Entladung auf 0 V

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Harri

User
Hallo Akku-Experten!

Meine Frage:
Wäre es nicht besser, alle Zellen eines Akkupacks auf 0V einzeln zu entladen, als mehrmals zu formieren?

Ich verwende Inline-verlötete Akkupacks.

Mein Gedanke dabei ist nun folgender:
Bei jeder Zelle an der Seite an einer kleinen Stelle den Schrumpfschlauch entfernen.

Zunächst wie gewöhnlich das Akkupack bis auf 0.9V/Zelle entladen.
Dann mit einem Widerstand jede Zellen einzeln über die unisolierten Stellen zweier Nachbarzellen "kurzschliessen" bis 0V anliegen.

Wäre das nicht effektiver, als Formierprogramme? Das ginge auch schneller.
Wie seht Ihr das mit dem Widerstand? Ich denke da an einen 2 W, 1 Ohm. Oder kann man auf einen Widerstand verzichten und mit einem Draht kurzschliessen? (Sind ja sowieso fast vollkommen leer, da auf ca 0.9V bereits entladen)
 

VOBO

User
Hallo Harald!

Die Sache mit der zellenweisen Entladung der Accus hat den Grund, vor einer Schnelladung des Accupacks alle Zellen in die gleiche Ausgangslage zu versetzen um sicherzustellen, das einzelne Zellen nicht überladen werden und ein definierter Delta-Peak gebildet wird.
Dies ist insbesondere bei schon älteren Accupacks (1-2 Jahre) sinnvoll, da sich deren Zellen im Laufe der Zeit kapazitätsmäßig auseinanderentwickeln können.

Ich habe in der Vergangenheit derartige Packs nach einem Flugtag mit 100mA restentladen, bis die Zellen komplett leer waren (bei diesem niedrigen Strom werden die Zellen auch nicht umgepolt und geschädigt).
Die nächste Ladung erfolgte dann kurz vor dem nächsten Einsatz mit dem Schnellader.
Derart behandelte Accus bringen bereits mit der ersten Ladung gute Leistung.

Im anderen Falle muß man die ungleichen Zellen langsam laden oder sogar gezielt überladen, um eine Angleichung der Kapazität zu erreichen.
Wenn man dann aber nicht sofort zum Fliegen kommt, entladen sich die Zellen über die ungleichen inneren Widerstände wieder und die Leistung beim ersten Flug ist deutlich geringer.

Im Moment mache ich einen Test der folgenden Art:
Über jeder Zelle liegt eine Reihenschaltung von einer Diode (1N4148) mit einem 27 Ohm-Widerstand (1/4 Watt).
Dadurch entladen sich die Zellen nur bis auf etwa 0,6 Volt mit einem Entladestrom von anfänglich ca. 20mA. Über Nacht ist damit ein leergeflogener Accu vollständig restenladen, ohne weiteres zutun.

Der ständige geringe Entladestrom nach der Schnellladung und vor dem Einsatz ist vernachlässigbar.

Bis jetzt habe ich beste Erfahrungen damit gemacht.

Es ist allerdings zu beachten, das einige Schnelladegeräte restentladene Accus nur unwillig laden wollen. Mein Trick: Kurzzeitig (1Min) im Normallademodus mit relativ hohen Strom (2A) anladen. Danach kann jeder beliebige Lademodus gewählt werden, ohne irgendwelche Einschränkungen.

Gruß Volker

[ 08. Juni 2002, 20:13: Beitrag editiert von: VOBO ]
 

Harri

User
Vobo,

wie siehst Du denn meine Lösung (nacheinander alle Zellen einzeln mit einem Widerstand oder Draht durch kurzschliessen entladen)?

Spricht irgendwas dagegen?

Wieso werden die Zellen umgepolt, bloss weil der Entladestrom "hoch" ist? Bedarf es einem Umpolen nicht einer aussen angelegten Spannung?
 

