Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladeschlussspannung NiMH


von ikarus (Gast)


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Ich habe einen Akkupack von 6 in Serie geschalteten NimH akkus von 3Ah. 
Meines Wissens nach haben Nimh eine Ladeschlussspannung ovn 1,42V wären 
bei 6 in Reihe 8,52V. Mein Ladegerät (90€) hat aber erst bei 9V 
abgeschaltet, bei einem Ladestrom von 2A. Und angezeigt hat er dass er 
um die 3050mAh geladen hat.

Das ist doch etwas zu hoch die 9V?

von Anja (Gast)


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Hallo,

bei 30-100 mOhm / Zelle und 2 A darf die "Ladeschlussspannung" durchaus 
etwas höher sein.
Entscheidend ist daß die Zellen beim Laden nicht wärmer als ca 40-50 
Grad werden.

Gruß Anja

von Manfred (Gast)


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ikarus schrieb:
> hat aber erst bei 9V abgeschaltet, bei einem Ladestrom von 2A.
Recht früh für NiMH, ich komme zum Teil auf 1,65V / Zelle.

Gucken wir mal in ein Datenblatt einer eneloop - da finden wir um 1,6V 
pro Zelle.

Ich hoffe, Dir ist klar, dass die Endspannung kein Abschaltkriterium 
ist.

von Eskimo (Gast)


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Miss mal nach Ladeende (Ladestrom 0)

von Thomas B. (thombde)


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Eine Ladeschlußspannung gibt es eigentlich gar nicht.
Man muss immer Ladestrom, Akkuspannung, Temperatur u. Zeit  im Auge 
behalten.

Edit:
Ist aber bei andere Akkutypen genauso.

: Bearbeitet durch User
von Eskimo (Gast)


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Ich messe normalerweise 1,4x V direkt nach Entnahme aus dem Lader,
wenn ich weder am Frieren noch am Schwitzen bin.
Ist aber nur eine Eskimo-Pi-mal-Daumen-Regel.

von Manfred (Gast)


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Eskimo schrieb:
> Miss mal nach Ladeende (Ladestrom 0)
Ja und?

Eskimo schrieb:
> Ich messe normalerweise 1,4x V direkt nach Entnahme aus dem Lader,
> wenn ich weder am Frieren noch am Schwitzen bin.
> Ist aber nur eine Eskimo-Pi-mal-Daumen-Regel.
Was sagt uns das jetzt?

ikarus hat nach Laden gefragt, nicht nach Ruhespannung. Ein Ladegerät 
für NiMH muß bis 1,7V / Zelle den Strom halten können.

Wie bereits weiter vorne gesagt: Die Endspannung ist als 
Abschaltkriterium für NiMH nicht brauchbar.

=======

Thomas B. schrieb:
> Eine Ladeschlußspannung gibt es eigentlich gar nicht.
>
> Edit:
> Ist aber bei andere Akkutypen genauso.
Das ist Quatsch!

Bei NiXx gibt es keine Ladeschlußspannung, bei Blei und Lithium hingegen 
ist diese definiert und muß eingehalten werden.

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> ... bei Blei und Lithium hingegen ist diese definiert und muß
> eingehalten werden.

Die Spannung beim Laden setzt sich immer aus Zellenspannung und 
Spannungsabfall am Innenwiderstand zusammen.

Nur erstere muss eingehalten werden, lässt sich aber nicht einzeln 
messen. Der Spannungsabfall ist strom- und altersabhängig und ist damit 
kein vernünftiges Kriterium.

von Thomas B. (thombde)


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Manfred schrieb:
> Bei NiXx gibt es keine Ladeschlußspannung, bei Blei und Lithium hingegen
> ist diese definiert und muß eingehalten werden.

Verwechsele bitte Ladeschlussspannung nicht mit maximaler 
Zellenspannung.

Und Blei mit Lihium zu vergleichen halte ich für unschön

von rio71 (Gast)


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ich hab für mich im praktischen umgang 1,465 V ladeschlussspannung für 
die 1900er AA eneloop (und auch die kleineren AAA brüder) ermittelt, 
ladestrom ungebremst. also OC-CV
die akkus werden damit nichtmal handwarm und nach nen paar stunden oder 
auch mal vergessen nach nem ganzen tag sind sie voll, aber nicht 
überladen.
sie erfreuhen sich seit jahren bester gesundheit.

von Stefan F. (Gast)


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Eins meiner Ladegeräte kennzeichnet die Akkus als defekt, wenn sie bei 
2A Ladestrom aufgrund ihre Innenwiderstandes über 1,9V erreichen. Das 
ist ziemlich blöd, denn die Akkus funktionieren in vielen Geräten noch 
lange weiter.

