Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Li-Ion Entladespannung


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von Sven (Gast)


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Hallo
Ich würde gerne die Kapazität von diversen Li-Ion Zellen prüfen.
Nun finde ich aber auf vielen Quellen andere Entladespannungen.
Vermutlich machen die letzten 0,Volt kaum mehr einen Unterschied aber 
mich würde einfach mal interessieren wo diese wirklich liegt.
Gefunden habe ich angaben zwischen 2,9-3,3 Volt

von hinz (Gast)


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von Sven (Gast)


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Ok dann Korrektur 2,5-3,3 Volt.
Aber bis welche Spannung kann man ohne Gefahr wirklich Endladen?
Also so das die Zellen keinen Schaden nehmen.
Ich habe zb Einige Handy Akkus mit ihren Protect Schaltungen eine weile 
Verwendet Abgeschaltet haben diese bei ca 2,8V Allerdings haben die das 
nicht sehr oft mitgemacht.

von Michael B. (laberkopp)


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Sven schrieb:
> Gefunden habe ich angaben zwischen 2,9-3,3 Volt

3.3 ist ein bischen viel, da ist doch noch deutlich Kapazität drin.

Wer so eine hohe Entladeschlusspannung vorgibt, erwartet, daß der Akku 
noch monatelang mit Selbstentladung rumliegt, bevor er aufgeladen wird.

Ich kenne eher 2.5 bis 2.9V.

von Sven (Gast)


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Monatelang nicht aber z.b 2-3 Tage sind schon möglich.

von Klaus R. (klaus2)


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Samsung icr18560 zb 2.75V

Klaus.

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

deine Frage kann man so nicht beantworten. Eine Li-Ionen-Zelle wird 
immer "geschädigt", wenn sie in Gebrauch ist. Bei 18650er Zellen liegt 
die Grenze für die Entladung üblicherweise bei 2,5V pro Zelle. Bei 
einigen neueren Zellen werden teils auch 2,0V angegeben. Mit den 
Standardwerten "Laden bis 4,2V" und "Entladen bis 2,5V" liegst du 
üblicherweise bei 300 Zyklen, die die Zellen überstehen bis sie weniger 
als 80% ihrer Neukapazität haben. Wird die Ladeschlussspannung auf 4,1V 
reduziert hat die Zelle nur noch grob 80% Kapazität, dafür hält sie aber 
ca. 600-900 Zyklen.
Bei der Entladeschlussspannung verhält es sich ähnlich, wobei hier der 
Gewinn an Zyklen Verhältnismäßig klein sind und das ganze stark vom 
Entladestrom abhängt. Die Angaben der Hersteller werden üblicherweise 
mit 2,5V / 4,2V und einem Lade- und Entladestrom von 0,2C erfolgen. Bei 
einer 2000mAh Zelle wären das 0,2 * 2000 also 400mA.
Ein verbreiteter Wert für die Entladeschlussspannung sind 3,0V. Damit 
hat man den Vorteil, das die Abschaltung nicht sonderlich präzise oder 
schnell sein muss und man sich beim Ladeprozess eine Prechargephase 
sparen kann, womit der Lader wieder einfacher wird.


Gruß Kai

von Joe (Gast)


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Die Entladeschlussspannung ist typabhängig.

Als allgemeine Regel gilt dass der Entladezyklus abzubrechen ist, wenn 
die Spannungsänderung pro Zeiteinheit sich gegenüber der vorherigen, 
fast linearen Spannungsänderung, verdoppelt hat. (mathematisch = 
Steigung, Ableitung)

Das lässt sich als Abbruchkriterium auch einfach programmieren.
Dabei wird auch der unterschiedliche Entladestrom automatisch mit 
berücksichtigt.

von Joe (Gast)


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Die oft genannte "Entladeschlussspannung" ist ein weiteres Kriterium, 
welches im Wesentlichen dem Schutz des Akkus dient.
Diese Spannung wird i.a. nach dem bereits genannten Kriterium für den 
jeweiligen Zellentyp festgelegt.

von Manfred (Gast)


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Sven schrieb:
> Ok dann Korrektur 2,5-3,3 Volt.
> Aber bis welche Spannung kann man ohne Gefahr wirklich Endladen?
Bis zu_welcher Spannung bitte!

Wenn die Zellenspannung nicht binnen 30s nach Abschalten der Last wieder 
2,8-3V erreicht, war es zu weit.

Wo die Spannungsgrenze der Entladung liegt, muß man individuell aus dem 
Datenblatt heraus suchen. Ich habe hier zwei Markenzellen gemessen, wo 
die Vorgabe um 200mV differiert. Nicht vergessen, dass die Endspannung 
auch abhängig von der Last ist.

Michael B. schrieb:
> 3.3 ist ein bischen viel, da ist doch noch deutlich Kapazität drin.
Diese Aussage halte ich so pauschal für falsch. Schaue Dir die 
Datenblätter der 18650 von LG und Panasonic an. Letztere liegt von 
Beginn an etwas tiefer, dort habe ich von 3,3 bis 3,0V noch ca. 20% 
entladen. Bei der LG ist der Knick zum Ende schärfer, da waren zwischen 
3,3 und 3,0V gerade noch 5% zu holen - jeweils bei C/5

> Wer so eine hohe Entladeschlusspannung vorgibt, erwartet, daß der Akku
> noch monatelang mit Selbstentladung rumliegt, bevor er aufgeladen wird.
Die Selbstentladung einer guten LiIon ist äußerst gering. Früh 
abschalten und nicht ganz voll laden ergibt eine erheblich längere 
Lebenserwartung.

> Ich kenne eher 2.5 bis 2.9V.
Siehe oben, das ist abhängig vom Laststrom. Wenn Du eine 18650 mit 4 
Ampere Last bis 2,5V fährst, wird das passen. Machst Du es mit 100mA 
Last, wirst Du wenig Freude haben.

von Manfred (Gast)


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Joe schrieb:
> Als allgemeine Regel gilt dass der Entladezyklus abzubrechen ist, wenn
> die Spannungsänderung pro Zeiteinheit sich gegenüber der vorherigen,
> fast linearen Spannungsänderung, verdoppelt hat.
Das habe ich so noch nicht gehört, aber es wirkt sinnvoll und schlüssig!

von Peter M. (r2d3)


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Sven schrieb:
> Aber bis welche Spannung kann man ohne Gefahr wirklich Endladen?

Wie definierst Du Gefahr? Darunter könnte man auch einen 
Verschleißanstieg verstehen.

In dem ct'-Artikel "Strom to Go - So funktionieren LiIo-Akkus" steht:

[...bei Zellspannungen unter 2,5V löst sich Kupfer vom Anodenableiter 
ab...Kurzschlussrisiko...]

Also 2,5V erscheint mir viel zu niedrig.

Typischerweise misst Du ja die Spannung zwecks Abschaltung unter Last.
Bei Bleiakkus gibt es von Herstellern schöne Dokumentationen darüber, 
welche Entladeschlussspannung für welchen Laststrom gilt.
Der Beitrag von Manfred bringt das auf den Punkt:

"Wenn Du eine 18650 mit 4 Ampere Last bis 2,5V fährst, wird das passen. 
Machst Du es mit 100mA Last, wirst Du wenig Freude haben."

Niedrigere Entladeströme gehen mit höheren Abschaltspannungen einher.

Bei LiIo-Akkus habe ich keine so detaillierte Erläuterung gesehen, wie 
bei Bleiakkus.

Eine Akkuschutzschaltung ist die letzte Verteidigungslinie, wenn es zu 
deren Auslösung kommt, hast Du schon etwas verkehrt gemacht.

Höhere Abschaltspannungen suggerieren einem immer die "Verschwendung" 
von nicht genutzer Restkapazität.
Wieviel das wirklich ausmacht, siehst Du, wenn Du Deine Zellen 
anwendungstypisch entlädst und dann einen Blick auf das Entladediagramm 
(siehe Bild) wirfst.
Schau' Dir Zelle 5 an (grüne Farbe): Die letzte Viertelstunde bringt 
gerade mal 125mAh Kapazität zu den bisher entnommenen 2500mAh an 
Kapazität.
Das sind zusätzliche 5% zur bisher entnommenen Ladung, die aber mit 
einem massiven Spannungseinbruch von 500mV einhergehen.

Bei meiner Anwendung (Selbstbau-Stirnlampe) werkeln zwei Zellen in 
Reihe.
Eigentlich bräuchten sie eine Einzelzellenüberwachung. Meine Schaltung 
trennt bei 7V Summenspannung.

=> Auf keinen Fall unter 2,5V!
=> oberhalb der eventuell Spannung, bei der eine vorhandene 
Schutzschaltung abschaltet, bei Dir also oberhalb von 2,8V.

Wenn Du in der Lage bist, ein Entladediagramm zu erstellen, kannst Du 
zwischem "Tuner"-Profil und "Sparer"-Profil abwägen.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Der Beitrag von Manfred bringt das auf den Punkt:
> "Wenn Du eine 18650 mit 4 Ampere Last bis 2,5V fährst, wird das passen.
> Machst Du es mit 100mA Last, wirst Du wenig Freude haben."
Danke :-)

Im Anhang die blaue Kurve "LG" - die pfeift aus hoher Spannungslage 
ziemlich fix weg, kaum noch Kapazität zu ernten.

Die violette Kurve "Panasonic" geht bei insgesamt geringerer Spannung 
zum Ende hin flacher weg - da war mehr Kapazität zu holen.

Da mich letztere irritiert hat, habe ich das Datenblatt genauer 
angeschaut: Ja, das passt, beide erreichen ihre Nennwerte. Der höhere 
Wert der Panasonic ist aber in meiner Taschenlampe nicht nutzbar, weil 
die Spannung nicht mehr taugt.

von Mike J. (linuxmint_user)


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Also unter 2.5V  degenerieren doch schon die Elektroden, die Zelle 
verliert dann ihre Kapazität und bläht sich auf. Hinzu kommt dass der 
Leckstrom der Zelle steigt, je nach dem wie lange sie unterladen war.

Bei den 4.1V Zellen steigt der Innenwiderstand ab unter 3.6V sehr stark 
an, so dass man sie nicht mehr vernümpftig nutzen kann.
Bei den 4.2V Zellen sind das 3.7V.

Klar kann man die Zelle noch bis auf 3.0V entladen, aber die 
Leistungsfähigkeit der Zelle ist dann doch recht begrenzt. Wenn da nur 
eine kleine Last dran hängt, wie ein kleiner Controller, dann mag das 
funktionieren.

Unter 3V lohnt sich das meiner Ansicht nach nicht mehr, die 
Restkapazität ist viel zu gering und das Risiko zu hoch dass die 
Elektroden doch Schaden nehmen.

Ich lege die Grenze bei 3.6V bei Anwendungen die Leistung ziehen und 
3.3V bei Verbrauchern die auch mit unter 1/20 C noch auskommen.

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