18650 Protected - Test des Tiefentladungsschutzes

[froschi]

Hallo,

sorry, dass ich noch einen weiteren Thread zu diesem Thema öffne, aber die Titel und zum Teil auch die Posts der beiden anderen kann ich nicht mehr ändern...
Ich habe mir vorgenommen, alle meiner Akkus auf den Schutz vor Tiefentladung zu testen... Insbesondere bei günstigen China-Akkus weiss ich gerne, woran ich bin. Insgesamt findet man zu dieser speziellen Fragestellung "Abschaltspannung" recht wenig in den einschlägigen Foren/Websites...
Dazu habe ich bereits die Ergebnisse der NCR18650B von Fasttech und von HKEquipment eingestellt. Die zukünftigen Ergebnisse werde ich dann hier in diesem Thread sammeln.

Ein paar Worte zum Testaufbau: Die Messung erfolgt mit einem Lastwiderstand mit 1,5 Ohm (bzw. 3,3 Ohm für die kleineren Zellen). Die Messung des Stroms erfolgt mit einem Voltcraft ME-22T, die Spannung messe ich direkt an den Akkupolen mit einem Voltcraft VC840. Aufgezeichnet werden die Werte im Sekundentakt. Vorerst erfolgt der Kontakt zu den Akkupolen mit Magneten und angelöteten 0,75mm²-Leitungen von insgesamt 60cm Länge. Demnächst möchte ich auf die Magneten verzichten und suche noch einen passenden Akkuhalter...

Also los geht's mit den bereits getesteten:

-NCR18650B Protected von hkequipment: #1: 2,25V, #2: 2,19V > Link zum Thread
-NCR18650B Protected von Fasttech: 2,36V > Link zum Thread
-Eagletac 18650 3400mAh grün-weiß: 2,26V > Kurve
-Int'l Outdoor 3400mAh: 2,42V > Kurve


Weitere folgen demnächst. Ich besitze noch den Fenix ARB-L2, Eagletac 3100 sowie die Weiss 2600 mit Sanyo-Zelle. Wenn Interesse besteht, kann ich auch noch weitere und 16340er-Akkus auf rechtzeitiges Abschalten testen.

Viele Grüße, Froschi

 

[froschi]

Weiss 2600mAh mit Sanyo-Zelle V12/2012

Hallo,

wie angekündigt sind hier die Ergebnisse des nächsten Akkus. Heute habe ich den Weiss 2600mAh Protected mit Sanyo-Zelle (UR18650F) und Herstellung 12/2012 getestet:

-Weiss 2600mAh 12/2012 (UR18650F / LIC18650_2.6SN): Abschaltspannung: 2,30V (@1,43A zum Abschaltzeitpunkt) und damit für diese Zelle leider etwas zu niedrig Weiss gibt eine Entladeendspannung von 3,0V an, in den Sanyo-Datenblättern ist die Rede von 2,75V, was wohl richtig ist...

Sonstige Daten:
-Länge: 68 mm
-Button-Top
-max. Entladestrom lt. Hersteller: 2500mA kontinuierlich

Hier noch das Diagramm und ein paar Fotos:

 

[rutzki73]

Kleine Korrekturen

Zunächst liegt die Entladeendspannung der UR18650F wie üblich bei 2.5V. Darunter spricht man von Teifentladung. In den Datenblättern ist die Spannung zwar bis 2.7V abgebildet, dafür ist der Ladespannung mit 4.2V etwas niedriger als erlaubt (4.25V).

Leider muss ich die Messung von 2.3V anzweifeln! Der PCB sollte bei einer Spannung von 3.0V abschalten, hat aber ca. 15% Toleranzbereich nach unten. Unter 2.5V kommt der Akku nicht, ansonsten wird dieser tiefentladen!

Ich finde die Auseinandersetzung von froschi grundsätzlich toll, aber leider reagieren Akkus in der Praxis anderes als in Testgeräten. Es sind weitere Faktoren, die eine Rolle spielen wie Temperature, entnehmbare Strom etc., die das Performance beeinflussen.