Für diese Akkus habe ich ein anderes Ladegerät gekauft, das geht bis auf 
2,5 Volt hoch.

Frisch geladene NiMh Zellen haben ca 1,45V, wenn du sie aus dem 
Ladegerät entnimmst. Die Spannung sinkt unter Last allerdings schnell 
auf 1,3V ab.

von Harald W. (wilhelms)


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Manfred schrieb:

> Bei NiXx gibt es keine Ladeschlußspannung,

Bei NiZn schon.

von ikarus (Gast)


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Welchen Ladestrom würdet ihr bei diesem Akkupack verwenden? Im 
Datenblatt wird zwischen 300mA und 1C (3A) angegeben. Verwendet wird es 
wie vorgesehen bei einem RC-Auto. Natürlich will ich ein Kompromiss aus 
schnell laden und Lebensdauer. Am besten längere Lebensdauer.

Und die Spannung von 0,9V pro Zelle kann ich dazu verwenden um zu deuten 
das der Akku leer ist? Oder kann man das hier auch nicht über die 
Spannung sagen?


https://www.conrad.de/de/modellbau-akkupack-nimh-72-v-3000-mah-conrad-energy-stick-tamiya-stecker-206028.html?gclid=CKzc89juqNMCFZG6GwodTSIB7g&insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL!222!3!190748622661!!!g!!&ef_id=V-5bAQAABBCBRged:20170416112432:s

von MaWin (Gast)


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ikarus schrieb:
> Ladeschlussspannung NiMH

Es gibt keine Ladeschlussspannung bei NiMH, im Gegenteil, zum Ladeende 
sinkt die Spannung (-DeltaU).

Es gibt eine Maximalspannung, die das Ladegerät während des Ladevorgangs 
liefern können muss, so 1.6V/Zelle damit jeder noch so schlechte Akku 
geladen werden kann, gute erreichen nicht mal 1.4V/Zelle.

Harald W. schrieb:
> Bei NiZn schon.

Und wen interessiert das wenn nach NiMH gefragt wird ?

von Peter M. (r2d3)


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ikarus schrieb:
> Welchen Ladestrom würdet ihr bei diesem Akkupack verwenden? Im
> Datenblatt wird zwischen 300mA und 1C (3A) angegeben. Verwendet wird es

Am liebsten mit 0,1C, also mit 300mA.

> wie vorgesehen bei einem RC-Auto. Natürlich will ich ein Kompromiss aus
> schnell laden und Lebensdauer. Am besten längere Lebensdauer.
>
> Und die Spannung von 0,9V pro Zelle kann ich dazu verwenden um zu deuten
> das der Akku leer ist? Oder kann man das hier auch nicht über die
> Spannung sagen?

Ja, das ist richtig. Aber wie möchtest Du das hier messen?
Du kannst ja offensichtlich nur die Summenspannung, nicht aber die 
einzelnen Zellen messen.

Ich kenne nur zwei Ladestrategien für NiMH-Zellen.
Die erste besteht darin, eine vollständig entladene Zelle über 11-12? 
Stunden mit 0,1C zu laden, am besten noch zusätzlich 
temperaturüberwacht.

Die zweiten ist die Delta-U-Methode.
Während des Ladevorgangs hört die Spannung irgendwann auf zu steigen und 
beginnt zu fallen. Das Ladegerät muss diesen Abfall erkennen und 
abschalten.

Unsensible Ladegeräte brauchen oftmals höhere Ladeströme, damit der 
"Spannungshöcker" deutlicher ausfällt und sie das Ladeende erkennen 
können.

Das Problem ist, dass Du diese Batteriepackung weder definiert entladen 
noch laden kannst.

Beträgt die Ruhespannung des Akkus 6 x 0,9V = 5,4V
kann es sein, dass eine oder mehrere Zellen schon bei 0,8V liegen und 
andere dementsprechend darüber.

Ich vermute mal, wenn beim Laden so im Schnitt mehr als die Hälfte der 
Zellen, also vier Stück den Spannungshöcker hinter sich lassen, schaltet 
ein Delta-U-Lader ab. Dann sind aber zwei Zellen noch nicht richtig 
geladen.

Mich würde interessieren, wieviel Zyklen so ein Akku überhaupt machen 
kann, und wie dann die Einzelzellen aussehen.
Vielleicht ist das Problem ja gar nicht so erheblich, wie ich vermute.

MaWin schrieb:
> Und wen interessiert das wenn nach NiMH gefragt wird ?

Manfred behauptete, dass es bei NiXx keine Ladeschlussspannung gäbe.
Das stimmt zwar für NiCd und NiMH, aber eben nicht für NiZn.

Manfred schrieb:
> Bei NiXx gibt es keine Ladeschlußspannung, bei Blei und Lithium hingegen
> ist diese definiert und muß eingehalten werden.

: Bearbeitet durch User
von rio71 (Gast)


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Peter M. schrieb:
> ie erste besteht darin, eine vollständig entladene Zelle über 11-12?
> Stunden mit 0,1C zu laden, am besten noch zusätzlich
> temperaturüberwacht.

die temperaturüberwachung kannste bei 0,1c aber sparen, da wird nicht 
viel zu messen sein... kaum mehr als handwarm..

von Stefan F. (Gast)


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Beim Modellauto bemerkst du den entladenen Akku ganz einfach daran, dass 
das Auto nicht mehr ordentlich beschleunigen kann.

Dann solltest du den Akku nicht mehr weiter entladen. Tiefentladen ist 
für die Lebensdauer ein Killer, viel schlimmer als überladen.

NiMh Akkus brauchen ab und zu hohe Ströme, sonst erhöht sich ihr 
Innenwiderstand dauerhaft, und danach taugen sie nur noch für Geräte, 
die wenig Strom aufnhemen.

Im Fall deines Autos hast du die hohen Ströme beim Fahren.

Im Fall meiner Elektronik Experimente entlade ich sie typischerweise mit 
wenigen mA, daher benutze ich ein Ladegerät, dass sie mit 1C Pulsen 
lädt.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan U. schrieb:

> Dann solltest du den Akku nicht mehr weiter entladen. Tiefentladen ist
> für die Lebensdauer ein Killer, viel schlimmer als überladen.

Das trifft für Ni-Akkus so nicht zu. Kritisch sind nur Entladungen
unter 0V, die man aber mit rechtzeitiger Abschaltung verhindern kann.

von Stefan F. (Gast)


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> Kritisch sind nur Entladungen unter 0V

Dann denke mal an die üblichen R/C Akkupacks. Von 6 zellen ist eine 
immer die schwächste, und die geht zuerst leer. Wenn man dann weiter 
fährt, ist diese ruck zuck umgepolt (auf unter 0V).

Wie gesagt erkennt man diese Situation aber daran, dass das Auto nicht 
mehr kraftvoll beschleunigt (oder elektrisch formuliert: am erhöhten 
Innenwiderstand).

von Eskimo (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> NiMh Akkus brauchen ab und zu hohe Ströme, sonst erhöht sich ihr
> Innenwiderstand dauerhaft

Hast Du da mehr Informationen, wie man die Zunahme des Innenwiderstandes 
verhindert?

Wie der Innenwiderstand normalerweise mit der Zyklenzahl zunimmt,
lässt sich hier bewundern:
http://www.pocketnavigation.de/2015/03/mignon-aa-akkus-test-vergleich/6/

von Stefan F. (Gast)


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> Hast Du da mehr Informationen, wie man die Zunahme des
> Innenwiderstandes verhindert?

Ich kann dazu nicht auf Dokumente verweisen, weil ich mir das als Regel 
im Kopf behalten habe:

NiMh Zellen wollen ab und zu entweder mit hohen Strömen geladen oder 
entladen werden. Beides erfüllt seinen Zweck, den Innenwiederstand 
möglichst gering zu halten.

Unabhängig davon, steigt der Innenwiderstand bei NiMh trotzdem deutlich 
schneller an, als bei älteren Akku Typen. Zu hoher Innenwiderstand ist 
bei mir zu 90% der Grund, sie wegzuwerfen. Und das schon nach wenigen 
zig Ladezyklen. Die aufgedruckte Angabe, man könne sie 1000 mal laden, 
ist also ein schlechter Witz.

In dieser Hinsicht schließt der Ansmann Akku noch verhältnismäßig gut 
ab, dafür ist er aber auch teuer. Da meine Kinder immer wieder 
vergessen, ihre Geräte auszuschalten und leere Akkus nachzuladen, setze 
ich auf die preisgünstigeren Modelle von Rosmann. Die halten unter den 
üblen Praxis-bedingungen bei mir zu hause genau so lange, wie die teuren 
von Ansmann und Sanyo.