Oli_L

Vereinsmitglied
Richtig, es bedarf einer aussen angelegten Spannung zum "Umpolen". Aber die haben wir ja bei der Entladung mit hohem Strom! :)
Denn die schon ganz leere Zelle ist nur noch ein ohmscher Widerstand, durch den der Entladestrom fliesst von Zellenplus- nach Zellenminuspol, denn die leere Zelle liefert ja selbst keine Spannung mehr. Das führt an der Zelle zu einem SpannungsABFALL, also ist dieser Spannungsabfall der offiziellen Polarität der Zelle entgegengerichtet. D.h. die Zelle ist in diesem Status verpolt.
Je höher der Entladestrom, desto höher dieser Spannungsabfall, der "falschrum" an der Zellenchemie werkelt. Was dann intern genau passiert, weiss ich nicht. Aber eine geringe Verpolspannung durch geringen Entladestrom macht scheints nix aus.

Hat da jemand ein paar Werte, wieviel Volt Falschpolungsspannung eine NC-Zelle über welche Zeit schadlos aushält?
:confused: ?
Vielleicht noch zur Verdeutlichung: Den Spannungsabfall durch den Innenwiderstand hat man an jeder Zelle, auch an vollen. Das ist ja auch der Grund, warum die Zellenabgabespannung mit hohem Strom immer weiter sinkt.
Jede Zelle kann man sich als Reihenschaltung einer Spannungsquelle (mit Nennspannung 1,2V) und dem zelleninternen "Verbraucher" namens Innenwiederstand vorstellen. Dieser Innenwiderstand erzeugt bei Stromfluss immer einen Spannungsabfall, der der elektrochemischen Spannung der Zelle entgegengerichtet ist.
Solange also die Differenz aus elektrochemischer Spannungsabgabe und der Innenwiderstands-Spannung größer Null ist, ist die Spannungslage aussen an der Zelle "richtigrum" . Wenn die Elektrochemische Energie aufgebraucht ist, kommt von der Seite nix mehr, und die Differenz wird negativ, die Zelle erscheint aussen verpolt, wenn ein Entladestrom von den anderen noch teilweise vollen Zellen durchgezwungen wird.

Alles klar? :rolleyes:
Gruß Oliver

[ 09. Juni 2002, 11:55: Beitrag editiert von: Oli_L ]
 
Hallo Harri,
dies Methode wurde schon vor Jahren im Car-Bereich erfolgreich angewendet.

Ich würde es aber mit Widerständen machen, um die Zellen rel. sanft auf 0V zu bringen.

Gruß
Helmut
 

Harri

User
@ Oli:
die Zelle erscheint aussen verpolt, wenn ein Entladestrom von den anderen noch teilweise vollen Zellen durchgezwungen wird.
Das ist natürlich klar. Ich wollte aber jede Zelle einzeln kurzschliessen. Habe ich Dich also richtig verstanden, dass wir dann der gleichen Meinung sind, dass ein Umpolen dieser Zelle nicht möglich ist?

@ Helmut:
OK, ein kleiner Widerstand kann nicht schaden. Gleiche Frage an Dich: Umpolen ist nicht möglich, oder? (Ich will mir ja nicht meine Akkus verschlimmbessern.)
 

Oli_L

Vereinsmitglied
Jau, da sind wir einer Meinung.
Bloss ist das "nacheinander" etwas lästig in der Handhabung, denke ich. Wenn, dann löte gleich was an den Pack.

Oliver
 

heinzi

User
hallo zusammen.

das ist ein thema bei welchem sich die geister scheiden.
die einen schwöhren auf entladung bis null volt, die anderen (und darunter auch die hersteller von akkus) warnen davor.

ich denke vor allem im rc-car bereich ist die widerstandsmethode eine recht verbreitete (un-)sitte.
dabei wird direckt über jeder einzelnen zelle des akkupaks ein widerstand vom plus zum minuspol fest eingelötet.
so entladen sich alle zellen unabhängig voneinander auf null volt.

achtung: im akkupack führen meines wissens auch kleine entladeströme zum umpolen der schwachen zellen. Also wenn schon auf null volt entladen werden soll, dann bitte nur jede zelle einzeln.