Noch ein Grund an die Messergebnisse anzuzweifeln sind die weitere Messergebnisse. Bei allen kamen die Akkus unter 2.5V Das scheint mir etwas unrealistisch zu sein.

 

[balloonix]

Die 2,3V sind nicht ungewöhnlich. Ich habe einige Akkus getestet und PCBs gefunden die bei 2,5V abschalten und Andere die das erst bei 2,3V tun.

Wobei dann immer noch die Frage ist, was ist der Sinn des PCB? Soll es dem Nutzer eine Akkuschonende Nutzung aufzwingen oder ist es ein Schutz vor gefährlichen Schädigungen? Ich meine, es soll eine gefährliche Situation verhindern. Und da reichen die 2,3V aus.

 

[froschi]

Zunächst liegt die Entladeendspannung der UR18650F wie üblich bei 2.5V. Darunter spricht man von Teifentladung. In den Datenblättern ist die Spannung zwar bis 2.7V abgebildet, dafür ist der Ladespannung mit 4.2V etwas niedriger als erlaubt (4.25V).

Leider muss ich die Messung von 2.3V anzweifeln! Der PCB sollte bei einer Spannung von 3.0V abschalten, hat aber ca. 15% Toleranzbereich nach unten. Unter 2.5V kommt der Akku nicht, ansonsten wird dieser tiefentladen!

Ich finde die Auseinandersetzung von froschi grundsätzlich toll, aber leider reagieren Akkus in der Praxis anderes als in Testgeräten. Es sind weitere Faktoren, die eine Rolle spielen wie Temperature, entnehmbare Strom etc., die das Performance beeinflussen.

Noch ein Grund an die Messergebnisse anzuzweifeln sind die weitere Messergebnisse. Bei allen kamen die Akkus unter 2.5V Das scheint mir etwas unrealistisch zu sein.

Hallo rutzki73,

Deine Angaben zu den Entladeschlussspannungen sind einfach nicht korrekt: die Entladeschlussspannung liegt in allen Sanyo bzw. Panasonic - Datenblättern beim UR18650F bei 2,75V und die Ladeschlussspannung bei 4,2V, so wie auch von mir angegeben. Die NCRs von Panasonic haben 2,5V und 4,2V, vielleicht verwechselst du da ja was...

Soweit ich weiss (korrigiere mich bitte, wenn ich falsch liege), gehörst du zu jener Firma, die auch die Weiss - Akkus herstellt... Ihr gebt bspw. bei Amazon sogar eine Entladeschlussspannung von 3,0V an... Auf jeden Fall könnte die Abschaltung also etwas früher geschehen.

Des weiteren geht es hierbei nicht um die Performance, die zweifele ich gar nicht an (wobei dafür in erster Linie Panasonic bzw. Sanyo als Zellenhersteller und nicht der Akku-Veredler verantwortlich ist; genau deshalb kaufe ich auch ab und zu Markenzellen jener Hersteller in Asien). Es geht vielmehr um einen zusätzlichen Schutzmechanismus, also im Endeffekt um die Sicherheit.
Ich denke übrigens schon, dass man aussagekräftige PCB-Tests unter "Laborbedingungen" machen kann, allein schon aus Sicherheitsgründen, mal ganz davon abgesehen, dass es i.d.R. schwieriger ist, eine genaue Messung in einer Lampe als unter "Laborbedingungen" durchzuführen.

Zum Thema Messaufbau: Mir ist durchaus bewusst, dass ich damit nicht auf 10mV genau messen kann. Durch konsequente Reduktion der Übergangswiderstände sollte es aber einigermaßen passen (alle Anschlüsse sind verlötet mit 0,75mm^2 - Cu-Leitungen. Die einzige Möglichkeit für relevante Übergangswiderstände befindet sich im Bereich der Akkupole. Durch recht hohen Anpressdruck der Messspitzen und direkten Spannungsabgriff an den Polen sollte mein Messfehler der Spannung nicht allzu groß ausfallen... Das Messgerät (VC840) weisst eine Genauigkeit von +/-0,8 Prozent +/-1dgt auf.

