Lithium-Thionylchlorid Batterien halten in einer Anwendung normalerweise
4 Jahre. Ausgewechselt werden sie alle 3 Jahre. Mit dem Datecode '1009'
wurden 2009 ein 1/2 AA 3,6 V Batterien (Varta) gekauft und gelagert.
Heute habe ich die letzten eingesetzt und musste feststellen, dass die
Anwendung (ATMega, RFM69, 10 Telegramme/d, Länge < 10 ms) empfiehlt die
Batterie zu tauschen. Eine Haltbarkeit/Lagerfähigkeit von etwas über 11
Jahren halte ich für ziemlich kurz. Zwei andere Batterietypen, ebenfalls
Lithium (CR2, CR123, 3 V, Panasonic, Ansmann), keine Thionylchlorid,
gleiche Anwendung, entsprechendes Alter funktionieren hingegen
einwandfrei.
Wie sind eure Erfahrungen?
Andreas B. schrieb:> Lithium-Thionylchlorid Batterien sind nur für sehr niedrige Ströme> geeignet.> -> Datenblatt lesen.
Die angeblich sehr niedrigen Ströme sind nicht das Problem (einfach
meinen Eingangsbeitrag lesen).
Friedhelm schrieb:> Eine Haltbarkeit/Lagerfähigkeit von etwas über 11> Jahren halte ich für ziemlich kurz.
Was gibt denn der Hersteller an?
Typisch werden max 10 Jahre Lagerfähigkeit garantiert.
2%/a Selbstentladung bedeutet ja nicht, daß die 50 Jahre halten müssen.
Friedhelm schrieb:> D. h., in Betrieb nehmen und warten, die Batterie könnte sich 'erholen'.
Da hilft keine Erholung. Im Gegenteil.
Johannes S. schrieb:> Da muss sich wohl erstmal die Passivierungsschicht abbauen?
Genau diese Passivierungsschicht ist das Problem bei Anwendungen mit
einen kleine Strombedarf, wenn plötzlich durch Senden ein höherer Strom
benötigt wird. Die Passivierungsschicht erhöht den Innenwiderstand, die
Versorgungspannung bricht kurz ein. Dieser kurze Einbruch wird von den
meisten Funkmodulen nicht vertragen. Die PLL kommt außer Tritt und der
Funkmodul muss sich neu initalisieren.
Ich habe das Problem durch einen LIC Lithiumkondensator parallel zur
Batterie gelöst. Dieser übernimmt beim Senden die Energiebereitstellung
und wird durch die Batterie nachgeladen. Die Lebensdauer der Batterie
erhöht sich erheblich.
Friedhelm schrieb:> D. h., in Betrieb nehmen und warten, die Batterie könnte sich 'erholen'.
Eine leicht erhöhte Temperatur (z.B. 35°C) müsste den Abbau der
Passivierungsschicht beschleunigen..
BTW, da ist Chlor drin - also nicht übertreiben und auch mal das MDS
lesen..
Gerald K. schrieb:> Ich habe das Problem durch einen LIC Lithiumkondensator parallel zur> Batterie gelöst.
Die sind aber ganz schön teuer. Welche Quelle hast du zu welchem Preis?
Helmut -. schrieb:> Die sind aber ganz schön teuer. Welche Quelle hast du zu welchem Preis?
War ein guter Preis bei C.
Der Preis ist nach drei Batteriesätze herinnen. Die
Lithium-Thionylchlorid Batterien sind auch nicht gerade billig. Die
Batterien halten in meiner Anwendung ca. 1 Jahr.
Da der Spannungseinbruch durch den LIC verzögert eintritt, habe einen
Tag Zeit einen Tausch durchzuführen, bevor die Batterien komlett
erschöpft sind und das Gerät ausfällt.
Gerald K. schrieb:> Ich habe das Problem durch einen LIC Lithiumkondensator parallel zur> Batterie gelöst.
Dann darf man das Gerät aber nicht ohne oder mit leeren Batterien
lagern, denn bei Unterspannung gehen die kaputt.
Gerald K. schrieb:> Der Preis ist nach drei Batteriesätze herinnen.
..wenn man unbedingt den falschen Batterietyp verwenden muss.
Eine guter 18650/21700 Akku ist deutlich besser!