die hersteller nehmen zu diesem thema übrigens nicht schriftlich stellung. einem konnte ich aber folgende aussage entlocken:
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"kurzfristig sei tatsächlich eine kapazitätserhöhung und ein niedriger innenwiderstand zu beobachten. längerfristig sollen die zellen jedoch schaden nehmen (d.h kapazität wird kleiner und Ri gröser), weil das interne gleichgewicht der zelle gestört würde.
------------

Bemerkung: kurzfristige bessere leistung soll sich auf einen bereich von weniger als 10 ladezyklen beschränken????

die "entladung auf null volt" ist ein dauerhaftes "streitthema" einfach deswegen, weil keine fundierte versuche gemacht werden. (weil sowas geht erstens ins geld und zweitens ist sowas zeitintensiv.

bei mir läuft seit rund einem jahr ein versuch: habe zwei 8er packs mit 1000scr zellen, die etwa den gleichen lebenslauf erfahren. der eine ist fest mit widerständen bestückt der andere eben nicht. aber was für diese, für ihre robustheit bekannten, zellen gilt, muss nicht auch für die neuen mimosenhaften 2000 oder gar 2400 zellen gelten.

ich werde demnächst mal die beiden wieder auf ihre kapazität hin überprüfen und dann berichten. festgestellt habe ich nur, dass das mit widerständen bestückte pack von meinem intelli einen höheren ladestrom verpasst kriegt.

gruss bis später
 

Harri

User
Hallo Heinzi,

wie gross sind Deine Widerstände?

Mit welchen Strömen belastest Du Deine Akkupacks?

Ich bin schon gespannt auf Deine Versuchsergebnisse! :)
 

heinzi

User
hallo harri
Zitat:
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wie gross sind Deine Widerstände?

Mit welchen Strömen belastest Du Deine Akkupacks?
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alles fragen die ja bei fundierten versuchen mitberücksichtigt werden müssten.

antworten: die widerstände sind, wenn ich das richtig im kopf habe 52 oder 57 ohm.
so dauert das entladen bis null volt dann etwa 3 tage. glaube nicht dass der wert des widerstandes eine so entscheidende rolle spielt, weil der strom ja so oder so mit der spannung abnimmt. es ist lediglich eine frage der zeit in der du deine akkus auf null haben willst. und natürlich wie viel entladung du auf dem wegb zum flugplatz zulassen willst

meine beiden 1000 akkus wurden bis jetzt an 400er motoren betrieben. also etwa mit 10A. in zkunft solls aber auch mit 15 -20 A sein.

ja ja ich weiss da gäbe es leichtere und kleinere akkus. ich wollte aber einen robusten akku.
wie gesagt was für die 1000er gilt nicht nicht unbedingt auch für etwas anderes!
 

Harri

User
Ich probiere das mal mit einem kleineren Widerstand, ich schätze mal 1 Ohm.
Den stelle ich mit einen Konstantandraht her, den ich noch hier rumliegen habe.
Bei mir ist der Zeitfaktor natürlich wichtig, weil ich die Zellen manuell einzeln nacheinander entlade.

Ich habe aber vor, das nur 1x oder 2x pro Saison zu machen.

Der Sinn ist für mich der, eventuell stark aus der Formierung geratene Akkupacks wieder zu formieren. Und das, ohne etliche langsame Lade-/Entladezyklen durchlaufen zu lassen, zumal das meinen Hochstromakkus (70-100A) eher abträglich sein sollte (Kristallwachstum).

Ich habe mal testweise mit einem ca 2 Ohm Widerstand ne Zelle entladen. Bis die auf 50 mV runter ist dauert das nur einige Sekunden. Danach gehts im Schneckentempo weiter.
50 mV werden aber für meinen Zweck reichen, denke ich. Da ich parallel zu der Entladung mit einem Multimeter (evtl PC-Transientenrekorder)kontrolliere, sehe ich, wenn die 50 mV unterschritten sind.

