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Langzeittest NCR18650B

Megalodon

Flashaholic**
16 November 2010
1.212
1.014
113
Der User 0815 hat hier im Forum die Frage danach gestellt, in wie fern das Ladeverfahren von diversen Efest Ladegeräten zur Schädigung der Akkus führt.
Was genau ist gemeint? Zum Beispiel die erste Version des Efest LUC V4, getestet von HKJ (die nicht überarbeitete Version!).
Während dem laden erreicht der Akku je nach Ladegerät eine Spannung von 4,25- 4,3V in dem verlinkten Review sind es je nach Schach und Ladestrom etwa um die 4,28V geht aber teils auch über 4,3V zumindest kurzfristig.
Da der Terminierungsstrom recht hoch ist, sinkt die Spannung des Akkus nach dem Laden auf etwa 4,2V, so dass man je nach Lader und Zeit nach dem Ladeende von der erhöhten Spannung beim laden nichts mitbekommt.
Der Sinn dahinter ist, die Ladezeit zu verkürzen.
Aber die Frage ist, in wie weit der Akku darunter leidet.
Diese Frage kann ich zur Zeit noch nicht zu 100% beantworten, ich habe bis jetzt nur vorläufige Ergebnisse, dazu weiter untern mehr!

Ich möchte Anmerken, dass Efest inzwischen die meisten Lader überarbeitet hat und bei aktuellen Ladern dieses Problem wohl nicht mehr besteht.


Also was machst man?
Da 0815 nicht die Möglichkeit hat ein Langzeittest zu machen, hat er jemanden gesucht, dafür habe ich mich mal bereit erklärt.
0815 hat dafür 4 NCR18650B spendiert, die ich bis zum verrecken quälen darf:D

Also ich habe hier 4x NCR18650B die nun bis jetzt schon etwas getestet wurden, der Test geht aber noch weiter.
Wann ich mit dem Test angefangen habe kann ich derzeit nicht genau sagen, muss aber noch im Januar diesen Jahr gewesen sein, also ist schon etwas zeit vergangen.

Wir haben uns darauf geeinigt 4 Akkus zu kaufen, wovon nachher 3 Akkus für den Langzeittest verwendet werden.
Als erstes habe ich die Akkus nummeriert, damit es zur keinen Verwechselung kommt.
Akku 1
Akku 2
Akku 3
Akku 4

AM Anfang wurden mit jedem Akku 5 Testzyklen unter den gleichen Bedingungen gemacht, um die besten drei Akkus für den Test zu selektieren, Akku 1 ist bei diesem rennen raus geflogen, der wurde leider etwa 18 Stunden leer gelagert, was er mit einen Kapazitätsverlust quittiert hat, was dazu geführte, dass Akku 2, Akku 3 und Akku 4 für den Test genommen wurden.
Warum drei Akkus?
Ein Akku als Referenz.
Ein Akku, der beim laden auf 4,26V geladen wird und durch einen hohen Terminierungsstroms nach dem laden etwa auf eine Ruhespannung von 4,2V kommt, ob jetzt 0,02V drüber oder drunter.. Toleranzen sind inbegriffen (in Analogie zum dem Efest, da ich keinen Efest Lader habe)!
Ein Akku wird bis auf 4,26V Ruhespannung geladen.

Testequipment.
Ein Xtar VP1, draufsicht linker Schacht dient als Referenzladeverfahren und nur dieser eine Schacht!
2x Miller ML102
1x Graupner Trio 14s

Den Graupner nutze ich für den Akku, der beim laden auf 4,26V geladen wird, durch den hohen Terminierungsstromes erreicht der Akku nach dem laden etwa eine Ruhespannung von 4,2V, je nach Rest Time

Ein Miller nutze ich für den Referenzakku, da dieser bis auf 4,19V Ruhespannung lädt.
Der zweite Miller hat seit dem kaufen bis auf 4,25/4,26V Ruhespannung geladen.
Nach dem ersten Test habe ich den Lader auf Seite gelegt, aber er eignet sich super für diesen Langzeittest :)
Damit ich die Miller schön unterscheiden kann, natürlich auch gut beschriftet :)

Je nach Verlauf waren etwa 25-50 Zyklen für drei Akkus angesetzt, inzwischen bin ich zu dem Entschluss gekommen mindestens 70 Zyklen zu machen, eventuell auch mehr, das hängt davon ab wie die weiteren Testergebnisse ausfallen, warum ich mein Zeil auf min. 70 Zyklen erweitert habe, wird im laufe dieses Post noch erklärt. (ich bin inzwischen bei Zyklus 37 bei 3 Akkus)

Die Theorie klingt simpel, 3 Akkus, laden, entladen, laden entladen, u.s.w...