Was den voltage delay (Spannungssack) angeht hab ich mal ein sehr nettes
whitepaper gefunden:
https://www.swe.com/media/files/files/114e6391/lithium-battery-passivation-de-passivation-whitepaper.pdf
Du kannst die Batterien vor Gebrauch aktivieren, entweder schick (eine
graduell immer größere Last anhängen) oder stumpf (einfach ein paar
Strompulse ziehen lassen). Unmittelbar nach dieser Prozedur wirst du
richtig gute Lastspitzen ziehen können, aber damit das auch so bleibt
muss die Batterie ständig leicht belastet sein. Wenn dein Gerät in den
Deep-Sleep geht und nur noch ein paar zerquetschte Nanoampere zieht wird
sich die Passivierungs-Schicht wieder aufbauen.
Um das zu verhindern reicht ein Widerstand von Pol zu Pol, sodass immer
ein paar Milli-Ampere tröpfeln. Vielleicht noch mit LED, dann fühlt man
sich nicht ganz so schlecht beim Ladung verschwenden ;)
Welche Werte da genau angebracht sind wird dir aber am besten der
Hersteller verraten können.
Die gute Lagerfähigkeit geht tatsächlich von dieser
Passivierungs-Schicht aus, sie verhindert eine Selbstentladung, weshalb
solche Zellen auch gerne in Projekten verbaut werden, die sehr lange
ausharren müssen aber dann hohe Ströme benötigen. In der Raumfahrt
findet man sie gerne, so auch den verwandten Bruder, die LiSO2-Zelle.
Fun-Fact: Bei Mars Rover Spirit und Oppertunity hatten die Ingenieure
den Effekt unterschätzt und mussten schließlich das Batterie-Testsystem
missbrauchen, um besagte hohe Last-Spitzen zum Aktivieren zu generieren.
Falls es wen interessiert:
https://www.researchgate.net/publication/244688693_Potentiostatic_Depassivation_of_Lithium-Sulfur_Dioxide_Batteries_on_Mars_Exploration_Rovers
Ohne Chlor! schrieb:> Gerald K. schrieb:>> Der Preis ist nach drei Batteriesätze herinnen.> ..wenn man unbedingt den falschen Batterietyp verwenden muss.>> Eine guter 18650/21700 Akku ist deutlich besser!
Was für ein Stuss! Du hast gar *nichts* kapiert.
Friedhelm schrieb:> Mit dem Datecode '1009'> wurden 2009 ein 1/2 AA 3,6 V Batterien (Varta) gekauft und gelagert.
Dann müßte man mal wissen, was "1009" bedeuten soll.
Typisch steht auf Batterien das Enddatum (Best before) drauf.
Z.B. habe ich hier einen 9V-Block mit "ED0624", d.h. der ist bis 2024
verwendbar.
"1009" dürfte bedeuten, die Lebensdauer ist um >11 Jahre überschritten.
hinz schrieb:> Was für ein Stuss! Du hast gar nichts kapiert.
Gerald K. verheizt die teuren Lithium-Thionylchlorid Batterien um einen
ollen ES8266(400mA PEAK) zu betreiben...
Ein ATMega328+RFM69 ist für eine Lithium-Thionylchlorid Batteri
wesentlich besser.
Peter D. schrieb:> Dann darf man das Gerät aber nicht ohne oder mit leeren Batterien> lagern, denn bei Unterspannung gehen die kaputt.
Die Bedenken habe ich anfangs auch gehabt. Ich habe einige Melder mit
leeren Batterien gehabt und die LICs haben es überstanden. Die LICs
benötigen dann anfangs mehr Formatierungsstrom, aber ist stellt sich
nach einiger Zeit der ursprüngliche Leckstrom wieder ein.
Alarmelder sollten sowieso immer betriebsbereit sein! Mit der
Vorwarnung, dass die Batterie leer wird, ist es leicht zu schaffen diese
rechtzeitig zu tauschen. Ich habe 8 Melder über je 12000 in Betrieb und
bisher 1x den Batteriesatz getauscht.
Ohne Chlor! schrieb:> ..wenn man unbedingt den falschen Batterietyp verwenden muss.> Eine guter 18650/21700 Akku ist deutlich besser!
Da hat man auch das Problem, dass die Akkus nicht komplett entladen
werden dürfen.
Die Selbstentladung von Akkus ist höher als die von
Lithium-Thionylchlorid Batterien.
Ohne Chlor! schrieb:> Gerald K. verheizt die teuren Lithium-Thionylchlorid Batterien um einen> ollen ES8266(400mA PEAK) zu betreiben...
Ich schaffe es über ein Jahr mit einem Batteriesatz (2xAA parallel).
2x2,6Ah bei 3,7V. Das ist bei gleichem Volumen mit Akkus nicht
zuschaffen, geschweige mit Alkalizellen.
