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Innenwiderstand - nochmal kurz...

7 Januar 2012
15
6
3
Olight Taschenlampen
Trustfire
Ich habe zu diesem hier schon ziemlich alles gelesen und weiß, dass die Messung des Innenwiderstandes ein komplexes Thema ist und bei Ladegeräten am besten gar nicht erst beachtet werden sollte...

Trotzdem... nachdem ich nun ein Ladegerät habe, dass den Innenwiderstand anzeigt, habe ich mir diesen halt mal bei einigen Akkus angesehen... ;-)

Ich habe auch einige ziemlich alte Akkus, die ältesten sind einige Solarforce 18650, sicher 8 - 10 Jahre alt. Diese waren meist voll geladen gelagert bzw. sind in Lampen, die kaum benutzt wurden/werden.

Diese alten Akkus zeigen nun (im Ladegrät!) Innenwiderstände durchwegs zwischen 400 und 900 mOhm an, manche sogar 999 mOhm...

Ein und derselbe Akku schwankt allerdings auch sehr stark, nach einigen Minuten im gleichen Schacht, beim Raus- und reingeben im gleichen Schacht, beim Schachtwechsel... z.B. 768 mOhm... 3 Minuten später 290 mOhm, dann wieder 640 mOm...

Bei den jüngeren 18650, auch wenig gebraucht und immer voll geladen, verhält es sich ähnlich, nur in einem niedrigern Bereich (etwa 180 - 400 mOhm) Das gleiche ist bei älteren Eneloops...

Zum Vergleich habe ich dann zwei nagenleue 18650er genommen, die lagen beim gleichen Prozedere immer zwischen 60 und 80 mOhm...

"Getestet" mit Miboxer C4, C4-12, BC3000 (beim BC3000 der gleiche Trend, insgesamt jedoch meist etwas niedriger), alle 18650er sind geschützt.

Wie eingangs schon erwähnt, will ich jetzt absolut nicht die Widerstandsmessung im Ladegerät neu thematisieren. Ich weiß, dass einzig die noch vorhandene Kapazität zählt (abgesehen von offensichtlichen Defekten), und meine Akkus funktionieren auch alle noch!

Nachdem allerdings bei alten und älteren Akkus doch ein eindeutiger Trend zum immer höheren Innenwiderstand erkennbar ist, wäre meine Frage:

Was passiert wenn der Innenwiderstand irgendwann das Maximum erreicht hat? Einfach keine Kapazität mehr? Kein Licht mehr aus der Lampe?

Oder anders gefragt, kann irgend etwas "passieren" (Explosion, Brand, Lampe kaputt usw.), wenn man einen Li-Ion Akku einfach endlos lädt und benutzt?

Grüße,
Fery
 
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kirschm

Flashaholic***
13 April 2017
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wenn man einen Li-Ion Akku einfach endlos lädt und benutzt?
Du kannst dich jetzt schon auf die Antworten in diesem Thread freuen. Es werden Leute kommen, die sagen, dass ihre 6 bis 8 Jahre alten Akkus auch bei permanenter vollladungs Lagerung keinen kapazitätsverlust haben. ich bin ja dafür bekannt, dass ich meine Akkus schone. Aber auch die geschonten Akkus haben nach zwei bis drei Jahren schon einen kapazitätsverlust von 15%. Mehr möchte ich dazu nicht sagen.
 
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Onkel Otto

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20 November 2015
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Ich möchte gern nur einen Aspekt kommentieren:

die nicht gegebene oder schlechte Reproduzierbarkeit und die
"unerklärliche" Schwankungsbreite der angezeigten Ri Werte, legt
den Schluss nahe, dass die Art der Messung ungeeignet ist,
da eine andere hier massgeblichen Messgröße (z.B. PCB,
Kontaktierung) nicht erfasst wird. Es ist mit Sicherheit nicht die
Zell-Chemie, die sich im Minutentakt verändert.