Die Praxis sieht anders aus!
Da ich den ein oder anderen Akku schon getestet habe gibt es viele Faktoren, die auf das Messergebnis Einfluss nehmen und berücksichtigt werden sollten.

1. Welcher Ladestrom?
Die Panasonic NNP-Serie mag keine hohen Ladeströme (zu diesem Ergebnis bin ich aufgrund diverser Quellen gekommen)
Hier viel die Wahl auf 1A, nicht zuletzt weil der Miller ML102 der bis 4,26V etwa mit 0,9A lädt, der andere Miller sollte ebenfalls etwa mit 0,9A laden, mit dem Graupner und dem VP1 werden die Akku mit 1A geladen.

2. Welcher Entladestrom?
Da es mir nicht darum die Akku in Lampen zu nutzen, sondern ich ein CBA zum entladen habe, ging es mir darum, dass nicht Stunden lang der Ventilator vom CBA nervt, auf der anderen Seite sollte die Last nicht zu hoch sein.
Die Wahl viel auf 3A, ist eta 1C, sollte der Akku gut verkraften und Zeit geht noch...

3. Entladespannung
Ganz klar die 2,5V die von Panasonic zugelassen sind!

4. Temperatur
Ganz großes Thema!
Dazu habe ich auch noch ein paar Diagramme, der Temperatur kommt aus meiner Sicht eine ganz wichtige Rolle zu.
Ich versuche die Temperatur auf etwa 20°C zu halten, aber es gibt Schwankungen von eventuell 4°C, kommt auf den Messpunkt im Raum und aufs Thermometer an.
Laut Datenblatt von Pana hat der NCR18650 bei 25°C eine Mindestkapazität von 3250mAh bei 20°C sind es nur noch 3200mAh.
Jetzt mögen mache sagen, bei 3A ist die Eigenerwärmung hoch genug, so dass die Temperatur zweitrangig ist.
Da sage ich ganz klar nein! sie hat auch bei 3A einen großen Einfluss auf die Kapazität. Siehe Diagramme weiter unten.

5. Reset Time
Auch noch ein wichtiges Thema was Einfluss auf den Spannungsverlauf und die Kapazität hat.
Bei den ersten Zyklen habe ich eine Rest Time von 60 min versucht einzuhalten.
An manchen Tagen waren es auch mehrere Stunde, an anderen Tagen waren es manchmal nur Minuten.
Ganz wichtig, auch leider nicht immer einheitlich.
Inzwischen Versuche ich ich Rest Time von 5 min. zu haben, zumindest bei den Referenzmessungen hat das etwa geklappt, gerade am Anfang hat die einen Einfluss auf die Kurve von dem Akku, die nicht außer Acht gelassen werden sollte.

Zuweit zu den Testbedingungen.
Während dem Test hatte ich noch mit einem anderen Problem zu kämpfen, was schließlich dazu geführt hat, das im Grund die ersten 10 Zyklen von jedem Akku nicht zu gebrauchen sind und somit nichts als Referenz herhalten können.
Das Problem hierbei liegt nicht an den Akkus, auch nicht am CBA oder dergleichen, sondern an der Steckverbindung von der Klemme für die Akkus zum Eingang vom CBA.
Dies ist eine PowerPole Steckverbindung und diese scheint Fehleranfällig zu sein da es zu kleineren bis größeren unterschieden bei der Spannung kommen kann aufgrund eines veränderten Widerstandes, bedingt durch den Stecker.

So kann es ungünstiger Weise aussehen
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Da diese Differenzen für mich nicht hinnehmbar sind, habe ich mich dazu entschlossen den Stecker weg zu rationalisieren!
Aso kleiner Mod am CBA, nun gehen die Messtrippen ohne Stecker direkt auf die Platine des CBA.
Bei einem Test mit 10A habe ich einen Spannungsabfall zwischen Akku und der Platine vom CBA von 0,008V gemessen.
0,002V sind dem Kontakt zwischen der Klemme und dem Akku geschuldet, der Rest ist der Widerstand, welcher nun sehr gering ist.
Auch wenn es nicht an eine 4 Punktmessung heranreicht, kommt sie dessen doch recht nahe.

Seit dieser Modifikation haben sich die Kurven ziemlich angeglichen. Allerdings mit der Konsequenz, dass die Messungen bis dahin nicht mehr zu gebrauchen sind. Zum einen weil durch die Modifikation der Leitungswiderstand geringer geworden ist und zum anderen, da die Unterschiede bei den Messungen noch mit der Steckverbindung zu groß sind. Man könnte einen Mittelwert bilden, aber das ist mir alles zu ungenau!


