Kurvendiskussion Ladekennlinie NiCd-Akku

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Hallo an alle NiCd-Akku-Experten,

ich habe da eine Kennlinie aufgenommen (mit ALC 7000 Expert), mit der ich nichts anfangen kann.
Vorab: Es geht nicht darum, dass ich zu geizig bin mir ein neues Akku zu leisten. Ich möchte nur die Effekte verstehen.

Es handelt sich um ein Akku-Pack 4xNiCd der Mignon-Größe, Nennkapazität 750 mAh, ca 2 Jahre alt.
Bei einer zeitgesteuerten (!) Ladung (16h) mit 0,1 C (75mA) tritt nach ca. 9h verstärktes Spannungsrauschen auf. Danach fällt die Spg. wieder merklich ab (vgl. Kennlinie). Die anschließende Entladung mit 0,2 C (150mA) ergibt aber erstaunlicherweise nahezu die Nennkapazität. Von daher könnte man meinen, dass Akku wäre ok.


(Auf eine Darstellung der (konstanten) Ströme habe ich hier mal verzichtet)

Automatische Ladegeräte werden aber bei Spannungs-Gradienten-Auswertung bzw. Delta-Peak-Detection viel zu früh abschalten !!

Gibt es Experten unter Euch, die diese Kennlinie bewerten und interpretieren können ??

Grüße
Holger Maske
http://home.arcor.de/hmaske/hobby.htm
http://www.mbg-bocholt.de/
 

Ulrich Horn

Moderator
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Hallo Holger,

der Akku war zwar nach 16 Stunden voll, das schliesst aber nicht aus, dass er nicht schon wesentlich eher voll war.
Man kann recht gut erkennen, dass gegen 06:00 der Akku geladen war. Danach sinkt die Spannung, und ein dP-Lader würde abschalten.
Jetzt lädst Du aber weiter. Was soll der Akku machen? ;) Die Energie kann nicht chemisch umgewandelt werden, sie wird in Hitze umgesetzt. Dadurch sinkt die Spannung, speziell bei NCs.

Man sieht aber, dass der Akku in keinem guten Zustand ist (war). Die Ladekurve sollte eine ähnliche Form haben wie die Entladekurve, mit einem längeren flachen Anstieg, wie er nur zwischen 0:00 und 3:00 zu sehen ist, gefolgt von einem ausgeprägten Anstieg kurz vor voll. Dass das nicht der Fall ist liegt zum einen daran, dass der Akku nicht leer war, zum anderen würde ich eine Disformierung vermuten, die das ganze in die Breite drückt.
Das Spannungsrauschen deutet darauf hin, dass der Akku wenig benutzt oder bisher nur selten voll geladen wurde.

Grüße, Ulrich
 
Hallo Ulrich,

Man kann recht gut erkennen, dass gegen 06:00 der Akku geladen war
wie du der Kennlinie entnehemn kannst wurde der Akku vor der Ladung entladen (ca. 1V / Zelle). Dies geht durch die Zeitauflösung (30s) aus der Kennlinie nicht eindeutig hervor (zugegeben). Der Akku war vorher also leer! Wenn der Akku bei ca. 06:00 Uhr voll gewesen sein soll würde das bedeuten, dass der Akku nach ca. 8h bei 0,1 C Ladestrom voll wäre ???
Ist das realistisch ??

Kann man so ein Ding wieder zu einem "guten" Akku machen ?

Grüße
Holger Maske
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Ulrich Horn

Moderator
Teammitglied
Hallo Holger,

ganz einfach- mach' noch mal so 'nen Zyklus und zeig' uns das Ergebnis ;)
Wenn es nicht besser wird, würde Gerd's Vorschlag entsprechend mal mit höherem Strom laden.

Der Akku kann nicht leer gewesen sein. Sicher, Du hast ihn entladen.. aber nur bis zu einer Ladeschlußspannung von 4V - drei halbvolle und eine leere Zelle bringen aber zum Beispiel zusammen nur 3,6V und sind kein leerer Akku.

