Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Betrieb von Li-Ion Akku außerhalb der Spec


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von Karl (Gast)


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Hallo,

was passiert eigentlich, wenn man einen kleinen Li-Ion Akku außerhalb 
der Spec betreibt? In der Regel sind ja max 45 °C beim Laden und max 60 
°C beim entladen angegeben. Was passiert, wenn ich diese Temperaturen 
überschreite? Altert der Akku einfach schneller oder passiert da was 
explosives? Wenn man sein Handy im Sommer im Auto hat und lädt, wird der 
Akku meines Erachtens auch wärmer als 45 °C und nichts explodiert.

Weiterhin: Entladestrom wird oft als 1C angegeben, kurzzeitig (< 2 s) 
2C. Wenn ich nun 100 ms lang 10C bräuchte... Folgen?

Vielen Dank.

Karl

: Verschoben durch Moderator
von Michael F. (sharpals)


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Kann man so nicht beantworten, weil es von der bauart des akkus abhängt.

Aber hier etwas allgemeines zu dem thema:
http://www.elektromodellflug.de/lipo-leitfaden-faq.html

Kurzschlüße mögen Li garnicht gerne, es kann zum durschlagen der 
,,Isolationsschichten" führen, die dann widerum zum abbrennen des akkus 
führen.

Bei sehr kurzen Impulsen lindert ein kondensator das problem.

von Winne Z. (rugbywinne)


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Hallo Karl,
Li-Ion ist nicht gleich Li-Ion. Es gibt hochtemperatur Zellen und es 
gibt hochstomfähige Zellen.

Wähle die richtige Zelle für deine Anwendung.

Wenn Du jedoch Zellen außerhalb der Specs. betreiben willst, kann dir 
keiner garantieren, dass nichts schiefgeht.

Probier es aus. Sei aber auf die Gefahren hingewiesen. Explosion, Brand, 
Alterung, Kapazitätsverlust.....

Manche Zellen haben Sicherheitseinrichtungen, die bei Überlastung 
dauerhaft den Akku abschalten.

: Bearbeitet durch User
von OutOfSpec (Gast)


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Da wirst du wohl kaum verlässliche Daten zu finden. Kannst ja mal 
ausprobieren und hier berichten.
Wenn du schon dabei bist, kannst du ja auch andere Dinge ausserhalb der 
Specs versuchen. Was passiert wenn man z.B. statt auf der Autobahn mit 
130km/h, auf dem Acker neben der Autobahn fährt ? Altert das Auto 
dadurch schneller oder passiert vll auch was explosives ?

von Andreas I. (andy5macht)


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Karl schrieb:
> Wenn man sein Handy im Sommer im Auto hat und lädt, wird der
> Akku meines Erachtens auch wärmer als 45 °C und nichts explodiert.

Genau, der Akku wird wärmer, einfach aufgrund der Umgebungstemperatur.
Hier macht die Schutzbeschaltung aber Schluss und lädt den Akku nicht 
(für den Nutzer erstmal nicht sichtbar - aber die %-Anzeige geht eben 
nicht nach oben).
Dieses Problem hatte ich bei einem Handy welches als Motorrad-Navi im 
Tankrucksack gebunkert war.
Das Teil wurde im schönen Südtirol so warm, dass der Akku trotz 
angeschlossenem Ladegerät immer leerer wurde.

von Karl (Gast)


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Michael F. schrieb:
> Kann man so nicht beantworten, weil es von der bauart des akkus
> abhängt.
> Aber hier etwas allgemeines zu dem thema:
> http://www.elektromodellflug.de/lipo-leitfaden-faq.html
>
> Kurzschlüße mögen Li garnicht gerne, es kann zum durschlagen der
> ,,Isolationsschichten" führen, die dann widerum zum abbrennen des akkus
> führen.
> Bei sehr kurzen Impulsen lindert ein kondensator das problem.

Danke. Weißt Du zufällig worin sich die Bauart dann unterscheidet. Habe 
z. B. Hochtemperaturzellen gefunden, die bei der höchsten Temperatur 
auch nur noch 30 Zyklen können und bei 45 Grad die üblichen 500 bis 1000 
Zyklen. Daher der Verdacht,  dass es einfach auf die Lebensdauer gehen 
könnte. Außerdem gibt Renata 
(http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1200000) für zwei 
Sekunden erinnern höheren zulässigen Strom an.