Hier (http://www.taschenlampen-forum.de/showpost.php?p=293121) hat übrigens light-wolff angegeben, dass die übliche Abschaltschwelle bei gängigen Protection - ICs bei etwa 2,4V liegt, von daher betrachte ich meine Messung als gar nicht mal so abwegig...

Noch eine Bitte an dich, und zur definitiven Klarstellung des eigentlichen Sachverhalts: Falls du wirklich zu einem bekannten deutschen Akkuveredler gehörst, dann macht ihr doch bestimmt auch Messungen, die die Schutzschaltung testen!?... - Zumindest kennt ihr die Spezifikationen dieser. Warum erstellt ihr nicht einfach ein entsprechendes Lade-/Entladediagramm eurer Produkte und stellt diese zusammen mit allen Daten euren Kunden zur Verfügung!? Das wäre doch mal was!


Viele Grüße, Froschi

 

[rutzki73]

Wenn alles so einfach wäre

Hallo rutzki73,

Deine Angaben zu den Entladeschlussspannungen sind einfach nicht korrekt: die Entladeschlussspannung liegt in allen Sanyo bzw. Panasonic - Datenblättern beim UR18650F bei 2,75V und die Ladeschlussspannung bei 4,2V, so wie auch von mir angegeben. Die NCRs von Panasonic haben 2,5V und 4,2V, vielleicht verwechselst du da ja was...

Ich verwechsle nichts, sondern rede von der Praxis. Wahr ist, dass die NCR bei niedriger Spannung noch etwas Saft haben, aber die Tiefentladung liegt bei 3.7V Zellen bei 2.5V. Erst unter 2.5V entstehen irreparable Schäden.

Soweit ich weiss (korrigiere mich bitte, wenn ich falsch liege), gehörst du zu jener Firma, die auch die Weiss - Akkus herstellt... Ihr gebt bspw. bei Amazon sogar eine Entladeschlussspannung von 3,0V an... Auf jeden Fall könnte die Abschaltung also etwas früher geschehen.

Ein PCB besteht auch aus Baukomponenten. Wann der PCB genau abschaltet hat mehrere Faktoren und es gibt hier nur Reichweite und keine konkrete Angabe. Ähnlich ist es auch bei Zellen. Die eine NCA18650B schafft 3370 mAh, die andere 3300 mAh. Auch Markenhersteller sprechen von typical und minimum im Bezug auf Kapazität. Punktgenau kann man nie treffen.
Als Beispiel eine kurze Geschichte - wir hatten vor Kurzem einen Akku mit 3 Mosfets für einen industriellen Kunden gefertigt. Der PCB hat einen Toleranzbereich von 7A - 8.2A. Das Gerät des Kunden brauchte in der Spitze 8A...von 100 Akkus kamen 32 zurück, da der PCB früher abgeschaltet hat. Die Zellen und die PCB´s waren alle gleich - trotzdem passieren solche Sachen!

Ich denke übrigens schon, dass man aussagekräftige PCB-Tests unter "Laborbedingungen" machen kann, allein schon aus Sicherheitsgründen, mal ganz davon abgesehen, dass es i.d.R. schwieriger ist, eine genaue Messung in einer Lampe als unter "Laborbedingungen" durchzuführen.

Sowas gibt es schon, denn wir verwenden nur UL-zertifizierte Baukomponente. Ein Hersteller, der sich UL zertifizieren lässt, hat viel zu testen und testen zu lassen

Des weiteren geht es hierbei nicht um die Performance, die zweifele ich gar nicht an (wobei dafür in erster Linie Panasonic bzw. Sanyo als Zellenhersteller und nicht der Akku-Veredler verantwortlich ist; genau deshalb kaufe ich auch ab und zu Markenzellen jener Hersteller in Asien