Schlecht muß der Akku nicht sein.. das sieht man aber erst nach einigen Zyklen. Die Entladekurve zeigt einen ziemlich 'müden' Akku (niedrige Spannung, hoher Innenwiderstand). Wenn der Akku nur lange gelegen hat und nicht sonstwie geschädigt ist, kann sich in nach ein paar Zyklen bessern. Probieren geht über studieren ;)

Achjanochwas: das ALC neigt wirklich zur Frühabschaltung, insbesondere bei wenigen Zellen und solchem Zellrauschen. Du solltest also zunächst bei der zeitgesteuerten Funktion bleiben.

Grüße, Ulrich
 
Hallo nochmal,

so, ich habe Eure Anregungen aufgenommen. Zuerst habe ich im Modus Zyklen mit etwas mehr "Dampf" auf der Leitung geladen (0,5 C = 375 mA). Entladen wurde jeweils mit 0,2 C = 150 mA. Meines Erachtens kann man hier sehen, dass das ALC aufgrund des Zellrauschens wieder zu schnell abschaltet. Die Ladedauer liegt bei ca. 52 Min, dass ist eindeutig zu kurz. Entsprechend liegt die entnehmbare Kapazität bei ca. 350 mAh.



Anschließend habe ich noch mal die zeitgesteuerte Ladung mit 0,1 C im Auffrisch-Modus durchgeführt. Leider ist die zeitgesteuerte Ladung nur in diesem Modus möglich und dann auch nur automatisch mit 0,1 C. Wie man sehen kann, hat sich nichts wesentliches verändert. Auch die anschließende Ladung mit Delta-Peak wurde wieder zu früh beendet !



Da es sich bei dem Akku um ein Empfängerakku handelt, werde ich es austauschen !!

Grüße
Holger Maske
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Toki

User
Soweit ich weiss, steht in meiner Anleitung zum UI Pegasus Profi 02, dass man ruhig mit etwas mehr als 0,1 C laden soll, da sonst unter Umständen die Delta Peak- Erkennung nicht sauber funktioniert.
Gruss thoralf
 

heinzi

User
hallo allerseits

eine wirklich interessante kurve und eine wirklich interessante disskussion.
nur: eine wirkliche antwort gabs eigentlich noch nicht.
auch ich kann sie leider nicht anbieten.
einige bemerkungen möcht ich aber dennoch anfügen.

nicht vergessen werden sollte nämlich, dass es auch bei nicd akkus verschiedene konstruktionen gibt. (hochstromakkus, hochkapazitätsakkus, hochtemperaturakkus, etc,etc)
im allgemenien sprechen wir modellflieger eigentlich nur von den hochstromzellen, und verwenden diese solche vielfach auch für empfänger und sender (eben wegen der möglichkeit des schnellladens.)
die verschiedenen typen aber auch unterschidliche eigenschaften insbesondere beim laden. (ri)
nicht alle typen sind bedingungslos schnellladefähig.

auch gibt es immer mehr anbieter die in ihrem anlagen billige "no-name" akkus verbauen, und diese auch lose anbieten.

daher hier erst mal die frage an holger von welchem akkutyp wir hier sprechen?


mit solchen noname akkus habe ich eigentlich ähnliche erfahrungen gemacht wie du holger. also viel zu frühes deltapeak abschalten, und nur vollzukriegen mit zeitgesteuerter ladung. dabei handelt es sich vermutlich nicht um schnellladefähige (hochstrom) zellen, was für sender ja auch nicht unbedingt notwendig ist. solche akkus würde ich aber (entgegen schulzes anleitung) niemals mit mehr als 2C laden. 0.5C ist da für mich eigentlich das maximum was ich meine zellen zugemutet habe. aus aus der tatsache herauss dass sie mit zunehmendem ladestrom immer früher abgeschaltet haben. also ist ein hoher ladestrom hier vieleicht der falsche weg!?
das eigentlich erschrekliche für mich war aber die sehr hohe selbstentladung die diese zellen hatten. nach nur einer woche war nur noch ca 30% der kapazität verfügbar.
solche zellen gehören (aus sicherheitsgründen) nicht in sender und nicht in flugmodellempfänger (und aus eigenem interesse) auch nicht in auto und schiffe.

also lade deinen akku nochmals zeitgesteuert. die versuche zeigen ja, dass so davon ausgegangen werden kann dass der akku dann einigermassen voll ist. lass ihn dann eine woche bis 10 tage unbenutzt bei zimmertemperatur liegen und entlade ihn danach mit 0,1 bis 0.5C.
also wie steht es mit der selbstentladung??

mit noname-akkus auf denen nur der händler steht, ist meiner erfahrung nach vorsicht zu gebieten.
am besten den akku zusammen mit den kurven als garantieanspruch reklamieren. dabei darauf bestehen, dass gegen einen entsprechenden aufpreis bekannte ware angeboten wird.

