Akkus richtig behandeln

Über die richtige Akkupflege gibt es im Internet viele Informationen, nur leider sind es oft Halbwahrheiten, da es verschiedene Akku-Typen gibt, zum Beispiel Lithium Polymer [LiPo], oder Nickel Cadmium [NiCd] und beide Akkus sind komplett anders zu behandeln, damit man lange Spaß damit hat. Für einen besseren Überblick, habe ich diese Akkus nun Kategorisiert und die wichtigsten Informationen zusammengefasst.

 
Auf jeder Akkuzelle muss angegeben sein, was für ein Akku es genau ist und damit meine ich nicht die Form und Größe, sondern, welche Materialien zur Herstellung verwendet wurden und das entscheidet, wie man den Akku ladet, lagert und entladet.

 

Lithium-Akkus

Lithium Akkus sind sehr empfindlich und müssen immer richtig behandelt werden, ansonsten kann ihre Lebenszeit und ihre Kapazität stark verkürzt werden, bzw. besteht die Gefahr, dass die Akkus Feuer fangen.

 

Allgemeine Informationen zu Lithium Akkus

Ladezyklen:

Lithium Akkus haben eine maximale Anzahl von Ladezyklen, denn nach jedem Ladezyklus kann man sagen, dass der Akku nicht mehr zu 100% aufgeladen wird, sprich er verliert minimal an Kapazität. Nach den Angegebenen  Ladezyklen hat der Akku weniger als 80% seiner Kapazität und man spricht davon, dass er nicht mehr brauchbar ist.

Ein Ladezyklus ist das Entladen des Akkus unter ~30% und anschließend eine Aufladung auf 100%.

Eine Entladung auf 50% und eine Ladung auf 80% gilt als weniger als  1/4 eines Zyklus, denn der Akku wird deutlich stärker belastet, wenn er über 80% geladen und wenn er unter 40% entladen wird. hält man den Akku also zwischen 50% und 80% kann man seine Lebensdauer (maximalen Ladezyklen) deutlich verlängern!

 

Das schlimmste für einen Akku ist das mehrmalige laden von Akkus zwischen 80% und 100%, so kann die Lebensdauer deutlich verkürzt werden.

 

Mein Tipp

Wenn nicht nötig, den Akku nicht voll laden und wenn möglich, den Akku nicht unter 30% entladen.
 

Wird ein Akku tiefenentladen, dann reduziert sich sofort seine Kapazität. Versucht man Akkus die deutlich weniger als die Mindestladespannung haben zu laden ist dies sogar gefährlich.

 

Temperaturen

 Der Großteil der Lithium Akkus ist sehr Temperaturempfindlich (genaue Angaben in der spezifischen Technologie). 

Hohe Temperaturen

über ~40 °C altert die Zelle deutlich schneller, das heißt der Akku bläht sich auf und verliert an Kapazität
über 100 °C  Thermal runaway
 

Niedrige Temperaturen

Bei zu geringen Temperaturen verringert sich die Stromabgabe deutlich. Es ist sogar sinnvoll einen Teil der Akkuladung zum erwärmen der Akkus zu nutzen , damit diese unter Last genug Strom abgeben können. Es gibt sogar spezielle Akkus, die Heizdrähte in die Zelle integriert haben um die Zelle von innen und somit schneller als von außen zu erwärmen.

 

Ladet man einen Akku bei zu geringen Temperaturen (unter ~ 0 °C) dann kann dies zu Lithium Plating führen. In extremen Fällen wird so eine Elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Polen erzeugt und der Akku ist kurzgeschlossen und unbrauchbar. Aber in jedem Fall lagert sich Lithium am Negativen Pol ab und führt zu einer Reduzierung der Kapazität.

Lagerung

Bei der Lagerung ist zu beachten, dass die Akkus nicht in extremen Temperaturen gelagert werden, da sie bei zu hohen Temperaturen schneller altern und bei zu geringen Temperaturen kann die Zellspannung unter die Mindestangabe fallen.

 

Idealerweise wird der Akku auf eine ideale Zellspannung gebracht bei der weder die Gefahr der Tiefenentladung durch Selbstentladung besteht, noch eine zu hohe Zellspannung, bei der der Akku deutlich schneller altert.

