolerierbar?

Vielleicht kannst Du mir diese beiden Fragen noch beantworten.


Danke und viele Grüße,
Michael
PS: Bitte nicht böse sein, aber es interessiert mich in diesem Zusammenhang vor allem die Meinung von Gerd.
hallo michael,

wie ist die kapazität deiner kokams? meiner erfahrung nach bleiben die kokams bretthart, perfekt balanced verlieren aber wesentlich an kapazität.

danke
 
Hallo Michael,

meine Kokams haben im Vergleich zu früher natürlich etwas Druck und Kapazität verloren, aber das kommt denke ich eher von den weit über 150 Ladezyklen und dem Alter.

Die 3S/3200mAh-Akkus sind nach wie vor alle bretthart und lassen sich immer noch gut verwenden (bei mir hauptsächlich in Elektroseglern, d.h. in Anwendungen bis ca. 50A Belastung kurzzeitig).

Diese Akkus waren damals aber von Haus aus auch nur mit 20C gelistet, in sofern hält sich das alles noch sehr im Rahmen.

Die entnehmbare Kapazität ist bislang nur bei einem einzigen Akku (von 4 Stück) deutlich zurückgegangen. Die anderen 3 Akkus scheinen diesbezüglich noch in Ordnung zu sein. Sie "scheinen in Ordnung zu sein" deshalb, weil ich immer nur max. 80% der Kapazität entnehme und deshalb keine eindeutige Aussage hierüber treffen kann.

Balancing: Bei meinen Exemplaren nach wie vor nur kleinste Abweichungen der Zellen (besser als bei manchen modernen Akkus).

Viele Grüße,
Michael
 
Hallo.Bezüglich der Lagerspannung wollte ich mir schon einen neuen Lader zulegen, da mein altes Ultramat16 keinen Lagermodus hat. Aber ich kann damit bis auf 3,7V pro Zelle entladen, also diesem Bericht nach ideale Lager Spannung.Gruß Andreas
 
Hallo Gerd, prima und wichtiger Beitrag. warum blähen sich die Akkus eigentlich auf? Ok Gasentwicklung, aber wieso => Überbelastung, Unterspannung? Ich hatte in meinem Sender einen 2s LIPO Akku, der sich von "alleine" immer mehr aufgebläht hat. Er war weder überbelastet noch gab es Unterspannung. Ging zwar noch, aber habe ich vorsorglich entsorgt. 2.) Von Robbe gab es mal LIPOs, bei denen sich das austretende Gas bei Beschädigung nicht selbst entzünden sollte, wie ist das heute? Oder war das ein Werbegag? Ich hatte neulich bei einen defekten Akku (Dymond) mal die Hülle eingeschnitten, es begann sofort zu brennen. Ein defekter Graupner LIPO dagegen brannte nicht. 3.) Was ist das chemisch gesehen für ein Gas? Ist das gesundheitsschädlich? 4.) Du schreibst, die neue Akkugeneration sei empfindlicher, in welcher Weise hast Du beantwortet (richtiger Umgang) aber was hat sich verändert? Sind es chemische oder schlicht mechanische Eigenschaften? Gruss Ralf
 
Hi Ralf, unsere Akku Rubrik kennst Du? Dort sind schon ganze Aufsätze geschrieben zur Zellenchemie und dessen Chemische Reaktionen. Hier nur ein paar Links dazu: #1 - #2 - #3 - ... oder suche nach "warum blähen LiPos", im Speziellen zu den Beträgen von BZFrank. Heute ist die Zellenchemie "stabiler", so dass die Eigenentflammbarkeit deutlich gesunken ist - äh die des Schrumpfschlauches oder das Holz worauf das Pack befestigt ist aber NICHT! :cry: Was auch NICHT gesunken ist, natürlich die Gefahr zu Sekundärbränden DENN die mögliche Wärmeentwicklung (weit über 400°C) beim Supergau ist immer noch mindestens gleich hoch! Wir kennen nur das Prinzip eines LiPo-Akkus, überall nachlesbar im iNet (gerne auch WiKi oder batteryuniversity). Was aber letztendlich für "Geheimnisse" wirklich enthalten sind, darüber schweigen sich ALLE aus ... ;)
 