[ 11. Februar 2004, 09:10: Beitrag editiert von: heinzi ]
 

Ulrich Horn

Moderator
Teammitglied
Öhm ja, eine Antwort bin ich noch schuldig ;)

Zwischen der ersten und zweiten "Dauerladung" sieht man, dass das Spannungsrauschen weniger wurde und der Akku bei der Entladung einen etwas geringeren Ri zeigt; insgesamt sieht die zweite Kurve etwas 'gesünder' aus, es ist ein Formierungseffekt zu erkennen.
Das ist nicht untypisch für lange gelagerte Zellen, die sich nach mehreren (vollständigen) Zyklen wieder erholen können.

Die Frühabschaltung bei der Ladung von Zellen mit hohem Rauschen ist eine unangenehme Eigenart des ALC, besonders, wenn man wenige Zellen lädt. Das hat mit diesem speziellen Akku nichts zu tun. Starkes Rauschen tritt typischerweise bei neuen Zellen auf, aber auch bei älteren, wenn in bestimmten Bereichen über längere Zeit keine chemische Umwandlung stattfand; typisch ist, dass ein Akku, der immer nur zu 80% geladen wird, bei einer Vollladung in den letzten 20% hohes Spannungsrauschen hat, dass nach einigen Wiederholungen verschwindet.
Diese Eigenart des ALC umgeht man, indem man nach der Schnelladung die Spannung kontrolliert. Liegt die unter 1,38V/Zelle, drückt man (bei kaltem Akku) einfach noch mal den Startknopf. Überladen kann man mit dem Gerät praktisch nicht.

Unerklärlich bleibt aber der Spannungsverlauf der Ladekurve, der eindeutig nach ca. 7 Stunden "voll" signalisiert. Anscheinend trägt die weitere Ladung zur Kapazitätssteigerung bei.. wie kann das sein?
Selbst mit grober Disformierung oder erheblichen Kapazitätsdifferenzen der einzelnen Zellen läßt sich so eine Kurve nicht erzeugen.

@Heinzi: Noname-Zellen sind eine eigene Problematik, die mit Holgers Phänomen nicht direkt zu tun hat. Auch bei Nonames gibt es so'ne und solche. Eine NiCd/NiMH- Zelle, die nicht wenigstens 1C bei der Ladung verträgt, habe ich aber schon seit 10 Jahren nicht mehr gesehen ;)

Grüße, Ulrich
 

heinzi

User
hallo ulrich

zitat
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@Heinzi: Noname-Zellen sind eine eigene Problematik, die mit Holgers Phänomen nicht direkt zu tun hat.
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nun direckt vieleicht nicht. aber wie du ja auch sagst: eben eine problematik....
was genau meinst du denn damit?

aber nochmsls, den frühen (zu frühen) dp (vollerkennung) beobachte ich auch bei meinem graupner empfängerakku (rot eingeschrumpft keine zellenbezeichnung) sowie mit dem gelben robbe senderakku (zufälligerweise auch ein 750mah??) aus meiner fx18 (hab ich auch nach nur einem halben jahr ausgemustert! das kann's doch nicht sein!) und neuerdings auch mit den xCell 800 (tönt zum verwechseln ähnlich wie die bekannte zelle von sony, brauch die nur für kinderspielzeug).

desshalb verwette ich beinahe etwas, dass es sich auch bei holgers akku um etwas "nonamiges" handelt. ;)

hallo holger: um welche zellen handelt es sich nun??

meiner meinung nach haben diese zellen für eine 0.1c ladung auch einen sehr ausgeprägten dp wie er von mir (bei qualitativ guten zellen) eigentlich nur bei schnelladung (allenfall beschleunigte ladung) beobachtet wird. desshalb vermute ich auch, dass diese zellen nicht für schnelladung gedacht sind.