Ich habe einen Langzeittest in der gleichen Anwendung mit
Alkalibatterien (2xAA) durchgeführt. Ich kann gerne die Kosten pro Jahr
gegenüberstellen.
Gerald K. schrieb:> Peter D. schrieb:> Die LICs> benötigen dann anfangs mehr Formatierungsstrom, aber ist stellt sich> nach einiger Zeit der ursprüngliche Leckstrom wieder ein.
Was für ein Leckstrom stellt sich denn bei 3,7V und 20°C ein?
Bei den günstigen Supercaps ist der nahe der Nennspannung nicht mehr zu
vernachlässigen :-(
>> Eine guter 18650/21700 Akku ist deutlich besser!> Da hat man auch das Problem, dass die Akkus nicht komplett entladen> werden dürfen.
Genau für diese Problem gibt es diese Schutzschaltungen. Bei Vcc=3V kann
man fast die gesamte Kapazität nutzen.
> Die Selbstentladung von Akkus ist höher als die von> Lithium-Thionylchlorid Batterien.
Ja, aber immer noch sehr gering(bei 20°C).
> Ohne Chlor! schrieb:>> Gerald K. verheizt die teuren Lithium-Thionylchlorid Batterien um einen>> ollen ES8266(400mA PEAK) zu betreiben...> Ich schaffe es über ein Jahr mit einem Batteriesatz (2xAA parallel).> 2x2,6Ah bei 3,7V.
Hm, das sind rechnerisch ~600µA.
Hier wäre es mal interessant die Umladeverluste(LIC=>ESP; Li-SOCl₂=>LIC)
grob abzuschätzen. Oder anders gesagt: würde ein Li Akku(Ri <50mΩ, ohne
LIC) mit 5,2Ah länger durchhalten?
> Das ist bei gleichem Volumen mit Akkus nicht> zuschaffen, geschweige mit Alkalizellen.
Ja, wenn man nur auf di Wh/l schaut ist Li-SOCl₂nicht schlecht.
Wenn auch die €/Wh beachtet, ist es bereits bei einer Aufladung recht
ähnlich:
Li-SOCl₂: 2x2,6 Ah = 4,5€
Li21700: 1x 4,85Ah = 3,25€
> Ich habe einen Langzeittest in der gleichen Anwendung mit> Alkalibatterien (2xAA) durchgeführt. Ich kann gerne die Kosten pro Jahr> gegenüberstellen.
Ich vermute die Einmalkosten einer Akkulösungen sind günstiger als 2x
LS14500+LIC.
Natürlich sind 21mm mehr als 14mm. Wenns unbedingt flach seien soll sind
die Pouch Zellen im Vorteil..
PS: Bei im Schnitt 0,6mA hast du ja sicher eine Art Sabotagealarm
implementiert - sonst hätten auch <60µA gereicht.
Peter D. schrieb:> Typisch steht auf Batterien das Enddatum (Best before) drauf.> Z.B. habe ich hier einen 9V-Block mit "ED0624", d.h. der ist bis 2024
Bei den Tadiran Batterien die wir hier regelmäßig tauschen ist immer das
Herstellungsdatum drauf. Und das liegt auch nie in der Zukunft.
MfG
Ohne Chlor! schrieb:> Was für ein Leckstrom stellt sich denn bei 3,7V und 20°C ein?> Bei den günstigen Supercaps ist der nahe der Nennspannung nicht mehr zu> vernachlässigen :-(
Der Leckstrom ist bei 3,8V und 25°C kleiner 0,003mA. Selbstentladung von
3,8 auf 3,7V nach über 2000h.
Ohne Chlor! schrieb:> Genau für diese Problem gibt es diese Schutzschaltungen. Bei Vcc=3V kann> man fast die gesamte Kapazität nutzen.
Mit welchen Eigenverbrauch hat diese Schutzbeschaltung? Bei welcher
Spannung spricht die Schutzschaltung an?
Ohne Chlor! schrieb:> Ja, aber immer noch sehr gering(bei 20°C).
Bei 20°C ist für die LS 14500 die Selbstendladung kleiner als 1% pro
Jahr.
