LiPos konfektionieren

[ASinus (Gast)]

Moin zusammen,

ich habe einen ganzen Eimer voller LiPo-Zellen aus alten Notebookakkus 
bekommen.
Diese würde ich gerne grob vorsortieren und die dann übrig bleibenden 
(nicht neuen, aber noch brauchbaren Zellen) zu Packs mit 1 bis 5s 
zusammenbauen.
Parallel geschaltet wären dann bis zu vier Zellen (haupsächlich wegen 
der maximalen Stromaaufnahme).
Einsatz sind akkubetriebene "Werkzeuge" (Akkuschrauber etc.)
Ladetechnik sind geeignete Modellbaugeräte. Balancer sind also auch im 
Einsatz.

Bisher habe ich die erste Vorauswahl nach der vorhanden Leerlaufspannung 
gemacht (alles unter 3V weg.)
Danach jede Zelle einzeln laden und nach der Leerlaufspannung, nach grob 
drei Tagen rumliegen, sortiert und zusammengeschaltet.
Einmal sind es dafür jetzt aber zu viele Zellen, die die erste 
Vorauswahl überstanden haben und dann ist die Streuung in der vorhanden 
"Restkapazität" enorm.
Es ist also eine üble Nachmesserei, sobald ein "fertiger" Pack im 
Betrieb abbaut. Danach dann die schwache Zelle raus und eine andere 
rein...
Vollladen mit Balancer, benutzen, messen, löten...

Weiß jemand ein "professionelleres" Verfahren um die "Qualität" 
gebrauchter Zellen grob einschätzen zu können?

[Pandur S. (jetztnicht)]

Die Zellen allenfalls steckbar verbinden /

[Manfred (Gast)]

ASinus schrieb:
> ich habe einen ganzen Eimer voller LiPo-Zellen aus alten Notebookakkus
> bekommen.
Das werden wohl eher Li-Ion sein, Rundzellen sind dort üblich.

> Bisher habe ich die erste Vorauswahl nach der vorhanden Leerlaufspannung
> gemacht (alles unter 3V weg.)
Schon mal gut, wobei 2,8 V auch noch vertretbar sein sollten.

> Danach jede Zelle einzeln laden und nach der Leerlaufspannung, nach grob
> drei Tagen rumliegen, sortiert und zusammengeschaltet.
Leerlaufspannung nach mehreren Tagen und damit indirekt die 
Selbstentladung messen ist ebenfalls eine gute Idee.

Zusammengeschaltet ist Mist, einzeln messen. Ich habe mir LD1117 bzw. 
LM1117 gekauft. Dieser als Stromquelle mit einer Si-Diode in Reihe kann 
bis unter 3 V den Strom konstant halten - damit messe ich Einzelzellen. 
Hier sind es nur wenige, da lasse ich alle 30s die Spannung 
protokollieren und bilde anschließend eine Grafik - da sehe ich recht 
gut, wenn der Verlauf schlecht ist.

Geladen wird einzeln mit den bekannten TP4056-Platinen vom Schlitzauge.

> Weiß jemand ein "professionelleres" Verfahren um die "Qualität"
> gebrauchter Zellen grob einschätzen zu können?
Angeblich kann man das am Innenwiderstand abschätzen, Spannungsabfall 
bei hohem Strom.

Auf jeden Fall solltest Du gucken, Zellen mit möglichst gleicher 
Kapazität in Reihe zu schalten. Bei Parallelschaltung halte ich die 
Kapazität für ziemlich unkritisch.

[ASinus (Gast)]

Manfred schrieb:
> ASinus schrieb:
>> ich habe einen ganzen Eimer voller LiPo-Zellen aus alten Notebookakkus
>> bekommen.
> Das werden wohl eher Li-Ion sein, Rundzellen sind dort üblich.

Da hast du vermutlich recht.
Kennzeichnungen sind auf den Zellen keine drauf, von der Logik her 
solltest du aber Recht haben.

Manfred schrieb:
>> Bisher habe ich die erste Vorauswahl nach der vorhanden Leerlaufspannung
>> gemacht (alles unter 3V weg.)
> Schon mal gut, wobei 2,8 V auch noch vertretbar sein sollten.

