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Kapazitätsmessung: Welche Schlussspannung?

Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
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Olight Taschenlampen
Trustfire
Nachdem ich mir jetzt vernünftige Akkus besorgt habe, würde ich bei meinen "alten" UltraFire gerne noch eine Kapazitätsmessung durchführen, um dann abschliessend zu entscheiden, welche davon entsorgt werden sollen und ob der eine oder andere vielleicht doch noch bleiben darf.

Was mir dabei jedoch nicht ganz klar ist: Wie weit soll ich die Akkus dazu entladen? Gibt es bei der Kapazitätsmessung so eine Art Standard-Schlussspannung, welche üblicherweise verwendet wird? Würde ja eigentlich schon Sinn machen, z.B. um die Ergebnisse dann untereinander vergleichen zu können...
 

Lichtinsdunkel

Flashaholic**
2 Juni 2010
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Witten
taschenlampen-tests.de
Wenn du den Akkus einen Riesengefallen tun willst, solltest du se (generell) nicht tiefer als 3,6 Volt entladen. Häufige tiefere Entladungen gehen zu Lasten der Akku-Lebensdauer.

Die Ladeschlusspannug sollte bei fitten Akkus etwa zwischen 4,18 und 4,21 Volt liegen.

Gruß
Walter
 

Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
143
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Acebeam
Jau, das ist soweit schon klar und normalerweise tu ich das auch nie. Aber für eine Kapazitätsmessung sollte man da m.E. schon noch ein wenig weiter runter gehen (light-wolff ist bei seinem Test der neuen Solarforce V3 bspw. runter bis 3,0 V bzw. bis die Schutzschaltung gegriffen hat), und daher die Frage, wo bei Kapazitätsmessungen üblicherweise Schluss sein sollte.
 

Maiger

Ehrenmitglied
27 Dezember 2011
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Nationalpark Kalkalpen (A)
www.taschenlampen-forum.de
3,6 Volt Entladschlußspannung sind für eine Kapazitätsmessung ungeignet. Da must du schon tiefer runtergehen. Bei meinem Lader kann ich die Entladeschußspannung für LiIon zw. 2700mV und 3100mV konfigurieren. Der Defaultwert ist 3,0V und der scheint mir eher geeignet zu sein.

Die letzte Messung die ich aufgenommen habe, war ein 18650er-Akku mit 2600mAh Nennkapazität und einem Entladestrom von C/5. Der endgülte Meßwert lag bei 2296mAh (3,0V). Bei 3,6V waren erst 1131mAh entnommen. d.h. hätte ich hier gestoppt, wären noch nicht einmal 50% der Energie entnommen gewesen.

Hier der Zusammenhang zw. Entladeschlußspannung und Prozent des endgültigen Meßwertes bei dieser Messung.




Gruß
Gerhard
 

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balloonix

Flashaholic**
18 Juli 2012
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Waldachtal im Schwarzwald
Hallo Gerhard,

die Kurve wundert mich, anhand der Spannungskurven hätte ich das anders eingeschätzt. Kanst du näher erläutern, wo die Werte her kommen bzw. wie sie ermittelt wurden?

Grüße

Uwe
 

Tekas

Flashaholic**
23 November 2011
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So wie ich die Tabelle lese ist der Akku bei 3,1V leer (100% der Ladung wurde entnommen), das ist nicht unrealisitisch. Aber wieso endet die Messung auf der anderen Seite der Skala schon bei 4,0V? Normalerweise sollten doch 4,2V beim vollen Akku anliegen...:confused:.
 

Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
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Der Defaultwert ist 3,0V und der scheint mir eher geeignet zu sein.
Danke, das wollte ich hören. Nun stellt sich mir allerdings gerade noch die Frage, ob ich die Entladschlussspannung bei meinen Ladegeräten überhaupt frei wählen kann (hoffe, dass es wenigstens bei einem der Fall sein wird). Werde das dann über's WE mal checken.


EDIT: Beide können es. Der eine Stufenlos bis 2,8 Volt, der andere in 3V Schritten.
 