P.S.: Wenn man so ein Akku entladen hat auf 50 mV und dann die Entladung unterbricht, schiesst die Spannung sofort wieder auf 0.8 V rauf. Das Akku ist dann aber trotzdem praktisch leer.

Ich hätte schon bedenken, das Akku DAUERHAFT mit den Widerständen bei der Lagerung auf 0V zu zwingen. Vielleicht bezog sich der Akkuhersteller auf dieses dauerhafte Unterdrücken der Spannungsregeneration nach 0V-Entladung? :rolleyes:

[ 10. Juni 2002, 13:10: Beitrag editiert von: Harri ]
 

heinzi

User
hallo harri

dass mit dem entladen auf null volt die formierung erzwungen wird bezweifle ich ein wenig. die entladung auf null volt wird meines wissens nach auch (oder vor allem)gemacht um bessere leistungswerte zu erziehlen (und dem memoryeffekt entgegenzuwirken.

die null volt methode mit grossem strom so wie du es machen willst, erachte ich als vorschlaghammermethode. ich bezweifle stark dass das von dir angestrebte ziehl (vormierung) damit erreicht wird. zumal bei grossem strom doch der innenwiderstand der zelle eine erhebliche rolle spielt.

stark aus der vormierung gelaufene zellen erkennst du meiner meinung nach aber am besten mit der normalentladung mit aufzeichnung der spannungskurve am pc

[ 11. Juni 2002, 08:21: Beitrag editiert von: heinzi ]
 

Harri

User
"Grosser" Strom ist natürlich relativ. Bei 1 Ohm und einer Zelle ist der bei 1 V ja nur 1 A und bei 0.1V nur noch 100 mA etc.

Ich habe bei meinen Akkupacks den Verdacht, dass manch eine Einzelzelle bei entladenem Pack noch ca 100mAh drin hat. Das kommt vielleicht durch geringere Selbstentladung und baut sich u.U. über viele Lade-/Entladezyklen auf.

Diese Ungleichgewichtung könnte ich durch einmalige Totalentladung angleichen. Was natürlich bei meiner Holzhammermethode nicht ausgeglichen wird ist die unterschiedliche Kapazität der einzelnen Zellen, das sehe ich noch als Problem.

Was mich skeptisch gegenüber den angelöteten Widerständen macht, ist die Tatsache, dass man aus dem Fliegerlager davon praktisch nichts hört. Ich vermute daher noch irgendwelche Nachteile dieser Methode.

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stark aus der vormierung gelaufene zellen erkennst du meiner meinung nach aber am besten mit der normalentladung mit aufzeichnung der spannungskurve am pc
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Wie meinst Du das? Entladekurve vom ganzen Akkupack? Wie erkennt man denn daran, ob eine Zelle des Packs aus der Formierung raus ist? :confused:

[ 11. Juni 2002, 10:52: Beitrag editiert von: Harri ]
 

heinzi

User
hallo harri

anscheinend gehörst du zu der fraktion die wirklich das letzte tröpfchen strom aus dem akku saugen will.

100mAh sind auf eine 2000er zelle bezogen gerade mal 5% der kapazität.
wenn du schon so knapp rechnest, gehe ich mal dafon aus, dass du ausschliesslich kapazitätsselektierte akkus einsetzt. sonst macht dein vorhaben keinen sinn, weil ich der meinung bin kapazitätsstreungen in dieser grössenordnung sind nichts abnormales. und kann mit hammermethode nicht ausgeglichen werden.

dann kommt es auch noch darauf an mit welchem strom du die restlichen 100mAh rauszusaugen gedenkst. bekanntlich kann nach hochstromentladung (z.b. 50A) noch sehr (relativ)lange die empfangsanlage betrieben werden.

für 50A bedeuten 100mAh aber lediglich eine laufzeit von 7.2sec. (dies am entladeende wo dann sowiso keine grosse leistung mehr zusammen kommt.)

also lohnen tut sich dein vorhaben nur wenn du ambitionierter wettbewerbsflieger bist. bist du das?
wohl kaum, sonst hättest du sicher ein entsprechendes ladegerät was dir deine sorgen abnehmen könnte, (mit formierungsprogram, 1-2mal die saison ist das dann wohl keine zeitfrage mehr.

aber lass dich durch mich nicht entmutigen. in dieser frage geht probieren über studieren.