Winne Z. schrieb:

> Wähle die richtige Zelle für deine Anwendung.
>
Das würde ich gerne, finde aber nicht so viele Quellen außer vielen 
vielen Chinesen. Und das ist mir auf Dauer zu wackelig.
Brauche einen möglichst kleinen Akku  ca 1x2x0,5 cm für Backup bei 
Spannungsunterbrechung kurz einige 100 mA und dann RTC < 10 uA. 
Temperatur kann auch mal über 60 Grad sein, da würde Ich aber nicht 
laden. Wenn ich mein Handy im Sommer im Auto lasse wird es auch heißer 
als 60 Grad.
> Wenn Du jedoch Zellen außerhalb der Specs. betreiben willst, kann dir
> keiner garantieren, dass nichts schiefgeht.
>
> Probier es aus. Sei aber auf die Gefahren hingewiesen. Explosion, Brand,
> Alterung, Kapazitätsverlust.....
Habe ich vor. Klimaschrank steht ja herum.
>
> Manche Zellen haben Sicherheitseinrichtungen, die bei Überlastung
> dauerhaft den Akku abschalten.

OutOfSpec schrieb:
> Da wirst du wohl kaum verlässliche Daten zu finden. Kannst ja mal
> ausprobieren und hier berichten.
Habe ich vor.
> Wenn du schon dabei bist, kannst du ja auch andere Dinge ausserhalb der
> Specs versuchen. Was passiert wenn man z.B. statt auf der Autobahn mit
> 130km/h, auf dem Acker neben der Autobahn fährt ? Altert das Auto
> dadurch schneller oder passiert vll auch was explosives ?
Hältst du dich für besonders witzig? Ist an meiner Frage irgendetwas so 
lächerlich, offensichtlich oder dämlich?

Andreas I. schrieb:
> Karl schrieb:
> Wenn man sein Handy im Sommer im Auto hat und lädt, wird der Akku meines
> Erachtens auch wärmer als 45 °C und nichts explodiert.
>
> Genau, der Akku wird wärmer, einfach aufgrund der Umgebungstemperatur.
> Hier macht die Schutzbeschaltung aber Schluss und lädt den Akku nicht
> (für den Nutzer erstmal nicht sichtbar - aber die %-Anzeige geht eben
> nicht nach oben).
> Dieses Problem hatte ich bei einem Handy welches als Motorrad-Navi im
> Tankrucksack gebunkert war.
> Das Teil wurde im schönen Südtirol so warm, dass der Akku trotz
> angeschlossenem Ladegerät immer leerer wurde.
Das kenne ich. Liegt manchmal auch daran, daso die 500 mA vom billig 
Ladegerät nicht für Navigation mit voller Display Helligkeit reichen. 
Sonst dürfte der Akku ja nicht leer werden.

von Karl (Gast)


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von Manfred (Gast)


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Karl schrieb:
> Was passiert wenn man z.B. statt auf der Autobahn mit
>> 130km/h, auf dem Acker neben der Autobahn fährt ? Altert das Auto
>> dadurch schneller oder passiert vll auch was explosives ?
> Hältst du dich für besonders witzig?

> Ist an meiner Frage
> irgendetwas so lächerlich, offensichtlich oder dämlich?
Ja!

von Michael F. (sharpals)


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Lass es mich so ausdrücken, die specs der hersteller sind eine bibel und 
eine abweichung bedeutet strafe.

Kleine abweichungen werden zwar toleriert , aber alles andere wird teuer 
bezahlt.

: Bearbeitet durch User
von Karl (Gast)


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Manfred schrieb:
> Karl schrieb:
>
> Ja!
Dann kläre mich auf.
Oder Schleich dich!

von Michael J. (Gast)


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Hallo Karl,

im Datenblatt wird angegeben das ein Safety Circuit vorhanden ist.
Schutz vor Kurzschluss, Über- und Unterladung sollte damit abgedeckt 
sein.
Temperaturbereiche sind auch angegeben, werden diese auch durch das 
Safetyboard mittels Temperatursensor geprüft und ggfs. der Ausgang 
abgeschaltet?
Sollte, müsste, könnte, ist hier das Problem.

Gefahren wie Abbrand durch zu hohe Temperaturen sind durchaus 
realistisch.

Nimm Kontakt mit Renata auf, als Hersteller werden die dir konkrete 
Anworten für deine Anwendung geben können.