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balloonix

Flashaholic**
18 Juli 2012
1.421
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Waldachtal im Schwarzwald
Ein Test mit z.B. 1A Srom bis 3V ist praxisnah und sagt dir aus, wie gut der Akku noch verwendbar ist. Aber da steckt noch mehr drin. Ein Akku mit z.B. 0,5Ohm Innenwiderstand verliert im Inneren bei 1A 0,5V. Da würde das Testgerät Entladeende erkennen, wenn der Akku erst bei eigentlich 3,5V ist. Wenn Li-Ion Akkus altern, geht der Innenwiderstand hoch und die Kapazität sinkt. Aber das hängt nciht fest voneinander ab. Zwei Akkus mit gleichen Kapazitäten können dir sehr unterschiedliche Werte im Tester liefern. Packst du dann wegen der gleichen Werte die in eine Lampe mit zwei Zellen, riskierst du, dass der Eine unbemerkt tief entladen wird und dir droht ein Unfall wie der von Paul Tummers. Mess einfach mal mit unterschiedlichen Strömen, also z.b. 200mA und 1A. Dann siehst du, was wirklich mit den Akkus los ist.


Grüße

Uwe
 
  • Danke
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Maiger

Ehrenmitglied
27 Dezember 2011
6.307
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Nationalpark Kalkalpen (A)
www.taschenlampen-forum.de
Kannst du näher erläutern, wo die Werte her kommen bzw. wie sie ermittelt wurden?
Hallo Uwe,

der ALC-Lader zeichnet (so wie alle mit Datenlogger) Spannung, Strom und Kapazität über die Zeit auf. Ich habe die Daten in eine Tabelle übernommen und zu der Kapazität den %-Wert des endgültigen Messwertes berechnet.
Also zu Beginn lag die Akkuspannung bei 4,122V und die entnommene Kapazität bei 0,0mAh --> 0%.
Die Messung stoppte bei 3,0V und zu diesem Zeitpunkt war die entnommene Kapazität bei 2296mAh --> 100%.
Aus den Spannungs- und %-Werten habe ich dann das X/Y-Diagramm erstellt.

So wie ich die Tabelle lese ist der Akku bei 3,1V leer (100% der Ladung wurde entnommen), das ist nicht unrealisitisch.
:thumbup:

Aber wieso endet die Messung auf der anderen Seite der Skala schon bei 4,0V? Normalerweise sollten doch 4,2V beim vollen Akku anliegen...:confused:.
Ich habe für das X/Y-Diagramm nur die Werte 3,0V bis 4,0V markiert. :peinlich:

Ein Test mit z.B. 1A Srom bis 3V ist praxisnah und sagt dir aus, wie gut der Akku noch verwendbar ist.
Um vergleichbare Meßwerte zu erhalten, verwende ich bei der Kapazitätsmessung generell C/5 als Entladestrom (520mA im obigen Beispiel). Für Paxistests muß natürlich ein höherer Strom gewählt werden.

Ein Akku mit z.B. 0,5Ohm Innenwiderstand verliert im Inneren bei 1A 0,5V. Da würde das Testgerät Entladeende erkennen, wenn der Akku erst bei eigentlich 3,5V ist.
Außer du hast ein Gerät, dass zur Spannungsmessung den Entladestrom kurz unterbricht. Ich weis, dass meiner das beim Laden von NiCd/NiMH-Zellen zur Delta-U-Erkennung macht. Ob er es bei der Kapazitätsmessung auch macht, weis ich nicht. Muss ich mal in der Bauanleitung nachlesen oder mit dem Oszi messen.

Gruß
Gerhard
 
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Megalodon

Flashaholic**
16 November 2010
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1.011
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Olight Shop
Welche Entladeschlussspannung gut ist, kommt auch auf die Akkuchemie an.#

Übliche Li-ion Akku können gut bis 3V entladen werden, die NCR-Serie von Panasonic hat eine veränderte Kathode und dadurch eine recht flache Entladungskurve und einen tiefere Entladeschlusspannung als übliche Li-Ion Akkus. Laut Datenblatt von Panasonic liegt die Entladeschlussspannung bei 2,5V, je nach Genauigkeit des Messgerätes würde ich im Test runter bis auf 2,7/2,6V gehen, so hat man noch etwas Spielraum für Messfehler und man liegt im grünen Bereich.
 