Wenn Du Dich der Sache dennoch nähern willst und mit wenig
geeignetem Equipment belastbare Ergebnisse erzielen möchtes,
dann kommst Du genaues Beobachten, viele Wiederholungen
unter systhematischer Variation der Randbedingungen und eine
saubere Zählstatistik nicht herum.

Alles andere mag viel Spaß machen und interessant sein, das
kenne ich nur zu gut :), ist aber im Prinzip fehlinvestierte Mühe.

Greetings
Klaus
 
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steidlmick

Flashaholic**
15 August 2012
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Nachdem allerdings bei alten und älteren Akkus doch ein eindeutiger Trend zum immer höheren Innenwiderstand erkennbar ist, wäre meine Frage:
Was passiert wenn der Innenwiderstand irgendwann das Maximum erreicht hat? Einfach keine Kapazität mehr? Kein Licht mehr aus der Lampe?
Der Innenwiderstand sagt letztlich etwas darüber aus, wie stark die Spannung eines Akkus unter Last (Stromentnahme) einbricht.
Ein Akku mit einem sehr kleinen Innenwiderstand hat auch unter hoher Last (viel Strom) noch eine gute Spannungslage. Das ist typisch für so genannte Hochstromakkus (z.B. Murata VTC6, Samsung 30Q).
Ist der Innenwiderstand des Akkus höher, dann fällt die Spannung unter Last entsprechend stärker ab, die Spannungslage wird schlechter.

Die Kapazität ändert sich dadurch nicht, aber der Nutzwert des Akkus sinkt, weil man ihn nur noch sinnvoll bei geringer Belastung einsetzen kann.
Eine leistungsstarke Lampe wird daher dann auch weniger hell leuchten, als es ihre LED und Elektronik eigentlich erlauben würden.
Oder anders gefragt, kann irgend etwas "passieren" (Explosion, Brand, Lampe kaputt usw.), wenn man einen Li-Ion Akku einfach endlos lädt und benutzt?
Definiere "endlos"...
Endlos laden (= Akku permanent am Ladegerät) ist nicht gut, aber bei einem Ladegerät mit zuverlässiger Endabschaltung passiert an sich nichts, der Akku wird dadurch nicht explodieren oder in Brand geraten.
Dem Akku schadet jedoch ein permanenter Vollladezustand zumindest prinzipiell.
Für Lithium-Akkus sind Ladezustände über 80% und unter 20% (ungefähr) überproportional stärker schädlich, parasitäre chemische Reaktionen, die den Innenwiderstand erhöhen können und die Kapazität verringern, laufen verstärkt ab.

Aber das bedeutet nicht automatisch, dass die Akkus sofort kaputt gehen.
Die Praxis hat gezeigt, dass vor allem moderne Akkus relativ lange halten, auch wenn sie nicht optimal behandelt werden.
Und umgekehrt zeigt auch ein sehr ausgeprägtes Schonverhalten gegenüber den Akkus vergleichsweise wenig positive Effekte.

Kurz: Es passiert nichts, wenn du die Akkus bis zur Erschöpfung benutzt, irgendwann sind sie aber einfach hin.

In aller Regel schaden andere Faktoren viel mehr:
- zu häufige hohe Belastung des Akkus in leistungsstarken Lampen
- Laden unter nicht optimalen Bedingungen (zu hoher Strom, zu kalte Akkus)
- lange Lagerung bei zu hoher Temperatur (Sommer, Heizungskeller etc.)
- vollständige Zyklen, d.h. häufiges Vollladen und komplettes Entladen, besser sind viele "flache Zyklen".
 
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kirschm

Flashaholic***
13 April 2017
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Für Lithium-Akkus sind Ladezustände über 80% und unter 20% (ungefähr) überproportional schädlich... zeigt auch ein sehr ausgeprägtes Schonverhalten gegenüber den Akkus vergleichsweise wenig positive Effekte
da ich meine Akkus zwischen diesen 20% und 80% halte, frage ich mich gerade, ob mein schon-Verhalten als ausgeprägt zu bezeichnen wäre...
 
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2stroke_fanatic

Flashaholic*
26 August 2017
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Ein Eagtac Akku aus 2011-2012 ist letztens erst kaputt gegangen. Die Lampe war samt Akku im Auto meines Opas, der Akku wurde logischerweise in keinster Weise geschont (voll gelagert, im Sommer bei heißen Temperaturen im Auto usw). Die Lampe hat dann einfach nichtmehr geleuchtet, dachte erst, dass die Schutzschaltung vom Akku eingegriffen hat, aber diese hat sich nicht reaktivieren lassen bzw. sie war nicht das Problem. Der Akku hatte noch 3,1V ließ sich aber nicht laden und auch die Lampe blieb dunkel. Habe ihn dann entsorgt, mit neuem Akku lief die Lampe normal (bis sie kurze Zeit später von meinem Opa gehimmelt wurde, aber das ist ja was anderes:pfeifen:).
 
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kirschm

Flashaholic***
13 April 2017
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dachte erst, dass die Schutzschaltung vom Akku eingegriffen hat
ich vermute mal, dass viele positive Erfahrungen mit voll laden daher rühren, dass es sich um protected Akkus handelt.
ich besitze lediglich ein paar protected Akkus. Aber alle diese haben die Eigenschaft, dass sie von 4 Volt innerhalb eines Jahres auf ca 3,8x Volt Spannung in der Schublade absacken. Diese Akkus schützen sich also vor sich selbst. bei meinen unprotected Akkus ist die Spannung selbst nach Jahren noch nicht messbar geändert.
Selbst ich lade also diese protected Akkus schon vorsorglich auf über 4 Volt, weil ich weiß, dass sie nach einer einiger Zeit deutlich darunter sind.
 

2stroke_fanatic

Flashaholic*
26 August 2017
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Vogtland
Kann ich so nicht ganz unterstützen, habe auch einige geschütze Akkus da (Soshine, Imalent, Enerpower und Keeppower) und nach einem Jahr in meinem Akkukühlschrank haben die zwischen 0 und 20mV verloren, dass die Akkus teils um 200mV absinken hatte ich so noch nicht. :ninja: Meine Akkus haben alle 3,8V Lagerspannung.
 

kirschm

Flashaholic***
13 April 2017
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Ein Eagtac:rolleyes: Akku aus 2011-2012 ist letztens erst kaputt gegangen
normalerweise dürfte ein Akku aber nach 7 Jahren überhaupt nicht kaputt gehen. ich habe noch Nokia und Ericsson Handys, dessen LiIon-Akkus ich natürlich auch etwas schonend behandelt habe. Beide haben heute noch über 14 Tage Standby-Zeit. Damals hatten sie allerdings zwei Wochen gehalten...
 
7 Januar 2012
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Danke für die sehr interessanten Erklärungen dazu.

...aber auch wenn diese Art der "Messung" im Ladegerät natürlich alles andere als sinnvoll und aussagekräftig ist, und auch wenn natürlich außer der Chemie noch viele andere Messgrößen mitspielen (PCB, Kontakte, Temperatur usw), die diese Schwankungen von mehreren 100 mOhm bei (den alten!) Akkus erklären...

Wie erklären sich dann aber bei den neuen, erst einmal geladenen Akkus die realativ realistischen Werte (60 - 80 mOhm)?

Es gelten ja für diese die gleichen Messgrößen (s.o.) und die Umgebungsbedingungen waren bei meinem "Test" ja die gleichen (ich habe jeweils sogar alle Kontaktflächen vorher gesäubert ;-) Trotzdem hier realistische Werte und keine Schwankungen...

Kann das vielleicht an der "frischen" Chemie liegen, an den noch geordneten Molekülen?
 

steidlmick

Flashaholic**
15 August 2012
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Bielefeld, NRW
Trotzdem hier realistische Werte und keine Schwankungen...
Woher willst du denn wissen, dass es sich um realistische Werte gehandelt hat?
Vielleicht waren es in ein Wirklichkeit nur 35 - 40 mOhm und das Ladegerät lag um 100% daneben?
Kann das vielleicht an der "frischen" Chemie liegen, an den noch geordneten Molekülen?
Nein, die Schwankungen haben mit Chemie nichts zu tun.