Auch hier hast du vermutlich Recht.
Die 3,0V habe ich irgendwann mal soooo angenommen und entsprechend die 
Zellen markiert. Bei unter 3 Volt steigt der Ausfall von Zellen nach 
drei bis vier Ladezyklen aber merklich an.
Nehme jetzt aber auch mal Zellen mit über... sagen wir... 2,5 Volt? mit 
in den Test auf...

Manfred schrieb:
> ...Bei Parallelschaltung halte ich die
> Kapazität für ziemlich unkritisch. ...
Genau hier habe ich eher Bauchschmerzen, als bei einer Reihenschaltung.
Der Spannungsabfall bei drei parallelen, schwachen Zellen ist ja 
eindeutig "spürbar".
Bei zwei "guten" und einer schlechten Zelle zieht die schwache, die 
starkten nach.
Die Versuche, parallel geschaltete Akkus gegen Ausgleichsströme zu 
entkoppeln sind bisher ziemlich gescheitert.
Diese Aussage ist also nur ein Bauchgefühl.

Manfred schrieb:
> ...Ich habe mir LD1117 bzw. LM1117...
Schaue ich mir an. - Danke.
Wie zeichnest du die Spannungen auf?

[Manfred (Gast)]

ASinus schrieb:
> Manfred schrieb:
>> ...Ich habe mir LD1117 bzw. LM1117...
> Schaue ich mir an. - Danke.
Ich sehe gerade, ich habe eine Schottky-Diode verwendet.

> Wie zeichnest du die Spannungen auf?
Ich habe ein DVM mit Schnittstelle, was am PC hängt.

Wenn ich endlich mal meinen faulen A* bewegen würde: Die Spannungslage 
einer Li-Zelle passt hervorragend zum Arduino, eine Auflösung von 5 mV 
bei einer Genauigkeit um 20 mV würde vollkommen genügen. Der könnte 8 
Kanäle parallel messen und die Werte auf eine SD-Karte schreiben - 
Hardware vom Chinesen wären einstellige Euro.

[ASinus (Gast)]

Nettes Gehäuse - ich muß mir unbedingt auch mehr Mühe mit meinen 
Basteleien geben...
Dank dir, für die Bilder.

Die Aufzeichnung läßt du während der Entladung ohne automatisierte 
Abschaltung laufen?
Das ist eigentlich der Hauptgrund, warum ich keine Entladezyklen zur 
Kapazitätsmessung mache.

Hast du eigentlich mal die Kennlinien einer einzelnen Zelle verglichen 
und dabei evtl. "Unregelmäßigkeiten" (z.B. Sprünge) festgestellt?

Manfred schrieb:
> ...Wenn ich endlich mal meinen faulen A* bewegen würde: ... zum Arduino...
Zustimmung - ich hab aber genau so faule Ausreden ;-)
Obwohl ich mich mit dem Teil so langsam wirklich mal ernsthafter 
beschäftigen muß...

[Manfred (Gast)]

ASinus schrieb:
> Die Aufzeichnung läßt du während der Entladung ohne automatisierte
> Abschaltung laufen?
Aua, musst Du meine Problemecke entdecken? Sowas mache ich meist am 
Wochenende und habe den Bildschirm in Sichtweite, aber manchmal passiert 
es doch, dass ich zu weit runter gehe.

> Das ist eigentlich der Hauptgrund, warum ich keine Entladezyklen zur
> Kapazitätsmessung mache.
Das wäre auch ein Grund für mich, eine Endabschaltung zu bauen - so 
wirklich schwer ist das mal nicht.

> Hast du eigentlich mal die Kennlinien einer einzelnen Zelle verglichen
> und dabei evtl. "Unregelmäßigkeiten" (z.B. Sprünge) festgestellt?
Sprünge nicht, die kenne ich nur von Reihenschaltungen, wenn eine Zelle 
aufgibt.

Ich sehe aber unterschiedliche Kurven, bei marodem Zeug nimmt die 
Spannung kontinuierlich ab und es fehlt der ausgeprägte Knick zum Ende 
hin. Ich gucke heute Abend mal, was ich an Kurven vorrätig habe.

[ASinus (Gast)]

Manfred schrieb:
> ASinus schrieb:
>> Die Aufzeichnung läßt du während der Entladung ohne automatisierte
>> Abschaltung laufen?
> Aua, musst Du meine Problemecke entdecken? Sowas mache ich meist am
> Wochenende und habe den Bildschirm in Sichtweite, aber manchmal passiert
> es doch, dass ich zu weit runter gehe.