Tekas

Flashaholic**
23 November 2011
3.835
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...Laut Datenblatt von Panasonic liegt die Entladeschlussspannung bei 2,5V, je nach Genauigkeit des Messgerätes würde ich im Test runter bis auf 2,7/2,6V gehen, so hat man noch etwas Spielraum für Messfehler und man liegt im grünen Bereich.

Das ist nachvollziehbar, denn natürlich ist noch ein wenig Restladung bei 3V im Akku drin. Aber ein geschützter Akku macht eventuell schon bei dieser Spannung 'dicht' und so gesehen, ist dann ein Meßbereich von 3-4,2V zwecks Vergleichbarkeit geschützter und ungeschützer Zellen durchaus sinnvoll.

Wobei man sich vielleicht auch mal die Frage stellen sollte, ob eine Nutzung des Akkus bei derart niedriger Spannung (<3V) in der Praxis überhaupt bewußt(!) vorkommt, denn erstrebenswert ist das sicherlich nicht. Das ist ja so, als würde man immer den Autotank komplett leerfahren, bevor dann versucht wird, mit dem Restschwung noch eine Tankstelle zu erreichen;).
 

Xandre

Flashaholic***²
8 März 2011
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BaWü
Wenn du den Akkus einen Riesengefallen tun willst, solltest du se (generell) nicht tiefer als 3,6 Volt entladen. Häufige tiefere Entladungen gehen zu Lasten der Akku-Lebensdauer.

Die Ladeschlusspannug sollte bei fitten Akkus etwa zwischen 4,18 und 4,21 Volt liegen.

Gruß
Walter
Weiter als 3,6 Volt gehe ich mit einem Akku auch nicht runter
meistens lade ich sogar früher.Egal ,geschützt oder nicht.

Klar zum Testen kann man schon tiefer gehen-aber für die Praxis nicht relevant.Bei 3,6 Volt sehe ich auch den Akku als leer an.

Gruß Xandre
 

balloonix

Flashaholic**
18 Juli 2012
1.421
732
113
Waldachtal im Schwarzwald
Hallo,

wenn ein Ladegerät die LL Spannung heranzieht ist das nicht ungefährlich, dann könnte unter Last die Spannung unter 2,5V sinken. Bei den Tests meiner Ultrafire habe ich gesehen, dass innenwiderstände von 0,25 oder gar 0,5 Ohm gibt. Bei 0,5A kostet 0,5 Ohm 1V und verschiebt auch die ganze Entladekurve nach unten. Das könnte die relativ hohe REstkapazität im unteren Spannungsbereich erklären. Denn normalerweise sollte sich das Leben im Akku bei etwas höherem Spannungsniveau abspielen.

Grüße

Uwe
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.041
12.129
113
im Süden
Wobei man sich vielleicht auch mal die Frage stellen sollte, ob eine Nutzung des Akkus bei derart niedriger Spannung (<3V) in der Praxis überhaupt bewußt(!) vorkommt, denn erstrebenswert ist das sicherlich nicht.
Bei den von Megalodon erwähnten Panasonic NNP ist das kein Problem, denn der Hersteller spezifiziert 2,5V ans Entladeschluss, darauf beziehen sich auch die Lebensdauerangaben. Unter Last 1C, wohlgemerkt, nicht Leerlaufspannung.

Klar zum Testen kann man schon tiefer gehen-aber für die Praxis nicht relevant.Bei 3,6 Volt sehe ich auch den Akku als leer an.
Die 3,6V sind Leerlaufspannung.
Beim Entladen hat man aber Spannung unter Last. Da sind 2,5V bei o.g. Panasonic und sonst 2,7V oder 2,75V der Standardwert.
 

Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
143
24
18
Habe heute mal einen rot-weissen UltraFire Akku von Manafont und einen braun-goldenen von DX grob auf ihre Kapazität gecheckt. Entladestrom war 1A und die Entladeschlussspannung betrug 3,0 Volt (gemessene Leerlaufspannung bei beiden abschliessend 3,42 Volt). light-wolff empfiehlt weiter oben zwar 2,7 bzw. 2,75 Volt (mach ich dann künftig so), aber um die Kapazität grob zu bestimmen reichten für diesmal auch 3,0 Volt, denn ich weiss nun immerhin mit Sicherheit, dass meine UltraFires zumindest kein Sand oder sonstiges Pulver enthalten, da bei beiden eine Kapazität von um die 2000 mAh gemessen wurde. :)

Was mich nun aber noch interessieren würde: Beim Laden der beiden Akkus fiel mir vorhin auf, dass diese deutlich wärmer werden (ca. 45° C), als meine neuen Solarforce V3. Ist dies auf den (wahrscheinlich einiges) höheren Innenwiderstand der UltraFire Akkus zurückzuführen? Im Unterscheid zu den Solarforce beträgt deren Leerlaufspannung nach dem Laden nämlich auch stets um 4,17/4,18 Volt und nicht 4,20V, wie bei den SLF.
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.041
12.129
113
im Süden
Beim Laden der beiden Akkus fiel mir vorhin auf, dass diese deutlich wärmer werden (ca. 45° C), als meine neuen Solarforce V3. Ist dies auf den (wahrscheinlich einiges) höheren Innenwiderstand der UltraFire Akkus zurückzuführen? Im Unterscheid zu den Solarforce beträgt deren Leerlaufspannung nach dem Laden nämlich auch stets um 4,17/4,18 Volt und nicht 4,20V, wie bei den SLF.
Wieviel Ladestrom?
Ja, je höher der Innenwiderstand, desto niedriger die Spannung nach Ladeende.
 

Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
143
24
18
Geladen habe ich die Akkus mit dem PILA IBC. Dieser müsste, wenn ich das richtig in Erinnerung habe (kann gerade nicht nachschauen), einen Ladestrom von 600 mA haben.
 
Zuletzt bearbeitet:

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
16.041
12.129
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im Süden
Bei 600mA Ladestrom dürfte sich ein 18650er niemals selbst erwärmen.
IIRC hat der Pila IBC aber eine Akkuheizung, die müsste jedoch die SF Akkus genauso heizen...
 

Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
143
24
18
Dann werde ich das bei den Solarforce künftig nochmals etwas genauer im Auge behalten. Kann sein, dass ich einfach den wärmsten Zeitpunkt verpasst habe, wobei ich sie während dem Ladevorgang bestimmt an die 10x angefasst hatte. Aber wahrscheinlich wird es wohl eh darauf hinauslaufen, dass ich den ganzen UltraFire Müll einfach komplett entsorge und noch ein paar weitere Solarforce bestelle. Habe heute bereits zwei blaue ungeschützte UF entsorgt (hatten beide eine lachhafte KaPa von rund 700 mAh).

Wozu aber soll denn eine Akkuheizung gut sein? Eigentlich kenne ich es ja so, dass Wärme nicht unbedingt zu den Dingen gehört, die ein Akku gerne mag. Warum also eine Erwärmung auch noch künstlich herbeiführen?
 

light-wolff

Flashaholic***²
14 September 2011
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im Süden
Wozu aber soll denn eine Akkuheizung gut sein? Eigentlich kenne ich es ja so, dass Wärme nicht unbedingt zu den Dingen gehört, die ein Akku gerne mag. Warum also eine Erwärmung auch noch künstlich herbeiführen?
Es gibt die Theorie (irgendwo hier im Forum zu finden), dass dadurch die Akkus "voller" werden, weil ihr Innenwiderstand bei höherer Temperatur sinkt.
Man kann's auch so sehen: im Pila ist ein Linearregler, d.h. er verheizt die Differenz zwischen Eingangs- und Akkuspannung einfach, und die ist bei Ladebeginn am größten. Die Transistor-Kühlkörper sind direkt unter den Akkus, dazu noch die Shunts zur Strommessung, hier schön zu sehen. Temperatur gemessen hat hier mal jemand.
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
  • Danke
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Night Rider

Flashaholic
20 März 2012
143
24
18
Temperatur gemessen hat hier mal jemand.
Gut, so weit bin ich ja dann von den dort gemessenen 42° C nicht entfernt und diese Differenz könnte auch auf Messtoleranzen der IR-Thermometer zurückzuführen sein. Jetzt muss ich einfach noch checken, ob diese Temperatur auch bei den Solarforce erreicht wird.
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator: