Li-Ionen Akku wann laden?

[Ancillius]

Hallo Forum,

Ich besitze ein 4er Pack von diesen https://www.akkuteile.de/lithium-io...-2600mah-3-7v-li-ion-akku-geschuetzt/a-12012/ Akkus.

Die sitzen wiederrum in einem TinyMoster TM11. Die TaLa schon eine ganze Weile (Monate) mit der ersten Vollladung in Betrieb ist und die TaLa selbst nach dem Ausschalten immer die Aktuelle Spannung der Batterien durchgibt (und aktuell 3,7V), frage ich mich gerade, wann ich die Akkus am besten wieder laden soll?

Gibts da allgemeine Vorgehensweisen?

 

[DO7LR]

LiIon Akkus kannst du Laden wann du willst. Theoretisch haben Sie circa 1000 Ladezyklen. D.h. du kannst sie 1000 mal komplett entleeren und wieder laden oder aber auch 2000 mal halb entleeren und wieder laden. Wobei die Lebensdauer bei einer kompletten Entladung der Akkus schon drastisch eingeschränkt wird. Deswegen lade ich schon nach zirka ein Drittel entleeren nach wenn dies möglich ist.

 

[Thunderstruck]

ich lade meine akkus immer nach gefühl auf manche meiner Lampen gehen einfach aus manche regeln aber auch runter. Immerdann wenn ich sie aufgeladen hab hat mein Lader anfnags gesagt das die Spannung um die 3,7 Volt lag ( einma hat ich ein bei 2,87 Volt O: ). hab denn auch ablesen können das die Akkus leer waren. soll heisen das man sie normal immer bei 3,7 Volt aufladen sollte ( so machs ich jedenfalls ) man kann zwar noch weiter runter gehen aber sicher ist sicher^^ unter 3 Volt wirds kritisch vorallem bei ungeschützten

Gruß Perry

 

[light-wolff]

Bei 3,7V Leerlaufspannung sind diese Akkus fast leer, noch 10-15% Restladung, je nach Strombedarf.
Sieht man gut in diesem Diagramm.
Der ganze Artikel dazu: Battery charge percent
Deine Akkus sind vergleichbar mit den dort vermessenen AW 18650 2600mAh.

http://www.taschenlampen-forum.de/showpost.php?p=177600

Ruhig öfter als zu selten laden.

 

[Ancillius]

Ganz lieben Dank für die tollen Antworten. Gerade das Diagramm macht mich schon schlauer. Ich habe mich immer schon gewundert, wie lange die Dinger noch halten wollen. 3,7V Sagte die TaLa, das Multimeter sagte 3,77 (bei allen genau bis aufs mV genau). Also sollten noch so 30% drin gewesen sein. Schon faszinierend, wie lange so eine 2000lm Lampe halten kann... Gerade jetzt im Winter, wo ich sie gern auf Volldampf betreibe und als Handwärmer missbrauche (perfekte Temperatur dafür ).

Wobei mir da noch eine Frage kommt. Da ich Elektrotechnisch nicht viel Hintergrundwissen habe:
Ich habe mir hier im Forum ja schon den allgemeinen Umgang durchgelesen und schon ein paar Anfängerfragen gestellt. Dabei habe ich gelernt, dass man vor und nach dem Laden das Multimeter ansetzen soll. Nach dem Laden erschließt sich mir ja. Da sollte die Ladeschlussspannung bei den angegebenen 4,2V liegen (+/- 0,05V). Und alle sollten in etwa gleich liegen. Aber:

Welche Abweichung ist denn noch okay? Und wie sieht es vor dem Laden aus? Hier waren alle 4 Batterien exakt gleich entladen, aber ist es ein Problem, wenn sie mal 0,1V auseinander liegen? Worauf ist genau zu achten?

LG,
Nils

PS: Kleine Anmerkung zum light-wolf Diagramm:

Auf der Seite gibts ja sogar meine Batterien direkt im Review mit Charts:
http://lygte-info.dk/review/batteries2012/Keeppower 18650 2600mAh (Black) UK.html
Da scheint die Spannung sogar noch deutlich weiter gehalten zu werden. Demnach wären sogar ggf. noch fast 50% Restladung möglich gewesen.

 

[DO7LR]

Wenn die Akkus unterschiedlich entladen sind macht das nichts. Selbst wenn ein Akku 4,0 und der andere 3,7 Volt hat. Dein Ladegerät, vorausgesetzt es ist ein gutes, lädt alle gleich voll.

 

[tbyte]

3,7V Sagte die TaLa, das Multimeter sagte 3,77 (bei allen genau bis aufs mV genau).