Was ist noch erwähnenswert? ich muss mal kurz überlegen
Ich glaube die wichtigsten Randbedingungen habe ich alle erwähnt :).

Also wie gesagt, die ersten 5 Zyklen zum selektieren, da zu hohe Differenten nicht zu gebrauchen,
ab Zyklus 6 wurde die Akkus mit den verschiedenen Verfahren geladen.

Da ich am Anfang von dem Problem mit der Steckverbindung nichts wusste, mir dies erst beim testen aufgefallen ist, habe ich aufgrund der ersten Tests mich dazu entschlossen
Akku 2 für den Test bis 4,26V Ruhespannung zu nehmen und Akku 4 wurde das Ladeverfahren des Efest simuliert, Akku 3 dient als Referenz.
Ich habe Akku 2 und Akku 4 gewählt, da diese bei den ersten 5 Zyklen teils recht ähnliche Ergebnisse hatten, durch den Messfehler sind diese mehr oder minder nicht relevant, auf jeden Fall mit Vorsicht zu genießen, ist aber auch nicht weiter schlimm.

Bis Zyklus 19 wurden die Akkus unterschiedlich geladen Zyklus 20/21 diente als Referenzmessung und Zyklus 22-34 wurde wieder das unterschiedliche Ladeverfahren genutzt und ab Zyklus 35 wieder Referenzmessungen mit dem Xtar VP1 linker Schacht bei Draufsicht. Hierbei gibt es eine Ausnahme, der 22. Zyklus von Akku 4 ist auch eine Referenzmessung, da die beiden anderen Zyklen (20/21) recht unterschiedlich ausgefallen sind, habe ich eine weiter Messung zur Referenz gemacht, Akku 2 und Akku 3 wurden bei Zyklus 23 schon wieder mit veränderten Parameter geladen.
Ab Zyklus 36/37 kommt etwas mehr Chaos hinzu, ist aber jetzt unrelevant.



Wenn es nicht extra vermerkt ist, habe ich es bei den Diagrammen hier zum darstellen so gemacht,

Akku 2 = rot
Akku 3 = grün
Akku 4 = schwarz

Ganz einfach aus dem Grund,
Akku 2 wird auf 4,26V Ruhespannung geladen das ist ganz klar überladen: rot
Akku 3 dient als Referenz, keine Überladung grün
Akku 4 kommt beim laden auf 4,26V ist einfach schwarz geblieben (liegt daran, dass der CBA den ersten drei Kurven schwarz, rot und grün zuteilt, so muss ich nicht so viel die Maus bewegen beim einfärben:p)



So jetzt kommen endlich Diagramme :thumbsup:

Testergebnisse der ersten Zyklen veröffentliche ich nicht, da meiner Meinung nach unbrauchbar.
Es geht los mit Zyklus 21
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Diese Messung nehme wird für den weiteren Test als Grundlage herhalten müssen...
Man kann erkennen, dass Akkus 2 und 4 einen erhöhten Innenwiderstand haben. kommen aber auf eine höhere Kapazität als Akku 3


weiter geht es mit Zyklus 35
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Hier sieht man, dass Akku 2 und 4 an Kapazität verloren haben, aber der Innenwiderstand sich nicht mehr sichtbar verändert hat.



Hier gibt es nun Zyklus 36
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An dieser Stelle würde ich jetzt gerne das Thema Temperatur aufgreifen.
Zweifelslos liegen alle drei Kurven von Zyklus 36 unter den Ergebnissen von Zyklus 35 warum?
Während einem Zyklus können die Akkus nicht so viel gealtert sein!
Am Tag von Zyklus 35 hatte ich etwa 22°C im Testraum, was etwas warm war, dementsprechend sind die Messergebnisse gut ausgefallen.
Am nächsten Tag bei Zyklus 36, waren es etwa 19°C. Wie genau das Thermometer nun ist kann ich nicht sagen, aber der Unterschied war nicht extrem, aber dafür die Messergebnisse!



Hier nun nochmal die einzelnen Akkus für sich:


Akku 2 Zyklus 35 und 36 (bei den drei folgenden Diagrammen ist die untere Kurve jeweils immer Zyklus 36 und die obere Zyklus 35!
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Akku 3 Zyklus 35 und 36
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Akku 4 Zyklus 35 und 36
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Wie gesagt, laut Thermometer lag der Unterschied bei etwa 3°C
Bei Akku 2 beläuft sich die Differenz zwischen Zyklus 35 und 36 auf 44mAh
Bei Akku 3 auf 36mAh
Bei Akku 4 auf 56mAh


Wenn man jetzt den Zylus 21 mit dazu nimmt, um die Kurven vergleichen zu können, kommt man zum folgenden Ergebnis.
Ganz wichtig, ich habe die die Farbe von den Kurven geändert!
Zyklus 35 und 36 sind nun grün und
Zyklus 21 ist als blau gekennzeichnet.