Danke Gerd und Hallo Ralf,

es gibt meines Wissenstandes nach im Prinzip zwei unterschiedliche 'Blähungs'-Mechanismen:

- Reversible Blähungen

Werden durch den Dampfdruck des Elektrolyten bei Erwärmung hervorgerufen, insbesondere des organischen Lösemittels welches meistens aus einer Mischung von Ethylencarbonat/Dimethlycarbonat besteht. Je nach Mischverhältnis ist es flüssiger oder gelförmiger bei Umgebungstemperatur, flüssig ist in soweit gut das dadurch die Ionenleitfähigkeit (bei gegebener Temperatur) steigt aber dafür die Mischung einen höheren Dampfdruck hat. Sobald die Zelle wieder kälter wird kondensieren diese wieder und der Zustand ist unverändert. Als rein physikalischer Prozess kommt es dabei zu keiner Degeneration der Zellchemie, nur ggfs. einer verstärkten Alterung durch die auslösende Erwärmung.

- Irreversible Blähungen

Werder durch Zerfall der Zellchemie durch Überladung/Überbeanspruchung/Übermässige Erwärmung. Die Anode (Graphit, SEI layer) und die Kathode (LiCoO2 basierend in den meisten Fällen) reagieren mit dem Elektrolyten / bzw. (Kathode) zerfallen irreversibel unter Erzeugung von (Kathode) O2, (Anode) CO2 und H2. Interessanterweise ist die Art der Schädigung grossteils abhängig vom SOC (State of Charge, 0% keine Ladung, 100% volle Ladung) der Zelle. Unter 80% sind es Schäden an der Anode die überwiegen, über 80% Ladung Schäden an der Kathode.

Gruß

Frank


Quellen:

http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_cobalt_oxide
Lithium Ion Battery Anode Aging Mechanisms - MDPI.com
Swelling Mechanism of the Lithium Ion Batteries at High Temperature, Lee, Song, Lim, Corporate R&D Center, Energy Development Team, Samsung SDI Ltd., Korea.
 
Hallo

Das ist einsehr interessanter Bericht doch habe ich auch noch eine Frage. Es geht um den Innenwiderstand, Ich habe ältere Akkus die haben einen Innenwiderstand von 260 milli Ohm und neuere Akkus liegen bei 7 milli Ohm. wann ist der Wert zu hoch?

Danke im voraus

Gruß Jupp
 
Hi Jupp,
diese Frage hätte in das Akku-Forum gehört (!) und der Innenwiderstand hängt eben vom Alter,
der Kapazität (Ah), der Temperatur (°C), dem Ladezustand (% DoD) und dem C-Rating des Akkus
UND dem verwendetem "Messgerät" (meist Lader - hier gibt es gewaltige Unterschiede) ab!
-> s.o.: >>Innenwiderstand (DC-Ri) Anzeige bei Ladegeräten<<
 
Besteht eigentlich ein reales Risiko der Selbstentzündung durch normales Herumliegen oder kann das mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nur bei Überladung oder Beschädigung auftreten? Der Hintergrund meiner Frage ist, dass ich mir ein Kanister - Kraftstoffpumpsystem mit einem kleinen 2S Lipo gebaut habe. Würde sich der Lipo beim Herumstehen von selbst entzünden können, ergäbe das eine prima Brandbombe, was ich im Keller nur ungern testen möchte.
 
... dazu habe ich schon viel geschrieben - ich bin mal so frei nur zwei Links zu setzen: #1 - Klick #2 - Klick In deinem Fall täte ich diesen speziellen Fall bei "Unsicherheit" so lösen: Akku abnehmen (weiter weg legen) bei Nichtnutzung - oder - eben auf ein energetisch NICHT selbst entzündenes Niveau entladen - s.O. ! ;)
 

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