Da brauche ich nichts zu entdecken - dieses Eckchen ist mir sehr wohl 
bekannt :-)
Da sich die Entladezeit bei "unbekannten" Zellen IMO nicht abschätzen 
läßt,
bin ich dazu übergegangen, sie direkt einzusetzen.
Damit habe ich sie "in der Hand" und bekomme den Leistungsknick "live" 
mit

Manfred schrieb:
> Das wäre auch ein Grund für mich, eine Endabschaltung zu bauen - so
> wirklich schwer ist das mal nicht.

Wenn man Ahnung hat, dann ist das bestimmt nicht schwierig.
Irgendwie scheitere ich aber immer wieder schon an der Berechnung eines 
"primitiven" Schmitt-Triggers. Das liegt aber bestimmt an den 
Transistoren und nicht an mir. Scheinbar mögen es Transistoren nicht, 
wenn man sie irgendwo auslötet...

Manfred schrieb:
> Sprünge nicht, die kenne ich nur von Reihenschaltungen, wenn eine Zelle
> aufgibt.

Den Knick meine ich nicht. Knick ist wohl auch falsch ausgedrückt.
Ich habe das Gefühl, daß länger gelagerte Zellen (viele Monate) 
"einschlafen" und bei Wiederbenutzung in den ersten zwei drei 
Entladezyklen erst mal "aufwachen" müssen. Fühlt sich so an, als ob ein 
zusätzlicher Innenwiderstand "zeitweilig" den geforderten Entladestom 
begrenzt.
Wie man an meiner präzisen Ausdruckswiese schon merkt, sind es bisher 
nur Gefühle ohne Meßwerte und ohne reproduzierbaren Hintergrund.

Manfred schrieb:
> ...bei marodem Zeug nimmt die Spannung kontinuierlich ab...
Diesen Effekt kenne ich eigentlich nur nur von NiCd bzw. NiMh. Bei 
diesen Typen ist gegen Ende der Lebensdauer auch eine verstärkte 
Selbstentladung feststellbar. Auch die Empfindlichkeit bei niedrigen 
Temüeraturen steigt stark an.
Die Li-Zellen sind leider nicht so einfach zu beurteilen - scheinbar.

[Johannes S. (Gast)]

https://www.mikrocontroller.net/articles/Avr-akku-kapazitaet-messen
da ist die einfache Schaltung für die konstante Last, so habe ich die 
auch mal gebaut. Dazu einen MOSFet für die automatische Abschaltung.
Später habe ich mir aber nochmal ein imax B6 Ladegerät gegönnt weil das 
recht universell ist. Das wird immer noch reichlich angeboten, auch als 
billige China clones. Jedenfalls hat das eine serielle Schnittstelle und 
es gibt LogView als Universal Software um die U/I Kurven zu loggen. Von 
LogView für diesen einfachen Fall lieber die alte Version nutzen, es 
gibt eine neuere LogView Studio, die fand ich sehr gruselig und habe sie 
schnell wieder deinstalliert.

[Manfred (Gast)]

ASinus schrieb:
> Ich habe das Gefühl, daß länger gelagerte Zellen (viele Monate)
> "einschlafen" und bei Wiederbenutzung in den ersten zwei drei
> Entladezyklen erst mal "aufwachen" müssen. Fühlt sich so an, als ob ein
> zusätzlicher Innenwiderstand "zeitweilig" den geforderten Entladestom
> begrenzt.
> Wie man an meiner präzisen Ausdruckswiese schon merkt, sind es bisher
> nur Gefühle ohne Meßwerte und ohne reproduzierbaren Hintergrund.
Wir reden von der selben Sache, aber verstehen uns nicht: "Einschlafen", 
"zusätzlicher Innenwiderstand" - genau das habe ich auch beobachtet. Ich 
sehe es am Verlauf der Spannung.

Es scheint leider auch ein paar Pfusch-Hersteller zu geben, wo der 
Innenwiderstand nach wenigen Zyklen ansteigt, mir eigentlich nur von 
NiMH bekannt.