[ 11. Juni 2002, 13:40: Beitrag editiert von: heinzi ]
 

Harri

User
Heinzi,

ich bin kein Wettbewerbsflieger, aber sehr wohl ambitioniert! :p

Computerlader mit Formierprogramm hab ich, aber ich vermute, dass die geringen Formierströme meinen Hochstrom-Akkus mehr schaden als nützen, wegen des Kristallwachstums.

Daher versuche ich mal die andere Methode.

Ich zeichne die Entladekurven mal mit dem Transientenrekorder auf, da kann ich dann sehr gut (zumindest qualitativ) erkennen, wie gross die Unterschiede in der Restladung der einzelnen Zellen sind.
 

heinzi

User
äääähhhhh
wie gesagt

probieren geht über studieren. ;)

nur eins noch: ;)
unterschiedliche kapazitäten kann was mit produktionsunterschiede zu tun haben. sowas gleichst du nie aus.
Kristallwachstum hat sicher was mit dem memoryeffekt zu tun. (und somit vorgetäuschter kapazitätsverminderung). kristalle wachsen aber nur sehr langsam, und bei viel gebrauchten akkus eher gar nicht. also mit dem memoryeffekt dürftest du als ambitionierter eher keine problehme haben.

also ab ins labor :o

und vergiss den versuchsbericht nicht. wir sind gespannt :confused:

.

guten abend allerseits

[ 11. Juni 2002, 17:03: Beitrag editiert von: heinzi ]
 

VOBO

User
Hallo Harald!

Komme noch mal auf Deine Fragen vom 8. Juni zurück (habe jetzt erst wieder reingeschaut!).
Gegen Deine Lösung spricht dreierlei:

1. Der hohe Aufwand, jede Zelle einzeln zu entladen.

2. Die Meinung vieler Experten (oder solcher die sich dafür halten), das man die Zellenchemie langfristig schädigt, wenn man die Zelle unter 0,8 Volt tiefentlädt. Daher auch mein langfristig angelegter Versuch mit Reihenschaltung einer Diode (optimaler wäre noch eine weitere Schottkydiode mit 0,3 Volt Durchlaßspannung in Reihe zu schalten = Restspannung von ca. 0,9 Volt).
3. Macht das Ganze nur Sinn, wenn man es nicht nur 1-2 mal im Jahr anwendet, sondern regelmäßig, zumindest wenn man den gleichen Grund hat, den ich in meinem ersten Posting zum Thema angegeben habe.

Bezüglich der Umpolung hat Dir Oliver schon die richtige Antwort gegeben.

Und noch was: Bei Accus die mit hohen Strömen für Elektroantriebe eingesetzt werden, brauchst Du einen Memoryeffekt nicht zu fürchten. Dies trifft eher für Sender- oder Empf.-Accus zu, die häufig nur teilentladen werden.

Gruß Volker
 
Hallo Männers,

ich denke mal, man sollte so eine Zelle auch als solche betrachten, nämlich als galvanisches Element .Nachdem die chemischen Elemente zusammengeführt worden sind, stellt sich dort die Spannungslage ein.
Wenn man jetzt künstlich die Spannungslage runterzwingt, ist das so, als ob ich Harald die Hand an die Gurgel lege und zudrücke :D
Das ist nicht gut, denke ich. ;)
Besser ist es, im Pack die einzelnen Zellen auszumessen(Kapazität und Ri)und versuchen zu formieren.
Da es ja aber, wie Heinzi schrieb, produktionsbedingt "Streuungen" gibt, wird das auch nur bis zur Toleranzgrenze gehen.
Die sicherste Methode ist, wie Harald im andren Fred fragt, die Selektion nach Kapazität und Ri.
Damit stellt man sicher, stets gleiche Lade/Entladeströme pro Zelle zu haben und damit gleiche Ladezustände.
Hat man aber immer noch das Problem der Alterung... :rolleyes:
 