Hier irrst du dich gewaltig das können auch die Forenmitglieder beurteilen, die unsere ersten Akkus getestet haben. Die Jungs haben uns geholfen, unsere Akkus ständig zu verbessern. Zu einer guten Zelle gehört einen guten PCB. Der Unterschied zwischen einem billigen PCB und einem guten PCB kann bis zu 3USD sein. Oft ist dieser Differenz (inkl. 19% MwSt. die wir berechnen müssen aber einen China-Händler nicht!) genau der Preisdifferenz zwischen Fertigung "Made in Germany" und Fertigung "Made in China"!
Vergleiche unseren PCB (oder der von Keepower) mit dem von EagleTac bspw. und da wirst du die Unterschiede sehen!
Ferner ist es sehr wichtig (wird zu wenig erwähnt) Zellen zu verwenden, die so frisch wie möglich sind. Wenn du Originalzellen in China kaufst, hast du keine Ahnung:
1. Wann sie produziert wurden
2. Wie die Zellen bis zu dem Versand an dich gelagert wurden
Das sind 2 wichtige Aspekte, die uns geholfen haben, im letzten Jahr einige Großkunden zu gewinnen. Du kannst in China bestimmen welche Zelle und welcher PCB du haben willst - es ist kaum möglich die o.g. Bedingungen zu bewerten.


Habe ich etwas verpasst?

 

[froschi]

Sowas gibt es schon, denn wir verwenden nur UL-zertifizierte Baukomponente. Ein Hersteller, der sich UL zertifizieren lässt, hat viel zu testen und testen zu lassen

Was hältst du von meinem Vorschlag, eine entsprechende Kurve bzw. Datenblatt zu veröffentlichen?

Ansonsten möchte ich meine Meinung nochmal kurz zusammen fassen:
Okay, natürlich hast du Recht mit der Aussage, dass auch das PCB einen Einfluss auf die Performance des Gesamtpakets hat... Die PErformance (z.B. max. Entladestrom) habe ich aber nicht getestet, da mir dazu das Equipment fehlt und außerdem soll es darum hier auch gar nicht gehen.
Im Grunde sind wir uns doch einig, dass eine gute Zelle und ein gutes PCB einen guten Akku ausmachen. Trotzdem ist es doch auch bei einem insgesamt guten Produkt möglich, Kritik zu äußern. Und zumindest bei meinem Akku-Exemplar hätte die Abschaltspannung meiner Meinung nach ein wenig höher sein können... Der Akku von Int'l-Outdoor bspw. (soweit ich weiß hergestellt von Keeppower) hat eine für den NCR18650B optimale Abschaltspannung Übrigens besitze ich mehr Akkus "Assembled in Germany" oder hochwertige Keeppower-Zellen als NoName-China-Protected-Akkus (die ich vor allem in mehrzelligen Lampen verwende). Für einzellige Lampen benutze ich auch mal einen ungeschützten oder China-Protected-Akku... Da kommt es auf die Kapazitäts-/Performance-Unterschiede nicht so sehr an.

Und um eines klarzustellen: Eure Akkus (Enerpower) sind bestimmt wirklich gut, zählen wahrscheinlich zu Recht mit zu den beliebtesten Marken hier im Forum. Ich möchte eure Produkte jedenfalls hier nicht schlecht reden. Vielleicht macht der Enerpower-Akku ja auch alles genau richtig... Ich kann es nur leider nicht testen, da ich keinen besitze.

So bleibt mir der Test mit o.g. Exemplaren und meinem persönlichen Fazit.
Die Schutzschaltungen habe ich auch noch nie gebraucht, sie stellen halt nur eine letzte Sicherheit dar. In der Regel lade ich meine Akkus bereits vor dem Eingreifen wieder auf und habe meist eine Reserve dabei.
Der Grund, warum ich mit dem Testen der Abschaltspannung begonnen habe, war ursprünglich der, dass ich die günstigen China-Exemplare dahingehend testen wollte (die ich ab und zu in einzelligen Lampen verwende). Und da das Equipment einmal aufgebaut war, habe ich auch meine anderen Akkus getestet.

P.S.: Nur weil man ein gutes Produkt hat, heißt das nicht, dass man es nicht immer noch ein bisschen besser machen kann

In diesem Sinne gute Nacht!

 

[light-wolff]

Es mehrere Entladeschluss-Spannungen.