> Manfred schrieb:
>> ...bei marodem Zeug nimmt die Spannung kontinuierlich ab...
> Diesen Effekt kenne ich eigentlich nur nur von NiCd bzw. NiMh. Bei
> diesen Typen ist gegen Ende der Lebensdauer auch eine verstärkte
> Selbstentladung feststellbar.
Eine hohe Selbstentladung sehe ich bei Li-Akkus, die zuvor zu weit 
entladen wurden. Ich sehe sie nicht als Folge der Alterung (viele 
Zyklen), kann mich natürlich täuschen.

> Die Li-Zellen sind leider nicht so einfach zu beurteilen - scheinbar.
Ich behaupte, mit Beobachten der Selbstentladung über mehrere Wochen und 
Angucken der Entladekurve kann man gut aussortieren.

[Li-Ion (Gast)]

ASinus schrieb:
> Weiß jemand ein "professionelleres" Verfahren um die "Qualität"
> gebrauchter Zellen grob einschätzen zu können?

Auf Arbeit machen wir das ebenso. Einen kurzen Impuls (5-15s) von 2C 
(bei uns sind das 120A). Während dieses Pulses loggen wir alle 
Zellspannungen mit, aus dem Spannungsabfall (Differenz zwischen 
Ruhespannung und der Spannung kurz nach Einsetzen des Pulses) und dem 
Strom errechene wir den Ri.
Da wir während des ganzen Prozesses immer live die Zellspannungen in ein 
Diagramm plotten, sieht man auch sofort, wenn eine Zelle schlechter ist 
als andere. Bei der bricht die Spannung halt weiter ein.

Klappt ganz gut. Mit der Zeit bekommst du ein Gefühl für das Ganze und 
erkennst, welche Akkus schlechter sind. Das ist dann das was man 
neudeutsch als Know How bezeichnet.

Damit du mal einen Vergleichswert hast:
Ein 18650 Panasonic-Akku aus einer Energiebatterie eines 
marketing-starken amerikanischen E-Autobauers hat nach seinem erklärten 
Lebensende im Automobil im Schnitt ca. 38mOhm Ri. Nicht gut, zumindest 
nicht aus heutiger Sicht. Aber für Stand der Technik vor 10 Jahren schon 
ne Leistung.

Viele Grüße

[Manfred (Gast)]

ASinus schrieb:
> Nettes Gehäuse - ich muß mir unbedingt auch mehr Mühe mit meinen
> Basteleien geben...
Das begründet sich in meiner beruflichen Geschichte, mehr als ein 
Jahrzehnt kommerziell gebastelt (Prüftechnik).

ASinus schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Aua, musst Du meine Problemecke entdecken?
> Da brauche ich nichts zu entdecken - dieses Eckchen ist mir sehr wohl
> bekannt :-)
Falsch verstanden: Ich fühle mich erwischt! Dein Geschreibsel lässt 
den Schluß zu, dass Dich sehr gut mit der Materie befasst hast und 
lediglich Hinweise zu Verbesserungen suchst.

Manfred schrieb:
> Ich sehe aber unterschiedliche Kurven, bei marodem Zeug nimmt die
> Spannung kontinuierlich ab und es fehlt der ausgeprägte Knick zum Ende
> hin.

Ich hänge jetzt drei Bilder an:
'NB4' sind Digitalkameraakkus, der Originale nach bereits einigem 
Gebrauch, zwei Chinesen und ein Fernost-Nachbau von Reichelt. Der Blaue 
ist bereits nach wenigen Zyklen Gebrauch unangenehm aufgefallen. Die 
Nennkapazität erreicht er fast noch, aber die Spannungslage ist so 
mistig, dass er unbrauchbar ist.

'Gruen' ist ein 18650 unbekannter Vorgeschichte aus einem Laptop-Pack, 
dessen besten Tage vorbei sind. Nennenswert Selbstentladung hat der 
nicht, aber auch da ist die Spannungslage sichtbar schlecht, die 
violette Kurve ist viel zu schräg und der Abfall zum Ende zu flach.

'LG' ist der zweite Zyklus einer fabrikneuen Zelle seriöser Herkunft.

Ich habe noch weitaus mehr Kurven aufgenommen und bilde mir ein, anhand 
der Grafik den Zustand abschätzen zu können.

[ASinus (Gast)]

@ Manfred

inspirierende Kennlinien, besonders der Vergleich der ersten drei!
Bin am experimentieren - sieht gut aus - melde mich.
Dank dir!