Meiner Einschätzung nach ist das ein messtechnisches Problem, dass sich nicht aufklären lässt, so lange man nicht alle Details über den Aufbau des Ladegeräts inkl. Schaltplan kennt.
... natürlich alles andere als sinnvoll und aussagekräftig
Das ist entscheidend, meiner Einschätzung nach versuchst du anhand von Nicht-Daten eine Erklärung für ein Phänomen zu finden, dass ggf. gar nicht existent ist.
 
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7 Januar 2012
15
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Woher willst du denn wissen, dass es sich um realistische Werte gehandelt hat?
Vielleicht waren es in ein Wirklichkeit nur 35 - 40 mOhm und das Ladegerät lag um 100% daneben?
Das ist mir schon klar... aber diese (und nur diese) waren zumindest reproduzierbar...



Das ist entscheidend, meiner Einschätzung nach versuchst du anhand von Nicht-Daten eine Erklärung für ein Phänomen zu finden, dass ggf. gar nicht existent ist.
Da hast du wahrscheinlich recht... ist mir halt aufgefallen... und da ich nun mal gerne (in meinem Rahmen) Dingen auf den Grund gehe ... ;-)

Aber aufgrund deiner/eurer Erklärungen weiß ich nun, dass ich meine alten Akkus, dort wo sie von der Leistung her noch reichen, bedenkenlos weiter verwenden kann.

Gruß,
Fery
 

steidlmick

Flashaholic**
15 August 2012
3.863
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Bielefeld, NRW
... ist mir halt aufgefallen... und da ich nun mal gerne (in meinem Rahmen) Dingen auf den Grund gehe ... ;-)
Das finde ich im Prinzip auch gut und nachvollziehbar, aber dazu müssen eben auch wirklich verlässliche Daten vorliegen und die kann man von einem einfachen Ladegerät nicht erwarten.
Die Dinger laden zuverlässig - alles darüber hinaus geht über den Beweiswert einer Schätzung nicht hinaus.
Aber aufgrund deiner/eurer Erklärungen weiß ich nun, dass ich meine alten Akkus, dort wo sie von der Leistung her noch reichen, bedenkenlos weiter verwenden kann.
Gut, das mache ich auch so.
Wenn ein alter Akku bestimmte Leistungen nicht mehr erreichen kann, dann leistet er in einfachen und leistungsschwachen Lampen oder sonstigen Anwendungen mit wenig Strombedarf immer noch gute Dienste.
 
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sbj

Flashaholic
7 Oktober 2016
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Etwas weniger Streuung bei der Innenwiderstandsmessung bekommst du, wenn du den Minus-Kontakt gegen den Akku drückst, den Akku dabei etwas hin und her drehst und dann die Messung auslöst.

Bei z.B. drei kurzen Messungen hintereinander, nehme ich dann den niedrigsten Wert.
 
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Tiberius

Flashaholic*
26 März 2019
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Erfurt
Mich beschäftigt das Thema "Innenwiderstandsmessung" schon seit einiger Zeit und ich wollte es mal genauer wissen, also habe ich einen größeren Test veranstaltet.

Das sind die Testkandidaten:



Ein Satz Sony VTC5A, 1 mal geladen, ein Satz Samsung 30Q, 1 mal geladen, 3 18650er von Sofirn unbekannter chinesischer Herkunft und drei Samsung 26F, ausgebaut aus dem Akkupack eines Profi-Akku-Werkzeugs wegen deutlich nachlassender Leistung. Leider habe ich keine Akkus gleichen Typs neu und alt, der Test musste auch so gehen.