Gruß, Michael

von Jens G. (jensig)


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>was passiert eigentlich, wenn man einen kleinen Li-Ion Akku außerhalb
>der Spec betreibt? In der Regel sind ja max 45 °C beim Laden und max 60
>°C beim entladen angegeben. Was passiert, wenn ich diese Temperaturen
>überschreite? Altert der Akku einfach schneller oder passiert da was
>explosives? Wenn man sein Handy im Sommer im Auto hat und lädt, wird der
>Akku meines Erachtens auch wärmer als 45 °C und nichts explodiert.

Was soll schon passieren? Der Hersteller garantiert einfach nur die 
Kennwerte, wenn die Grenzwerte eingehalten werden.
Je nach Grad der Überschreitung hält er also irgendwelche Kennwerte nur 
nicht richtig ein, oder er "explodiert" (seit wann explodieren Akkus 
eigentlich - die machen doch nur puff, oder buff ...).
Akkus altern also eigentlich nur schneller, solange man es nicht zu sehr 
mit der Verletzung der Spacs übertreibt, und solange man nicht 
ausgerechnet eine "empfindliche" Spec überfordert, wie z.B. die 
Ladeendspannung bei LiPo's.
Der Akku (wie eigentlich jedes Bauteil) kennt gerade bei der Temperatur 
keine feste Grenzen - er geht also nicht gleich kaputt, wie auch ein 
150°C-Transistor bei 200°C nicht unbedingt gleich kaputt geht. Er altert 
eben nur deutlich schneller, und macht alsbald dann eben doch irgendwann 
mal vorzeitig das Licht aus.
Solche Grenzwerte sind also oftmals bzw. häufig nur Kompromißangaben, 
deren Überschreitung nicht unbedingt den sofortigen vorzeitigen Ausfall 
bewirken, aber zumindest den Ausfall (idR. überproportional) näher 
rücken lassen

von OutOfSpec (Gast)


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Wir reden hier von Li Ion Akkus. Die haben es nicht wirklich gerne, wenn 
man die falsch belastet. Bei Überladung gehen die meist in Rauch auf, 
bei zu starker Entladung tretten recht schnell Gase aus. Wenn du 
unbedingt Akkus ausserhalb ihrer Spezifikation betreiben willst, nimm 
Lifepo4 Akkus. Die sind gegenüber Missbrauch recht unproblematisch. Die 
kannst du dann auch mit zig A entladen ohne das was passiert. Bei LiIon 
und LiPo würde ich es dringends abraten.
Kannst ja mal bei Samsung nachfragen, die haben da Erfahrungen mit 
gemacht. Die Smartphones sind ja nicht beim Laden, sondern beim Entladen 
draufgegangen.

von ArminX (Gast)


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Karl schrieb:
> was passiert eigentlich, wenn man einen kleinen Li-Ion Akku außerhalb
> der Spec betreibt?

Moin

Was ist ein "kleiner LiIon-Akku"?
Das sollte geklärt sein eher über Feuerchen geredet wird?
Gute 18650 Zellen in Werkzeugakkus können locker mit 10 - 15C belastet 
werden. Diese erreichen dann aber auch schon mal bis über 80°C. Ohne 
Feuer und und sofortigem Ausfall. Die Lebensdauer dürfte sich aber 
zweifelsohne verkürzen.
Zellenhersteller wie Sony geben bei Einhaltung der Specs nach 300 
Entladezyklen noch etwa 70% Restkapazität an.

MfG

von Karl (Gast)


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Also ich habe nicht vor den Akku durch Spannung zu grillen. Es kommt ein 
Laderegler rein und ich würde eher 4.1 V als Ladeschluss verwenden als 
4.2 V. Unterspannung ist auch kein Thema.

Was passieren wird ist kurzzeitige Entladung mit ca 5 bis 10 C. Ca 100 
ms lang. Das kann auch passieren, wenn der akku wärmer als spezifiziert 
ist.

Ladung kann ich bei großen Temperaturen unterbinden, würde aber gerne 
über 45 °C mit kleinem Strom laden. 1 mA oder so.

Zur Not könnte ich beides unterbinden. Die Lagerung bei 80 °C bzw einige 
uA Entladung werden trotzdem auftreten.

Da ich nirgends derating Angaben finden konnte,  und ich mir sicher bin, 
dass der Akku nicht bei 61 Grad in Flammen aufgeht, wollte ich halt 
wissen ob sich einer auskennt.

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