Aufgrund der Temperatur kann man Zyklus 35 36 unterscheiden und, deswegen die gleiche Farbe und für Zyklus 21 eine andere Farbe.



Es geht wieder los mit Akku 2 Zyklus 21; 35; 36
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Weiter geht es mit Akku 3, es handelt sich um keinen Fehler, aufgrund der recht hohen Temperatur, ist Zyklus 35 von Akku 3 besser als Zyklus 21!
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Und noch Akku 4
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Und noch ein paar andere schöne Diagramme.
Wenn man die Kurven von den anderen Testbedingung alle übereinander legt, kommt folgendes raus (auch hier Akku 2 rot, Akkus 3 grün, Akku 4 schwarz
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Aufgrund von unterschiedlicher Temperatur und Rest Time hat man große Schwankungen, dazu noch die Alterung aufgrund der Zyklen.
Selektiert man dies, auf Zyklen die man gut vergleichen kann, sieht das etwa so aus




Hier gut vergleichbare Zyklen von Zyklus 20-29
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und hier von Zyklus 30 bis 34
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Daran kann man gut erkennen, dass man beim laden auf 4,26V Ruhespannung man durchaus mehr Kapazität hat, aber kaum eine erhöhte Spannung während Akku 3 am langsamsten altert



Und zum Abschluss nochmal Text und ein paar Erklärungen :)
Mir geht es beim Test darum, zu testen, wie sich die erhöhte Spannung bei, laden auf den Akku auswirkt, dafür habe ich versucht, denn Akku sonst so gut wie möglich zu behandeln.
Im nachhinein bringt das ein Problem mit sich.
Wenn ich denn Akku mit dem CBA entladen habe, habe ich ihn anschließen auf etwa 3,7V geladen, da dies die optimale Ruhespannung zum lagern von NCR Akkus ist (etwa 50% Kapazität)
und nur dann, wenn ich es am Tag dazu komme die Akkus zu testen, habe ich den Akku geladen und die Rest Time so wie gering wie möglich zu halten um Schwankungen zu minimieren.
Wenn man das jetzt auf die erhöhte Spannung überträgt, heißt das im Klartext, dass Akku 2 bis jetzt etwa 70 Stunden einer Spannung über halb von 4,2V ausgesetzt war. Akku 4 sogarnoch weniger , während die Akkus in der Testzeit weit über 1000 Stunden der bei etwa 3,6/3,7V gelagert wurden.
Mir wurde klar, dass das nicht der Realität entspricht, denn welcher User hier, lädt die Akkus nur für den Gebrauch voll und lagern die Akkus bei der optimalen Spannung?
Ich denke, dass die meisten hier meistens volle Akkus auf Lager haben diese durchaus mal mehrere Tage, oder Wochen voll gelagert werden.
Die Testakkus wurde voll so gut wie gar nicht gelagert.
So betrachtet, sind die Testergebnisse, die ich bis jetzt gesammelt habe mit Vorsicht zu genießen (!) und nicht wirklich übertragbar, zumindest nicht 1:1.

Aus diesem Grund habe ich mich entschlossen, mit dem Verfahren, wie dich die Akkus derzeit teste noch bis Zyklus 50 weiter zu machen.
Zyklus 50 und 51 (eventuell auch noch 52 und 53 werden nochmals Referenzmessungen werden mit dem Xtar, um weitere Ergebnisse zu bekommen!
Ich habe mich entschlossen, anschließen noch mal bis min. Zyklus 70 das Testverfahren zu ändern und zwar die Akkus im geladenen Zustand zu lagern, um das lagern eines vollen Akkus zu simulieren, daher werde ich wohl noch mindestes weiter 35 Zyklen machen. Aber es braucht Zeit, wohl locker noch mal 2-3 Monate bis ich da bin :) Es bleibt also Spannend