Das sind die Messgeräte:



Ein Skyrc MC3000 und ein Miboxer C4 als gängige und hier im Forum sicherlich weit verbreitete Vertreter der Schachtladegeräte mit Innenwiderstandsanzeige sowie ein YR1030 Battery Resistance Tester mit Vierdraht-Impedanzmessung.

Nun die Ergebnisse:

VTC5A mit MC3000: 33, 32, 32, 35 mOhm
VTC5A mit C4: 33, 37, 37, 36 mOhm
VTC5A mit YR1030: 10.59, 10.60, 10.53, 10.78 mOhm

30Q mit MC3000: 32, 42, 33, 40 mOhm
30Q mit C4: 22, 43, 40, 37 mOhm
30Q mit YR1030: 13.51, 14.05, 14.72, 14.08 mOhm

Sofirn mit MC3000: 142, 148, 168 mOhm
Sofirn mit C4: 164, 123, 178 mOhm
Sofirn mit YR1030: 29.1, 28.7, 30.2 mOhm

26F mit MC3000: 189, 194, 158 mOhm
26F mit C4: 214, 190, 148 mOhm
26F mit YR1030: 56.9, 59.9, 60.3 mOhm

Fazit:

1. Nur das YR1030 liefert reproduzierbare Ergebnisse, beim MC3000 liefern einzelne Messungen leicht abweichende Ergebnisse, eine Abhängigkeit vom verwendeten Schacht ist deutlich erkennbar, das C4 liefert noch wesentlich auffallender streuende Ergebnisse.

2. MC3000 und C4 liefern viel zu hohe Ergebnisse, da interne Widerstände des Laders mitgemessen werden. Das Vierdraht-Messverfahren des YR1030 verhindert dies.

3. Bei Akkus mit höheren Innenwiderständen scheint bei MC3000 und C4 noch ein systematischer Fehler hinzu zu kommen, der zu generell noch höheren Ergebnissen führt. Das könnte auch eine Erklärung für berichtete Anzeigen von 999 mOhm und größer sein. Schon bei 1 A würde das einen Spannungsabfall von 1 V bedeuten, so dass gängige LEDs nicht mehr leuchten dürften, da weniger als 2,7 V an der LED ankommen würden.

So, jetzt würden mich Eure Meinungen über meinen Test interessieren.
 
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Flummi

Moderator
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26 Oktober 2015
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Nähe Hannover
Ich muss gestehen, dass ich mich mit den Ri-Messungen der Schachtlader noch gar nicht beschäftigt habe - weil mir da schlicht zu viele systematische Störgrößen im Messaufbau stecken.
Mit dem Vapcell bekommst Du offenbar recht solide, sprich reproduzierbare Messergebnisse. Bist Du Dir sicher, dass das Gerät mit Wechselstrom misst (Impedanz)? Ich vermute da eher eine DC-Messung.
Die Strippen zur Ladeschale erscheinen mir recht dünn (die Auswirkungen dank 4-Leitermessung wären aber gering). Kennst Du den Entladestrom des Vapcell?

Je mehr man sich mit dem Thema beschäftigt, desto mehr Störeinflüsse versucht man zu vermeiden. Ich wische z.B. vor einer Messung die Akkupole kurz mit Aceton ab. Ja, ein dünner Fettfilm hat Einfluss auf die Messung.
Aktuell hadere ich mit der Umgebungstemperatur. Um die halbwegs gleichmäßig zu haben, dürfte ich im Sommer keine Messungen machen. Da bekomme ich die Raumtemperatur oft kaum unter 24 Grad...
 
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Tiberius

Flashaholic*
26 März 2019
299
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Erfurt
Du hast recht, das mit Impedanz stand irgendwo in der Werbung, in der Bedienungsanleitung steht davon nichts. Der Strom im 20 mOhm-Messbereich ist mit <120 mA angegeben, im 200 mOhm-Messbereich mit <60 mA, da sollten die dünnen Strippen keinen zu großen Einfluß haben, insbesondere bei Vierleitermessung. Die Genauigkeit ist mit 5 % angegeben. Wenn ich es richtig verstehe, wird die Genauigkeit innerhalb des Bereiches von 18 °C bis 28 °C eingehalten. Da sollte man natürlich auf Messungen im Hochsommer verzichten.