Die Lampe wird die Spannung unter Last ermitteln, das hat i.d.R. mehr Aussagekraft. Mit dem Multimeter misst du nach entnahme aus der Lampe die Leerlaufspannung. Die ist immer höher als die Spannung unter Last. Um wie viel bestimmt der Innenwiderstand des Akkus.

U_Abfall = R_innen * I_Last

Wenn der Akku also bei einer Last von einem Ampere 0,1V weniger Spannung hat als ohne Last, dann ist der Gleichstrominnenwiderstand 0,1Ω - das ist die Größenordnung normaler geschützter 18650er.

Dabei habe ich gelernt, dass man vor und nach dem Laden das Multimeter ansetzen soll. Nach dem Laden erschließt sich mir ja. Da sollte die Ladeschlussspannung bei den angegebenen 4,2V liegen (+/- 0,05V). Und alle sollten in etwa gleich liegen. Aber:

Da werden hier gerne etwas übertriebene Messvorschriften verkauft.
Die "entladenen" Akkus messen hat den Sinn, dass man merkt ob einer aus der Reihe tanzt oder einer zu tief entladen wurde. Da das bei Akkus mit intakter Schutzschaltung aber nicht schlimm ist, erfährt man immerhin wie viel Energie man etwa verbraucht hat und bekommt ein Gefühl für den Stromverbrauch der Lampe.
Die Spannung nach dem Laden zu messen hat den Sinn, dass man merkt wenn das Ladegerät nicht getan hat was es sollte. Dafür gab es hier bei den "guten" Ladegeräten im Wesentlichen einen prominenten Fall. Dort war ein Modellbaulader defekt und hat Akkus überladen ohne es anzuzeigen.
Ich selbst hatte mal Kontaktprobleme in einem Xtar WP2.II, dann war ein Akku voll und der andere nur bei etwa 4V. Für eine Reihenschaltung ist das blöd weil ein Akku vor dem anderen leer ist und dann in die Unterspannungsabschaltung getrieben wird.

Welche Abweichung ist denn noch okay? Und wie sieht es vor dem Laden aus? Hier waren alle 4 Batterien exakt gleich entladen, aber ist es ein Problem, wenn sie mal 0,1V auseinander liegen? Worauf ist genau zu achten?

Wenn du dir die Lade und Entladekurven deiner Akkus anschaust, dann siehst du dass die Spannung bei vollem Akku und bei leerem Akku sich mit der entnommenen oder hinzugefügten Ladung schneller verändert als dazwischen wo die Kurven flacher sind.
Das heißt, dass eine Spannungsdifferenz von 0,1V bei vollem oder fast leerem Akku weniger relevant ist als bei halb geladenem Akku.
Daraus sieht man schon dass die Frage nicht so einfach zu beantworten ist.
Ich akzeptiere bei vollen Akkus i.d.R. eine Abweichung von maximal 0,05V wenn ich Akkus in mehrzellige Lampen einsetze. Aber das ist ein sehr hoher Standard. Man könnte das auch lockerer sehen wenn man weniger pedantisch sein will.

 

[Ancillius]

Aller herzlichsten Dank. Ja beim aufladen der vier mit den xtar xp4 kam eben auch heraus, das der tiefste Akku bei 4.16V aufgab und der höchste bei 4.20V. Habe die drei dann nochmal dran gehangen und jetzt habe ich 4.18-4.2 das sollte ja eigentlich OK sein.

 

[tbyte]

Die Ladedauer bei mehreren Akkus ist immer etwas unterschiedlich. Daher setzt sich die Spannung evtl beim ein oder anderen Akku noch etwas und sie sind eine Stunde später alle bei 4,16V. Die 4,20V liegen nur in der Endphase des Ladevorganges an. Nach Ladeende sinkt die Spannung noch, das ist vollkommen normal und korrekt da noch Lithiumionen ins Elektrodenmaterial hineindiffundieren.

 

[light-wolff]

Ich habe mich immer schon gewundert, wie lange die Dinger noch halten wollen. 3,7V Sagte die TaLa, das Multimeter sagte 3,77 (bei allen genau bis aufs mV genau).
....
PS: Kleine Anmerkung zum light-wolf Diagramm:
Auf der Seite gibts ja sogar meine Batterien direkt im Review mit Charts:
Test of Keeppower 18650 2600mAh (Black)
Da scheint die Spannung sogar noch deutlich weiter gehalten zu werden. Demnach wären sogar ggf. noch fast 50% Restladung möglich gewesen.