Ulrich Horn

Moderator
Teammitglied
Moin,

Harri, Dein Problem kann ich nachvollziehen. Ich erklär' mal kurz, warum: Ich sammle jetzt seit drei Jahren Ladekurven meiner Akkupacks (vierteljährliche Vermessung). Insbesondere die Billigpacks laufen mit der Zeit ganz schön aus dem Ruder, was sich auch durch Formierungsprogramme nur bedingt wieder in den Griff bekommen läßt. 'Leerfliegen' darf man aber nur perfekt formierte Packs.

Meine Packs lassen sich in zwei Kategorien einteilen: A) Gleichbleibende Kapazität, saubere Entladekurve, egal was man damit anstellt und B) Abnehmende Kapazität, 'weiche' Entladekurve.

Meine Packs vom Typ B verlieren kontinuierlich in einem Quartal bis zu 20% ihrer Kapazität, was sich durch Formierung einigermassen wieder aufheben läßt, aber mit der Zeit lassen sie doch immer weiter nach.

Das habe ich nicht eingesehen, und mir daher auch überlegt, wie ich das verhindere. Folgende Methoden habe ich ausprobiert:

1. Einzelentladung (Schrumpfschlauch anritzen, Kontakt an die Zelle anbringen). Funktioniert besser als jede Formierung, ist aber mühsam und aufwändig.

2. Null-Volt-Entladung. Nicht der Einzelzellen, sondern des entladenen Packs über einen 200 Ohm Widerstand. Bei Strömen von wenigen mA überstehen die Zellen eine Umpolung ohne Kapazitätsverlust.
Das Ergebnis begeistert mich nicht besonders. Mein Reflexlader neigt bei solchen Packs zur Frühabschaltung, und mein Heimlader erzeugt auf diese Weise disformierte Akkus.
Ich habe einige Einzelzellen Sub C und 2/3A so behandelt, um das Phänomen zu untersuchen, und stelle fest, dass manche Zellen nach der Null-Volt-Entladung eine diskontinuierliche Ladekurve aufweisen. Teilweise springt der Innenwiderstand erheblich.

3. Sture Überladung. 'Disformiert' heisst, dass im 'vollgeladenen' Zustand einige Zellen des Packs eben nicht voll geladen sind. Dieser Zustand läßt sich durch weitere Ladung beseitigen. Dabei werden natürlich die bereits vollen Zellen überladen.
Bei niedrigen Strömen können die das aber ab.

Mit dem Verfahren 3 habe ich die bei weitem besten Erfahrungen gemacht. Das Akkupack ist in 1-3 Stunden formiert. Seitdem ich das anwende, habe ich nur noch Packs vom Typ A.. viele meiner Packs haben einen Sprung nach oben in der Kapazität gemacht.

Das Problem dabei ist die scheinbar so intelligente Ladetechnik. Meine Computerlader lassen Verfahren 3 nicht zu, es sei denn, man überlistet sie. Eine Chance für den guten, alten Konstantstromlader?

Noch ein Hinweis zur Überladung: Eine Faustformel besagt, NiCds können mit C/5 überladen werden, ohne Schaden zu nehmen. Ich halte das nicht für eine Frage der Kapazität, sondern der Energiemenge, die eine (volle) Zelle bestimmter Größe aufnehmen kann, ohne dabei eine bestimmte Temperatur zu überschreiten. Nach meiner Erfahrung sind das bei Sub-C 400mA, bei AA 150 mA und bei AAA nur 100 mA. Für NiMHs halbiere ich den Wert.

Grüße, Ulrich Horn
 
Hallo Tibos, verstehe ich das richtig?

Beim Verfahren 3) lädst Du schnell bis der Lader abschaltet, und dann lädst Du 1-3 Stunden nach mit 400 mA (bei SubC)?

Gruss André
 
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