@ulrich:
vom zellenrauschen habe ich bis anhin immer nur gehört (nein gelesen) dass dies vornemlich am anfang der ladung auftritt, wesshalb ja auch viele lader am anfang das dp unterdrücken. desshalb noch die frage: kann das rauschen nicht auch vom lader her angeregt werden.(immerhin sieht der ladestrom ja auch etwas "versaut" aus.)
wäre interessant zu wissen wie sich diese zellen an einem anderen lader (bez rauschen) verhallten.

[ 13. Februar 2004, 08:35: Beitrag editiert von: heinzi ]
 
So da bin ich wieder,

zunächst mal freut es mich, dass so eine Kennline hier so herzhaft diskutiert wird :)

hallo holger: um welche zellen handelt es sich nun??
Auf den gelben Zellen selbst steht nix !
Auf dem gelben Schrumpfschlauch, mit dem die Zellen eingeschrumpft waren, stand "Robbe"

kann das rauschen nicht auch vom lader her angeregt werden.(immerhin sieht der ladestrom ja auch etwas "versaut" aus.)
Der Ladestrom schwankt um ca. 5mA. Das sind bei 150 mA ca. 3%. Damit ist solch ein Zellenrauschen wohl kaum zu erklären, oder ??

So, ich hatte den Akku eigentlich schon in meine Alt-Akku-Tüte geworfen. Dann dachte ich, kaputter geht´s eh nicht. Also noch mal angeschlossen und mit 1C mal etwas "angekocht". Siehe da, oh Wunder !!
Zum ersten wird der Akku gar nicht so warm wie ich vermutet hätte und zweitens bin ich nach bisher 6 Zyklen bei 800 mAh. Wenn keine Kapazitätssteigerung mehr kommt werde ich die Kennline nochmal hier reinhängen.

Grüße
Holger Maske
http://home.arcor.de/hmaske/hobby.htm
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heinzi

User
hallo holger

zitat
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Auf den gelben Zellen selbst steht nix !
Auf dem gelben Schrumpfschlauch, mit dem die Zellen eingeschrumpft waren, stand "Robbe"
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zufällig also doch der selbe noname wie bei mir. schade hab ich nichts verwettet hab :D .
wie gesagt, achte noch auf die selbstentladung! das war der eigentliche grund für mich den akku auszumustern.
bei mir war's auch so, dass ich den akku jeweils "vermeintlich" wieder hingekriegt habe. nach rel. kurzer lagerungszeit begann das ganze spiel aber wieder von vorne.
und für mich gibt's nichts unangenehmeres als nie zu wissen wie viel der akku nun gerade noch hergibt.

[ 16. Februar 2004, 09:51: Beitrag editiert von: heinzi ]
 
Hallo nochmal,

ich habe, wie versprochen, mal die Spannungskennline bei einer 1C-Ladung aufgenommen. Sieht eigentlich ganz gut aus. Auch die entnommene Kapazität ist i.o. (750mAh).


Dann habe ich der Vergleichbarkeit wegen nochmal die 0,1C Timerladung durchgeführt. Siehe da, das Rauschen ist zwar weniger geworden, aber die Spannungsüberhöhung ist immer noch da (hier nach 11h, dann wird der Akku wohl noch nicht voll gewesen sein, oder ??). Beim anschließenden DP-Laden erkennt man wieder eine Frühabschaltung !!


Also, ich glaube der Akku bleibt in der Alt-Akku-Tüte !!

Grüße Holger Maske
http://home.arcor.de/hmaske/hobby.htm
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heinzi

User
na,
wenn ich mir jetzt so deine letzten kurven anschaue, und dabei die vorgeschichte nicht kennen würde, würde ich mal sagen: "was willst du, der akku ist ganz o.k." ;)
auch gute zellen zeigen bei 0.1C ladung (bei mir) einen leichten d.p. ohne dabei merklich warm zu werden. (aber eben zu wenig d.p um abzuschalten) ich denke das geht schon i.o.

was mich noch interessieren würde ist wie gesagt die selbstentladung und der verlauf der kurve nach ein/zwei wochen.
 
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