Vorsicht: Im Review ist die Spannung unter Last aufgetragen. Das ist (vermutlich) nicht das, was die Lampe misst, und erst recht nicht, was man mit dem Multimeter außerhalb der Lampe misst.
Im verlinkten Artikel ist sehr schön zu sehen, wie nach dem Abschalten der Last die Akkuspannung wieder ansteigt. Nach 15 Minuten ist sie praktisch auf Endwert (Leerlaufspannung).
Die Frage ist nun: zu welchem Zeitpunkt genau misst die Lampe? Unmittelbar vor dem Abschalten, d.h. mit Last, oder direkt danach, d.h. ohne Last, aber noch ohne Erholzeit.

 

[hitech]

AW: Li-Ionen Akku wann laden?

Die Frage ist nun: zu welchem Zeitpunkt genau misst die Lampe? Unmittelbar vor dem Abschalten, d.h. mit Last, oder direkt danach, d.h. ohne Last, aber noch ohne Erholzeit.

Ersteres würde bedeuten, dass die Lampe ständig die Spannung messen müsste, denn sie kann ja nicht wissen wann ich die Lampe ausschalten werde. Diese Variante ist mir sympathischer als die Messung nach dem Abschalten.

Gruß,
Thomas.

 

[light-wolff]

Ersteres würde bedeuten, dass die Lampe ständig die Spannung messen müsste,

... was sie bestimmt sowieso tut wg. Unterspannungabschaltung etc.

Die Frage ist also: zeigt sie nach dem Abschalten einfach den letzten Messwert unter Last an, oder misst sie nach dem Abschalten extra nochmal?

 

[hitech]

Die Frage ist also: wie bekommt man das heraus?

Gruß,
Thomas.

 

[light-wolff]

Die Frage ist also: wie bekommt man das heraus?

Jo, das ist die Frage. Man kann das "scholastisch" oder empirisch angehen

 

[entshi]

Ich habe zeitweise die Lampe im Dauereinsatz gehabt, entsprechend die Akkus täglich mit 1A vollgeladen. Ich habe es noch nicht getestet, aber subjektiv hat die Kapazität jetzt schon nach ca. 100 Ladezyklen deutlich nachgelassen.

Wenn man von 1000 Ladezyklen spricht, meint man damit tatsächlich, dass die volle Kapazität auch nach mehreren Hundert Ladevorgängen vollständig erhalten bleibt?

Gibt es Infos hinsichtlich der längeren Lebensdauer in Abhängigkeit von der Stromstärke beim Laden? Ich lade immer mit 1A weils meistens schnell gehen soll, ich weiß, dass einige das schon für zu viel halten und mit 0,2 laden, andere laden aber auch mit 1,5 oder mit gar bis 2A.

 

[light-wolff]

Offiziell ist "Ende", wenn noch 70% Kapazität vorhanden sind.

Nicht nur die Kapazität nimmt ab, auch der Innenwiderstand nimmt zu, und auch das verkürzt die Laufzeit.

Infos bzgl. Ladestrom und Lebensdauer gibt es teilweise, aber dafür müsste man erstmal den genauen Zellentyp kennen.

 

[hitech]

AW: Li-Ionen Akku wann laden?

... auch der Innenwiderstand nimmt zu, und auch das verkürzt die Laufzeit.

Das kapiere ich nicht. Kannst du das bitte mal erklären?
Wenn der Innenwiderstand steigt, fließt weniger Strom. Da müsste doch die Laufzeit bei verminderter Leistung immer größer werden. Mein Lieblingsbeispiel ist die TN12, die wirklich tagelang unangerührt von Turbo angefangen über alle Stufen bis zum bitteren Ende des Akkus Licht spendet.

Oder meinst du die Verkürzung der Laufzeit einer einzelnen Leuchtstufe nach ANSI (bis die Lampe 10 Prozent ihrer Helligkeit hat)?

Gruß,
Thomas.

 

[Heinrich]

Das kapiere ich nicht. Kannst du das bitte mal erklären?

Ist einfach wenn man das ohmsche Gesetzt umstellt.

U = R*I

Das heißt U die nicht an den Klemmen abgreifbar ist bei Belastung sondern die im Akku abfällt.
Sprich je höher der Strom ist, und je höher der Innenwiderstand ist, je mehr Spannung fällt im Akku ab. Und das was im Akku abfällt kann man nicht nutzen.