Die "wichtigste", die meistens im Datenblatt steht, z.B. 2,5V bei NCR18650 oder 2,75V bei Sanyo UR18650 ode 3,0V bei einigen 4,35V-Akkus (LG, Samsung) ist einfach die Entladeschluss-Spannung, mit der der Hersteller die angegebenen Kapazitäten und Zyklenzahlen ermittelt und garantiert - bei gegebenem Entladestrom.

Dann gibt es die Spannung, unterhalb der eine Schädigung der Zelle im Sinne eines nennenswerten Kapazitätsverlustes oder höheren Innenwiderstandes eintritt. Ich habe noch in KEINEM Datenblatt hierfür ein Angabe gefunden. Nehmen wir mal 2,4V an.

Dann, noch tiefer, die, ab der die Gefahr der Bildung von Brücken besteht, also dass der Akku bein nächsten Ladevorgang durchgeht. Vielleicht 2,0V. Auch darüber habe ich noch nie eine offizielle Angabe gefunden. Und auch hier: bei welcher Last?

Dann gibt es die Spannung, unter der keine nennenswerte Ladung mehr entnehmbar ist. Extrem laststromabhängig. Kann man an den Entladekurven erkennen.

Ein PCB ist ein Notfallschutz, weiter nichts. Insofern sind 2,3 oder 2,4V Abschaltschwelle ok. Den Rest muss die Lampe machen.
Ich habe auch noch kein PCB gesehen, das bei zu hohem LADEstrom abschaltet.

 

[balloonix]

So sehe ich das auch. Der Nutzer soll entscheiden können, wie viel oder wenig pfleglich er den Akku behandelt.

Einen Schutz vor zu hohem Ladestrom habe ich auch noch nicht gesehen. Wohl aber einen Schutz vor zu hoher Ladespannung. Aber der greift auch i.d.R. erst bei 4,3V oder höher. Auch das ist ein Wert, der die Zelle stresst. Vielleicht sogar mehr als eine Entladung bis 2,3V? Aber auch da ist es eben ein Schutz. Für die 4,2V ist der Lader zuständig.

 

[Simon]

Im BLF testet gerade jemand ein paar Szenarien der LiIon-Fehlbehandlung:
Extreme Li-Ion testing: Request for Tests | BudgetLightForum.com

Er sucht auch noch nach Ideen.

 

[balloonix]

Ich hab grad mal rein geclickt. Aber so ganz ernst nehmen kann ich das nicht. Da wird vom Entladetest bis 1,4V berichtet. Es gibt keine Angabe welche Zelle benutzt wurde, keine Angabe des Entladestromes, ob es 1,4V unter Last oder Leerlaufspannung war, keine Beschreibung vom Testaufbau, keinerlei Messwerte. OK, aus der Beschreibung des Ergebnisses kann man schließen, dass die 1,4V unter Last waren. Er schreibt von einer Erhöhung des Innenwiderstandes, aber auch wieder keine Angabe wie er das gemessen hat und unter welchen Bedingungen. Ebenso der Kurzschluß einer Zelle über 90 sec. Keine Angabe über den Zelltyp und keine Angabe über den Kurzschlußstrom. Und insgesamt keinerlei MEsswerte oder gar Diagrammme.

 

[rutzki73]

Gerne!

P.S.: Nur weil man ein gutes Produkt hat, heißt das nicht, dass man es nicht immer noch ein bisschen besser machen kann

Hey froschi,

gerade weil wir mit dem Anspruch arbeiten - den bestmöglichen Akku unter ökonomischen Umständen zu dem bestmöglichen Preis anzubieten, wenden wir uns an euch!
Die besten Ideen kommen aus Fachforen...gerne hätte ich hier einige schlaue Köpfe abgeworben
Ich kann dazu nur sagen, dass wir alle Kritikpunkte und alle Verbesserungsvorschläge sehr ernst nehmen. Gerade sind wir auf der Suche beispielweise für einen besseren Button-Top, der die Akkus kleiner macht...es dauert zwar, aber am Ende werden wir es hinbekommen.