Generell kann ich nur davon abraten, Akkus mit möglichst hoher Kapazität 
zu kaufen. Sie sind fast immer in mehreren Eigenschaften schlechter, als 
durchschnittliche Typen, wie auch der von Dir verlinkte Testbericht 
zeigt.

von Gottfried S. (gottfried)


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Manfred schrieb:
> Bei NiXx gibt es keine Ladeschlußspannung, bei Blei und Lithium hingegen
> ist diese definiert und muß eingehalten werden.

Nur bei NiCd gibt es keine Ladeschlussspannung, sondern Konstantstrom 
und Zeit bzw. Delta-U Abschaltung, was bei Akkupacks nicht funktioniert!
NiCd stört es da weniger, wenn nur mit 1/10 Hapazität überladen wird, da 
hierbei die Erwärmung noch nicht so hoch ist.
Bei meinen NiCd Akkus bin ich auch gerade mal auf 100 bis 120 Zyklen 
gekommen (von den angegebenen 1000 Zyklen)
Aber wer hat heute noch NiCd Akkus, da sie so anfällig mit Memory-Effekt 
sind?
Die einzigen, die im professionellen Einsatz gesehen habe, war vor 30 
Jahren bei den Militär-Hubschrauber, mit Säure, sehen aus wie Blei 
Akkus.

Bei NiMH, NiZn, PB und alle Li-Derivate wird auf eine 
Ladeschlussspannung geregelt.

Wenn du die eneloop mit Konstantstrom lädtst und auf die Delta-U 
Abschaltung wartest, wird der Akku schneller kaputt, so schafft du etwa 
100 Ladevorgänge anstelle der 2100x Wiederaufladungen.
Delta-U Schaltet erst ab, wenn überladen wird und dabei der 
Innenwiderstand steigt, somit wird bei jedem Laden der Akku überladen 
und die Lebensdauer stark verkürzt. Und wenn der Innenwiderstand steigt, 
erwärmt sich der Akku im inneren, da hilft auch ein Thermometer am Akku 
aussen nichts, bis die Temperatur nach aussen kommt ist der Akku schon 
weit über dem Limit.

Und bei Akkupacks, wenn die Delta-U Abschaltung bei 0,1V pro Zelle 
liegt, dann müsste das Ladegerät bei 6 Zellen schon bei 0,017V 
Abschalten, da hier schon ein Akku überladen wurde und die anderen 
Zellen noch keinen Spannungsabfall melden. Bisher hab ich noch kein 
einziges Ladegerät, welches eine Spannung von weniger als 0,1V Auflöst 
(Bei den neueren sind es aber schon 0,02V aber immer noch zu hoch um das 
zu erkennen)

Also am besten immer einzeln laden, deshalb gibt es ja auch bei den 
LiIon Akkus diese Balancer-Schaltungen.

von MaWin (Gast)


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Gottfried S. schrieb:
> Und bei Akkupacks, wenn die Delta-U Abschaltung bei 0,1V pro Zelle
> liegt, dann müsste das Ladegerät bei 6 Zellen schon bei 0,017V
> Abschalten, da hier schon ein Akku überladen wurde und die anderen
> Zellen noch keinen Spannungsabfall melden. Bisher hab ich noch kein
> einziges Ladegerät, welches eine Spannung von weniger als 0,1V Auflöst
> (Bei den neueren sind es aber schon 0,02V aber immer noch zu hoch um das
> zu erkennen)

MAX712 und ICS1700 haben auch bei Akkupacks meist rausgefunden, wass die 
erste Zelle voll wurde und ihre Spannung durch Erwärmung sank, und dann 
den Schnellladevorgang abgebrochen und die restlichen Zellen über 
zeitgesteuertes trickle charge vollgemacht, aber richtig, die messen die 
Akkuspannung mit mehr als 8 bit.

Gottfried S. schrieb:
> deshalb gibt es ja auch bei den LiIon Akkus diese Balancer-Schaltungen

Nein, nicht deshalb. Man übertrage nicht Erkenntnisse von einer 
Akkutechnologie (NiCd, NiMH) auf eine andere (Blei, LiIon).

von Gottfried S. (gottfried)


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Harald W. schrieb:
> Stefan U. schrieb:
>
>> Dann solltest du den Akku nicht mehr weiter entladen. Tiefentladen ist
>> für die Lebensdauer ein Killer, viel schlimmer als überladen.
>
> Das trifft für Ni-Akkus so nicht zu. Kritisch sind nur Entladungen
> unter 0V, die man aber mit rechtzeitiger Abschaltung verhindern kann.