Beispiel für 3A:
Ein Top ungeschützte Zelle hat ca 60mOhm.
Da fallen dann bei 3A ca. 0,18V ab, von den durchschnittlich 3,7V bleiben dann noch 3,5V, das reicht um eine xml2 voll anzusteuern(~1000lm)
Wenn Du eine alte verbrauchte Zelle nimmst, die kann dann schon so um die 200mOhm haben, das sind 0,6V, dann kommt im Turbo nur noch ~3,1V aus dem Akku, und das reicht nicht mehr um eine xm-l(2) voll anzusteuern.

Oder mal ganz praktisch:
Ich wechsle Akkus in meine Convoy M2 wenn es merklich dunkler wird.
Bei ganz frischen Samsung 18650 26F lade ich dann ca 2200mAh in den Akku bis der ganz voll ist.
Nach einen halben Jahr dann ca 1800mAh, und das obwohl die Kapazität sich nicht(~50aAh) verändert hat.

mfg

P.S.: Das betrifft so nur Lampen mit reiner Abwärtsregelung, bei kombinierten Step up/down kommt es dann auf die Abschaltschwelle der Lampe an

 

[SoaG]

Ich habe zeitweise die Lampe im Dauereinsatz gehabt, entsprechend die Akkus täglich mit 1A vollgeladen. Ich habe es noch nicht getestet, aber subjektiv hat die Kapazität jetzt schon nach ca. 100 Ladezyklen deutlich nachgelassen.

Das ist auch objektiv so und ist einer der Gründe, warum ich Ladegeräte bevorzuge, die nicht derart vollladen, dass die Ruhespannung 4,2x Volt beträgt.

Bestes Negativbeispiel sind die "geflammten" Trustfire der ersten, damals durchgehend brauchbaren Charge. Die machten teilweise schon nach 35-50 Ladungen keinen Spass mehr (wobei man da auch eine schnellere Alterung durch teilweise rottige Ultrafire-Ladegeräte berücksichtigen muss).

 

[9x6]

Last- und Innenwiderstand teilen sich die Spannung vom Akku, man muss das als Serienschaltung zweier Widerstände verstehen. Wenn der Innenwiderstand steigt, liefert der Akku weniger "Nutz"-Spannung für die Last, weil ein etwas größerer Teil der Spannung am Innenwiderstand abfällt. Damit sinkt die Zeit in dem der Akku die notwendige Spannung z.B. für die Turbostufe liefert.

Heinrich war viel schneller, man sollte nicht zu lange während des Schreibens telefonieren.

Gruß Jörg

 

[hitech]

Danke euch, ihr Beiden! Ihr seid leider nur knapp an meiner Frage vorbei geschusselt.
Die elektrischen Zusammenhänge sind mir schon klar, sie decken sich ja auch mit der Beobachtung an der TN12.
Jörg, dein Satz "Damit sinkt die Zeit in dem der Akku die notwendige Spannung z.B. für die Turbostufe liefert." ist ja im Prinzip wie der letzte Satz meines vorigen Posts. Irgendwie bin ich nun leider immer noch der Meinung, dass ein zunehmender Innenwiderstand die Laufzeit verlängert. Vielleicht meldet sich auch Wolfgang noch mal zu Wort, ob sich die Verkürzung der Laufzeit auf eine einzelne Stufe bezog.

Gruß,
Thomas.

 

[Heinrich]

Klar verlängert sich die Laufzeit, aber eben mit weniger Helligkeit.

Nur bei voll geregelten Lampen(+Step up) hast Du dann weniger Laufzeit.

Edit: Bei eine Step Down Regelung(bei der der LED Strom höher sein kann als der Akkustrom) hast Du auch weniger Laufzeit mit höheren Innenwiderstand.

mfg

 

[light-wolff]

Das kapiere ich nicht. Kannst du das bitte mal erklären?
Wenn der Innenwiderstand steigt, fließt weniger Strom. Da müsste doch die Laufzeit bei verminderter Leistung immer größer werden

Bei einer ungeregelten Lampe ja.
Ich dachte, die TN12 hat einen Abwärtswandler und ist geregelt. Sorry wenn ich dadaurch Verwirrung gestiftetet habe.

Klar verlängert sich die Laufzeit, aber eben mit weniger Helligkeit.

Nur bei voll geregelten Lampen(+Step up) hast Du dann weniger Laufzeit.

Edit: Bei eine Step Down Regelung(bei der der LED Strom höher sein kann als der Akkustrom) hast Du auch weniger Laufzeit mit höheren Innenwiderstand.

So ist es.

Ein geregelte Lampe mit Schaltwandler, egal ob abwärts oder Aufwärtswandler, zieht mehr Strom, wenn die Akkuspannung niedriger ist. Also reduziert sich die Laufzeit.