Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Varta NiCd Nasszellen (Instandsetzung und Verhalten)


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von Kai-Uwe (Gast)


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Hi,


Akkutyp: Varta NiCd Nasszelle, 12Ah block (die Klassiker aus den 
Bundeswehr Handleuchten)

Mir kamen 3x 4er Blöcke NiCd Nasszellen in die Hände. Alter und 
Vergangenheit: keine Ahnung. Die Zellen sahen wenig genutzt aus. 
Minimale Ausblühungen.

Aus 10 Zellen wurde ein 12V Akkupack gebaut. 2 sind "Reserve".

Nun habe ich versucht diese zu regenerieren. Dabei kamen Fragen auf. Es 
gibt hier schon einen ähnlichen Thread zu dem Thema. Aber der ließt sich 
eher wie ein persönlicher Meinungskrieg...


INSTANDSETZUNG
---------------------------

Jeder 4er Block wurde 2 Wochen lang kurzgeschlossen. Die Zellen waren 
quasi eh schon fast auf 0V, aber ich laß, dass dass sinnvoll sei. Im 
Anschluss wurden alle Akkupacks getrennt und die einzelnen Zellen mit 
dest. Wasser gereinigt.

Das alte Elektrolys aus den Zellen entfernt und die Zellen 24 zum 
Abtropfen Kopfüber stehen gelassen. Im Anschluss wurde die Zellen mit 
50°C warmem dest. Wasser gefüllt und ein paar Stunden stehen gelassen. 
Es folgte ein erneutes Entleeren und austropfen über 24 Stunden.

Die Zellen wurden mit neuer KOH (Dichte: 1,22) befüllt. 1,22 deswegen, 
da in den Zellen ja durch das spülen etwas dest. Wasser verbleibt und 
die neue Lösung verdünnt.

Die Lauge wurde die folgt angesetzt: saubere, gespülte Glasflasche auf 
eine Präzisionswaage. Tarra, also Gewicht mit Flasche = 0g. Dann bei 
20°C 1000g Wasser in die Flasche, was ja ca. 1L entspricht. Dann wurden 
so lange Kaliumplättchen dazu gegeben und gelöst, bis die Waage 1,22Kg 
anzeigte. War das OK?

Im Anschluss erfolgte die Ladung des fertigen Akkublocks (10 Zellen in 
Reihe) mit Konstantstrom (C10, also 1,2A) bei einer Ladeendspannung von 
16,5V (also 1,65V pro Zelle).


BEOBACHTUNGEN UND FRAGEN
---------------------------

Die Ladung war soweit OK. Ab ca 1,45V/Zelle fingen die Zellen an zu 
gasen. Einige Zellen wurden "dick". Mit etwas Druck auf die Zelle 
entwicht dann Gas aus den Plattenräumen und man konnte die Zelle wieder 
flach drücken. Mich wundert, dass das nicht bei allen Zellen passierte.

Der Akkupack stand dann 8 Wochen rum. Die Spannung sank über die Wochen 
langsam von 1,38V/Zelle auf ca. 1,26V/Zelle. Ziemlich identisch bei 
allen Zellen.

Beim Entladen (0,5A) gab es dann Probleme. Zwei Zellen fingen nach ca. 
18h plötzlich an zu Gasen und wurden Dick. Die Zellenspannung betrug 
-0,.1V (ja, falsch herum). Mir scheint, als sein die Kapazität bei den 
Zellen geringer und das frühzeitige Entladenende sorgte dann (bei 
weitere Entladung) zum umkehren der Polarität. Nach ca 30 Minuten 
Standzeit ohne Last stieg die Spannung an den beiden Zellen wieder auf 
ca. 1,22V, was ich skuril fand.