Für alle die Lust haben sich mit etwa 113 Kurven mal selber auseinander zu setzen.
Ich habe die ganzen Testergebnisse bis Zyklus 35 in eine Zip Datei gepackt und in meiner Cloud gespeichert.
Ihr könnte diese gerne herunter laden und selber betrachten.
Es handelt sich um .bt2 Dateien, von dem CBA, damit keiner die passende Software suchen muss, ist die Software vom CBA ebenfalls mit dabei, dabei handelt es sich um Version 2.4.5 (aktuelle Version) die man auch auf von westmountainradio.com kostenlos beziehen kann.
Damit die NSA es nicht zu einfach hat, ist die Zipdatei Passwort geschützt, Passwort: NCR18650B
https://www.dropbox.com/s/awrg4xn5jlj9zmw/Langzeittest.zip



Wenn jemand Anmerkungen, Verbesserungsvorschläge oder Kritik hat, ich bin offen für positive Veränderungen :)


Megalodon
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:

kbyte

Flashaholic**
5 Februar 2011
1.264
158
63
Berlin
Puh danke so ein ausführlicher Test, Wahnsinn!
Kannst du bitte deine vorläufigen Ergebnisse kurz und knapp zusammenfassen so in der Art wie BEISPIEL wie etwa das 50 Mal Überladen erhöht oder verdoppelt den Innenwiderstand...?
Das wäre lieb!
Gruß Ansgar
 
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Fibo

Flashaholic**
27 Oktober 2010
3.611
2.110
113
Braunschweig
RESPEKT:thumbup:

Vielen herzlichen Dank für deinen guten Test:thumbsup::thumbsup:
Bei diesem Bereich des Geleuchts denke ich immer, dass ich nocht nichts kappiert habe.......
Vieles mit der Elektronik....naja....nicht so mein Spezialgebiet;):peinlich:

Dafür haben wir ja Leute wie dich:)
 

Megalodon

Flashaholic**
16 November 2010
1.212
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113
Puh danke so ein ausführlicher Test, Wahnsinn!
Kannst du bitte deine vorläufigen Ergebnisse kurz und knapp zusammenfassen so in der Art wie BEISPIEL wie etwa das 50 Mal Überladen erhöht oder verdoppelt den Innenwiderstand...?
Das wäre lieb!
Gruß Ansgar

Zusammenfassend könnte man sagen, dass

Akku 2 hat zwischen Zyklus 21 und 36 etwa 1,8% Kapazität verloren
Akku 3 hat zwischen Zyklus 21 und 36 etwa 0,8% Kapazität verloren
Akku 4 hat zwischen Zyklus 21 und 38 etwa 1,7% Kapazität verloren.

Basierend auf den Zyklen Nr. 21 und 36 bzw. Akku 4 Zyklus Nr. 38.

Damit altern die Akkus, die bis 4,26V geladen werden etwa um 120% schneller als Akkus die nur bis 4,2V geladen werden.
Auf die 15 bezogenen Zyklen ist das aber etwa nur 1 Prozentpunkt.
In mAh ausgedrückt bedeutet das,

Akku 2 hat zwischen Zyklus 21 und 36 55mAh Kapazität verloren
Akku 3 hat zwischen Zyklus 21 und 36 25mAh Kapazität verloren
Akku 4 hat zwischen Zyklus 21 und 38 52mAh Kapazität verloren


Aber wenn man in dem Raum schon ein Temperaturunterschied von etwa 3K herrscht, schwankt die Kapazität etwa zwischen 26mAh (Akku 3) und 51mAh (Akku 4)
Das heißt, die Temperatur hat einen hohen Einfluss auf die entnehmbare Kapazität


Der Innenwiderstand hat etwa um 10% zugenommen, was ich als vernachlässigbar einstufe, sofern sich der Innenwiderstand nicht weiter zunimmt.


Zwischenfazit: Die erhöhte Ladespannung lässt den Akku ganz klar schneller altern.
Wenn man die Akkus sofort nach dem laden in der Lampe benutzt und entlädt, dürfte das allerdings eine untergeordnete Rolle spielen, sofern man den Akku nicht leer lagert.

Wie es sich verhält, wenn der Akku nach dem laden gelagert wird, kann ich jetzt noch nicht sagen, das werden weitere Tests ergeben.
Vermutlich wird dann Akku 2 noch schneller altern als die anderen beiden Akkus, aber das wird sich zeigen
 
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hubertl

Flashaholic
5 Januar 2014
158
85
28
Am Ammersee
Hier sieht man gut den negativen Effekt. Klasse Arbeit von Megalodon. :thumbup:

Andererseits ist der Schaden kleiner als ich vermutet habe.
Ich habe ca. 35 Akkus, bis die alle ihre 35 Zyklen hinter sich haben sind sie in zweierlei Richtungen gealtert. Für den Polizisten, der täglich seine zwei Akkus läd, ist der Effekt natürlich nicht zu vernachlässigen.