Bei 0V sind die Akkus tiefentladen und kannst entsorgen.
Bei eneloop wird 1V angegeben, bei den anderen NiMH hab ich noch nicht 
nachgesehen. Aber je näher du zu dieser Entladeschluss-Spannung kommst, 
desto schneller sind die Akkus kaputt.

Und das gilt für ALLE Akkus ohne Ausnahme!
Wenn bei den Mobiltelefonen oder sonst wo angegeben wird, du sollst den 
Akku vollständig entladen, dann ist meist eine Unterspannungs-Schaltung 
eingebaut.
Man hatte früher nur die NiCd Akkus entladen, damit sie auf einem 
bestimmten Ladezustand waren, und dann wurde nach Konstantstrom über 
eine bestimmte Zeit geladen (bei Werkzeug-Akkus). Diese waren allerdings 
nach 2 Jahren kaputt, wie ihr ja schon alle bemerkt und geschrieben 
habt, dass bei mehreren Zellen, wenn 6 Zellen bei 1V 
Entladeschlussspannung/Zelle ist, bei 6 Zellen die Spannung bei 6V schon 
einige unter der Spannung sind.

Am besten ihr seht euch mal die Diagramme bei den Balancer-Schaltungen 
an, da es bei den LiIon Akkus am schlimmsten ist, selbst wenn nur um ein 
paar Millivolt Über-/Unterladen wird. Aber das machen sich viele 
Hersteller als Sollbruchstelle zu Nutze, um die Lebensdauer eines 
Produktes auf die Garantiezeit zu bringen (Nach 2 Jahren Garantie hat 
der Akku nur noch 70% gesamt-Kapazität) - Wird dann noch auf die selbe 
Spannung Be-/Entladen, sinkt die Lebensdauer sogar noch schneller und 
spätestens in 3 Jahren kann man den Akku tauschen (falls möglich) oder 
das Gerät Entsorgen, wenn der Akku fix eingebaut wurde.

von Stefan F. (Gast)


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Die fast deppensichere Methode für das Laden einzelner (!) NiMh und NiCd 
Zellen ist, reichlich Strom rein zu schieben, bis sie plötzlich heiß 
werden. Das ist der Moment, wo sie gerade voll geworden sind.

Dazu braucht man aber einen gut kontaktierten Temperaturfühler und das 
Ladegerät sollte einen Deckel haben, damit kühle Zugluft die Erwärmung 
nicht verhindert.

Mit 300mA (bei AA Zellen) klappt das aber nicht, von so wenig Strom 
werden die nicht heiß. Dann wäre eine Abschaltung nach Zeit besser.

Am besten beides kombinieren: Temperaturfühler und Zeit. Dann ist man 
auf der sicheren Seite. Alles was darüber hinaus geht, ist nur 
unverhältnismäßig aufwändiges Voodoo.

von MaWin (Gast)


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Gottfried S. schrieb:
> Bei NiMH, NiZn, PB und alle Li-Derivate wird auf eine
> Ladeschlussspannung geregelt

Mist, jetzt habe ich das vergessen, was ganz massiv falsch ist. 
Natürlich gehört NiMH nicht in die Liste.

von Dieter (Gast)


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Auch auf eine Ladeschlussspannung zu regeln, wäre bei NiMH auch nicht so 
falsch, wenn beim Ladeverfahren die Erkennung des Ladeendes nach den 
Delta-Verfahren versagt. Bei einigen (bereits verlierenden) Zellen 
beobachtete ich gegen Ladeende einen ungewöhnlichen Spannungsanstieg auf 
bis zu 1.6V bei Ladestrom 100mA (Mignon- und Mikro-Zellen). Das war 
verbunden mit einem größeren Kapazitätsverlust (der bereits verlierenden 
Zelle, bzw. geschädigten Zellen) als wäre der Ladevorgang früher beendet 
worden.

von Stefan F. (Gast)


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Mein Ladegerät geht bis 2 Volt bei 400mA. Über 2V bricht es mit 
Fehlermeldung ab.

Wie hoch die Spannung geht, hängt sehr stark vom Innenwiderstand der 
Zellen ab, der zusammen mit dem Verschleiß steigt. Bis zu den 2V sind 
sie für alle meine Anwendungen (motorisierte Spielzeuge, Fotoapparate, 
Elektronik) noch gut genug gewesen

von batman (Gast)


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Der Innenwiderstand hängt auch schon stark von Machart 
(Anwendungsbereich) und Kapazität der NiMH-Zelle ab. Zusammen mit 
anderen Faktoren hätte man eine riesen Tabelle von Ladeschlußspannungen 
für dasselbe Zellenformat. Höchst unpraktikabel.

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