Bei Li Ionenakkus liegt die Selbstentladung bei 4 bis 5 % pro **Monat**
. Wenn ein Gerät über ein Jahr laufen soll, sind 60% nicht zu
vernachlässigen. Wobei die Selbstentladung mit jedem Lade/Entladezyklus
zunimmt. Es ist eine Frage der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des
Systems. Bei sehr vielen Meldern im System sind kurze Betriebszeiten
sehr lästig, da man ständig irgendwo Akkus tauschen muss. Daher muss
eine Betriebszeit größer ein Jahr sichergestellt sein. Bei einem Jahr
Betriebsdauer müssen bei einen System mit 12 Melder durchschnittlich
eine Batterie oder Akku getauscht werden. Bei zwei in Serie geschaltet
AA Alkalibatterien ohne LIC beträg die Betriebsdauer 12 Tage (siehe
zweite Beilage). Hier muss im Schnitt jeden Tag eine Batterie getauscht
werden. Bei mehr als 12 Melder öfter.
Ohne Chlor! schrieb:> Hm, das sind rechnerisch ~600µA.
Gut gerechnet, siehe erste Beilage.
Ohne Chlor! schrieb:> Hier wäre es mal interessant die Umladeverluste(LIC=>ESP; Li-SOCl₂=>LIC)> grob abzuschätzen. Oder anders gesagt: würde ein Li Akku(Ri <50mΩ, ohne> LIC) mit 5,2Ah länger durchhalten?
Die Umladeverluste sind bei dem Stromverbrauch schon enthalten. Der
positive Einfluß des LICs ist in der zweiten Beilage ersichtlich.
Ohne Chlor! schrieb:> Ich vermute die Einmalkosten einer Akkulösungen sind günstiger als 2x> LS14500+LIC.> Natürlich sind 21mm mehr als 14mm. Wenns unbedingt flach seien soll sind> die Pouch Zellen im Vorteil..
Kommt darauf wie oft die Akkus getauscht werden müssen. Man darf den
Aufwand fürs Tauschen nicht vernachlässigen.
14mm waren schon sehr knapp für das Gehäuse, siehe dritte Beilage.
Ohne Chlor! schrieb:> PS: Bei im Schnitt 0,6mA hast du ja sicher eine Art Sabotagealarm> implementiert - sonst hätten auch <60µA gereicht.
Der Sabotagealarm ist flankengesteuert und weckt den MC MSP430G2553 auf.
Einmal in der Stunde wird ein ALIVE Signal gesendet. Viel Energie kostet
das sekündliche Aufwecken um den stündlichen ALIVE-Timer zu untersetzen.
Weiter müssen für den MSP430 Timer die Takte aktiv bleiben und damit
kann der sehr sparsame Sparmodus 4 nicht eingesetzt werden.
Gerald K. schrieb:> Die LICs benötigen dann anfangs mehr Formatierungsstrom,
Festplatten werden formatiert, Kondensatoren nicht.
> aber ist stellt sich nach einiger Zeit der ursprüngliche Leckstrom wieder ein.
Theoretisches Gekasper. Klemme einen hundsgewöhnlichen 1000µF Elko samt
Mikroamperemeter an eine Batterie und lasse das 14 Tage so stehen. Wenn
das nicht gerade Sonderschrott ist, bleibt der unter 10 µA. Ich habe
hier mehrere Anwendungen, wo ich Primärbatterien per Elko puffere und
diese keine nennenswerte Entladung verursachen.
hinz schrieb:> Was für ein Stuss! Du hast gar nichts kapiert.
Ich habe über Jahre einige LiIon-Akkus beobachtet, einfach voll geladen
und alle paar Monate die Spannungen aufgeschrieben. Wirklich seriöse
Zellen verlieren nur wenige-zehn-Millivolt pro Jahr.
Ich habe einen alten Bastel-Türgong (SAB0600) wiederbelebt und mit einem
Li-2s-9V-Block bestückt, August 2019. Aktuell hat der 7,90 V, also 3,95V
pro Zelle - nach 17 Monaten!
Abhängig von Lastprofil und erwarteter Nutzungsdauer kann LiIon durchaus
Sinn machen.
Manfred schrieb:> Festplatten werden formatiert, Kondensatoren nicht.
Danke, sollte formiert heissen, ähnlich wie bei Elkos.
Manfred schrieb:> Klemme einen hundsgewöhnlichen 1000µF Elko
Da liegt, was die Kapazität betrifft, ein Faktor 20000 dazwischen.
Manfred schrieb:> Ich habe über Jahre einige LiIon-Akkus beobachtet, einfach voll geladen> und alle paar Monate die Spannungen aufgeschrieben. Wirklich seriöse> Zellen verlieren nur wenige-zehn-Millivolt pro Jahr.
Es ist nicht nur die Leerlaufspannung, sondern auch der Innenwiderstand
wesentlich.