Was wir allerdings nicht machen können (oder werden) ist beim Thema Sicherheit Kompromisse zu machen. Der EagleTac 3400 wird immer schlanker sein, da der Schrumpfschlauch nicht aus PVC ist und sehr dünn! (wie bei Ultrafire, Sanyo eneloop etc.).
Entweder passt der Akku, oder halt nicht...es gibt genügende gute Akkus, die auch in die Lampen hineinpassen, die eigentlich für die Verwendung von Zellen (ungeschützt) konzipiert wurden!
Ich halte es für ziemlich überflüssig einen Enerpower+ 3400 mAh zu kaufen, wenn dieser nur mit Gewalt hineinpasst. Meine Gute...wie viel mehr Betriebszeit hat dieser gegenüber dem Enerpower 2600 mAh mit Samsungszelle? Hat das irgendjemand mal getestet?
Kann es sein, dass die gewaltige Kapazität von den NCR gar nicht zur Geltung kommt, weil ca. 10% - 15% davon unterhalb einer Spannungsschwelle liegt, die eine Taschenlampe benötigt? Hat das mal irgenjemand getestet?

Liebe Grüße

Assi

 

[light-wolff]

Ich hab grad mal rein geclickt. Aber so ganz ernst nehmen kann ich das nicht....

Zustimmung meinerseits. Diese "Tests" dienen bestenfalls der Volksbelustigung und bringen ungefähr so viel Erkenntnisgewinn wie das Explodierenlassen von LiPos mittels Autobatterie. Übrigens hat er bei 4-maliger Tiefentladung bis 1,4V anscheinend nach jedem Mal eine Kapazitätserhöhung von 100mAh festgestellt. Interessant. Und alles mit alten Laptopakkus.

...Meine Gute...wie viel mehr Betriebszeit hat dieser gegenüber dem Enerpower 2600 mAh mit Samsungszelle? Hat das irgendjemand mal getestet?
Kann es sein, dass die gewaltige Kapazität von den NCR gar nicht zur Geltung kommt, weil ca. 10% - 15% davon unterhalb einer Spannungsschwelle liegt, die eine Taschenlampe benötigt? Hat das mal irgenjemand getestet?

Ja, das hat jemand getestet. Mit einer Zebralight SC600w. Guckst Du hier.

 

[kbyte]

...Weitere folgen demnächst. Ich besitze noch den Fenix ARB-L2,

Viele Grüße, Froschi

Hallo Froschi mich interessiert der Test der Fenix ARB-L2 sehr! Würde mich sehr über einen Test freuen!
Gruß

 

[light-wolff]

...mich interessiert der Test der Fenix ARB-L2 sehr! Würde mich sehr über einen Test freuen!

Ausführlich getestet durch HKJ
Kurztest im BLF
Thread im CPF
Thread im TLF
Aber nirgendwo steht, wann der Tiefentladeschutz abschaltet.

 

[Simon]

Und dann gibts da noch das MF:
Messerforum Lampentester: Großer Akkutest 2012 - 18650er Lithium-Ionen-Akkus

2.4V.

 

[kbyte]

Danke euch!
Resettet sich die Unterspannungs Schutzschaltung selbständig oder zeigt er nach dem Abschalten 0,00V an, bis man ihn wieder lädt?

 

[kbyte]

Habe jetzt die Antwort direkt von Fenix bekommen: 2,4V und die Schutzschaltung resettet sich automatisch!
Gruß Ansgar

 

[froschi]

AW: 18650 Protected - Test des Tiefentladungsschutzes

Hallo Froschi mich interessiert der Test der Fenix ARB-L2 sehr! Würde mich sehr über einen Test freuen!
Gruß

Hallo kbyte,

momentan sieht es zeitlich bei mir etwas knapp aus... Werde den Test in einigen Wochen nachreichen...

Viele Grüße, Froschi

 

[kbyte]

Danke Froschi aber das ist jetzt nicht mehr nötig, ich habe direkt bei Fenix nachgefragt und es wird bei 2,4V abgeschaltet aber stellt sich automatisch wieder zurück!
Gruß Ansgar