 

Gefahr

Altern Pouch Zellen, dann blähen sich diese auf und dann sollten die Akkus nicht mehr verwendet werden, da dieser aufplatzen (austritt von Säure und Säurehaltigen Gasen) oder durch den hohen Druck einen internen Kurzschluss bekommen kann, was zu einem Brand Führen kann.

 

Zellen, die durch einen Sturz deformiert wurden können auch bei Lagerung noch einen Kurzschluss bekommen und zu brennen anfangen. Dies ist, da die Isolationsschicht nur geschwächt sein kann und durch den Alterungsprozess (Aufblähen der Zelle) der steigende Druck in der Zelle zu dem reißen der geschwächten Isolationsschicht führt (Kurzschluss). 

Brennen Lithium Akkus so sind diese mit Wasser oder Vergraben nicht zu löschen, da die Bestandteile für ein Feuer (Sauerstoff & Brennstoff) in der Zelle chemisch gebunden sind und beim verbrennen freigesetzt werden. Durch interne Kurzschlüsse können beschädigte Akkus noch tagelang nach einem Unfall zu brennen beginnen, daher muss ein Elektroauto nach einem Unfall von einer Feuerwehr bewacht werden.

 

 

Lithium Ionen

 

Vorteile:

Leicht
hohe Spannungsdichte
 

Nachteile

Empfindlich gegen Kälte
 
 

 

{tab Specs}

Nennspannung:

min. Entladeschlussspannung:

max. Ladeschlussspannung:

ideale Lagerspannung:

Selbstentladung / Monat bei 20 °C: 

min. Betriebstemperatur

max. Betriebstemperatur

ideale Betriebstemperatur.

Zelltypen:

Leistungsdichte

 

 

{tab Referenzen}

 

 

 Lithium Polymer [LiPo]
 

Lithium Eisenphosphat [LiFePO4]
Vorteile

Zellen Balancen ist nicht zwingend notwendig
 
 
 
Natteile

durch die Bauform hohes Gewicht
 

 

Lithium-Cobaltdioxid [LiCoO2] 
 

 

 

Nickel-Akkus
Nickel Metallhybrid Akkus [NiMh]
Die Nickel-Metallhybrid Akkus sind der direkte Nachfolger der NiCd Akkus und hatten konnten mit einer noch höheren Leistungsdichte aufwarten. In der Bauform Sub-D kann ein NiCd Akku maximal 1500mAh speichern, jedoch gab es schnell Akkus in NiMh, die mehr als das doppelte an Kapazität bei gleicher Größe und nur minimal höherem Gewicht.

 

 

Nickel Cadmium Akkus [NiCd]
Die Nickel Cadmium Akkus sind in Europa leider nur noch beschränkt, da sie von der EU stark reguliert werden, da Cadmium sehr giftig ist und bei nicht sachgemäßer Entsorgung große Schäden an der Umwelt anrichten können.

Vorteile:

Sehr gute Kältefestigkeit
 

Nachteile:

Memmoryeffekt
geringe Kapazität und hohes Gewicht verglichen zu neueren Technologien (NiMH, Litium)
Pflege:

Akkus haben durch den Memory-Effekt nur ihre volle Leistung, wenn diese komplett entladen wurden und dann frisch aufgeladen verwendet werden. Je älter die Zelle, um so kurzer ist die Zeit, nachdem sie nach dem laden ihre volle Leistung abgeben kann.

 

Bleiakku [Pb]
 

 

Vorteile:

Gute Kältefestigkeit
 

Nachteile:

geringe Kapazität und sehr hohes Gewicht verglichen zu neueren Technologien (NiMH, Lithium)
 

 

Alkali Batterien
Achtung, Alkali Batterien, sind keine Akkus!!, das heißt, diese Batterien sind nicht wiederaufladbar.

 

Vorteile

gute Kältefestigkeit
 
Nachteile

nicht wieder aufladbar
 
 

Ergänzend zu diesem Artikel empfehle ich jedem RC Enthusiasten folgende Links:

https://oscarliang.com/lipo-battery-guide/