Ich kann mich noch gut daran erinnern, als ich mein C4 gekauft hatte und Innenwiderstands-"Messwerte" hatte. Nur um dann hier im Forum gesagt zu bekommen, die Werte seien unbrauchbar. In meinem Test ging es mir hauptsächlich darum, diese Schachtlader-"Messwerte" tatsächlich beurteilen und das "unbrauchbar" belegen zu können.
 

Flummi

Moderator
Teammitglied
26 Oktober 2015
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Nähe Hannover
Wenn ich es richtig verstehe, wird die Genauigkeit innerhalb des Bereiches von 18 °C bis 28 °C eingehalten.
Die Genauigkeit des Messgerätes ;). Zwischen 18 und 28 Grad verändert sich aber der Innenwiderstand der Akkus merklich. Wenn man vergleichen will, sollte man daher bei ähnlicher Temperatur messen.

Man sieht dies auch an Entladekurven von Akkus bei hohem Strom. Da können schwache Akkus zunächst heftig einbrechen, um sich dann mit der Erwärmung wieder etwas zu rappeln.
 
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sbj

Flashaholic
7 Oktober 2016
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53
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Ich hatte auf das YR1030 , das bei HKJ (lygte-info) ganz gut abgeschnitten hat, auch schon mal ein Auge geworfen:
https://lygte-info.dk/review/InternalResistanceMeterYR1030 UK.html

Aber die Impedanzmessung zeigt eigentlich immer zu gute (= zu niedrige) Werte an, verglichen mit der DCRI Gleichstrom-Innenwiderstands-Meßmethode. Das ist wahrscheinlich auch der Grund, warum viele Akkuanbieter lieber die Impedanzwerte angeben.

Jetzt wäre das noch einigermaßen verschmerzbar, wenn es einen konstanten Umrechnungsfaktor zwischen den beiden unterschiedlichen Meßmethoden gäbe. Denn die Akkus liefern nun mal keinen Wechsel- sondern Gleichstrom.

Das scheint allerdings nicht der Fall zu sein.
Wenn man z.B. beim YR1030 den Sprung vom Sofirn zum 26F Akku betrachtet, erhält man den doppelten Impedanzwert.
Beim MC3000 bedeuted der gleiche Sprung nur eine Erhöhung um den Faktor 1,18 (gemittelte Werte).
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
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im Süden
etzt wäre das noch einigermaßen verschmerzbar, wenn es einen konstanten Umrechnungsfaktor zwischen den beiden unterschiedlichen Meßmethoden gäbe. Denn die Akkus liefern nun mal keinen Wechsel- sondern Gleichstrom.
Dieser Faktor ist nicht konstant, kann es nicht sein.
AC und DC-Innenwiderstandsmessung misst zwei ganz verschiedene Dinge.
Mit einer AC-Messung (meist bei 1kHz) misst man eigentlich nur den Widerstand der Ableiter (Elektrodenfolien).
Bei der DC-Messung misst man auch den Widerstand "der Chemie" mit. In der Praxis bestimmt der DC-Widerstand, wie stark die Spannung bei Belastung einbricht. Er ist es auch hauptsächlich, der sich bei Alterung erhöht. Er ist somit der für die Praxis entscheidendere Wert.
 
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sbj

Flashaholic
7 Oktober 2016
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Damit ist das Vapcell Meßgerät leider nicht geeignet, um Ungenauigkeiten in der Gleichstrom-Innenwiderstandsmessung der analysefähigen Ladegeräte quantitativ auf zu decken.

Ein ähnlich preiswertes Meßgerät mit entsprechend genauer Anzeige für den Gleichstromwiderstand ist anscheinend bis jetzt auf dem Markt in dieser Art nicht vorhanden.:S