Fragen, die sich mir nun stellen:
- Habe ich irgendwo einen groben Fehler begangen oder sind die Zellen 
einfach nur unterschiedlich abgenutzt?
- Ich laß, dass NiCd Nasszellen quasi kein Kapazitätsverlust erleiden 
und das Tauschen der Lauge die Zellen wieder in einen neuwertigen 
Zustand versetzt. Meinungen dazu?
- Besteht die Chance die 'schwächeren Zellen' durch längeres Laden 
wieder gerade zu biegen?
- Was ist die Korrekte Spannung zum "normalen laden" mit C10? Div. PDFs 
sagen 1,62-1,67V/Zelle.
- Was ist die korrekte Spannung zum Dauerladen (Float Charge)? Ich laß 
hier was von 1,43V/Zelle bei C20.
- Wie schädlich war das Entladen bis zur vorübergehenden 
Polaritätsumkehr?
- Oder bin ich einfach nur zu vorsichtig/zimperlich mit den Dingern und 
sollte sie einfach mal richtig quälen?

Generell bin ich über jeden Input zu dem Thema stark interessiert. :)

Vielen Dank für Eure Zeit!

LG,
Kai-Uwe

von Bernd (Gast)


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Vielleicht einfach mal ein paar komplette Zyklen fahren?

von Bla (Gast)


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Was ich mich bei sowas immer frage, wäre es nicht sinnvoller die Zellen 
zuerst einzeln zu bearbeiten, statt gleich ein Pack zu bauen?
Oder sollte man nicht zumindest mit Balancer arbeiten?
Denn im Pack sehen zwar alle Zellen einen Ladestrom, was die Spannung 
macht ist aber IMHO total unkontrolliert.

von Kai-Uwe (Gast)


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Bla schrieb:
> Was ich mich bei sowas immer frage, wäre es nicht sinnvoller die Zellen
> zuerst einzeln zu bearbeiten, statt gleich ein Pack zu bauen?

Hängt vom Ladestrom ab. NiCd-Zellen kommen mit dezenter Überladung 
problemlos klar. Mit verringertem Strom kann man die einfach "sitzen" 
lassen. Die vollen Zellen gasen dann halt mehr, während die, die noch 
nicht voll sind, zu Ende laden. Das macht diesen Zellentyp ja so 
unkompliziert in der Handhabung.

Aber ich suche, genau für solche Fragen, jemandem it fundierter 
Praxiserfahrung. :)

von Werner H. (werner45)


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Die Laugendichte ist etwas zu gering!

Du hast 220 g KOH in 1000 g Wasser gekippt. Aber das KOH hat auch ein 
Volumen das sich in etwa addiert.
Eine Lauge mit 1,220 Dichte enthält 23,38 g KOH, Du hast also etwa 1,4 g 
zu wenig KOH, was aber vermutlich keine Rolle spielt.
Aber: Älteres oder gar weiß angegammeltes KOH enthält einen 
beträchtlichen Teil Kaliumcarbonat (Pottasche) aus dem Kohlendioxid der 
Luft. Bei Schuppen ist das schlimmer als bei Rotulis (Linsen), weil die 
Oberfläche größer ist.
Der KOH-Gehalt kann also noch geringer sein.

Fertige Akkulauge habe ich schon bei ebay gesehen. Die wird auch für 
NiFe-Akkus (Edison) verwendet, die noch im Bergbau zugelasssen sind.

Der Sinn des Ausspülens alter Zellen mit Wasser ist, das ebenfalls 
wasserlösliche Kaliumkarbonat aus den Plattenporen zu entfernen. Aber 
eventuell gebildetes Nickel- oder Cadmiumcarbonat kann so nicht entfernt 
werden, da beide in Wasser unlöslich sind. Das kann bei alten, lange 
oder falsch gelagerten Zellen auftreten (Weil der Verschluß nicht dicht 
ist).

Lade die Zellen einzeln und entlade sie zur Kapazitätsmessung. So kannst 
Du auch rausfinden, ob sich beim Neuladen eine Änderung ergibt. Das ist 
zwar zeitaufwändig, aber der einzige Weg.
Nur etwa gleiche Kapazitäten zu einer Batterie vereinen.
Das selbe Problem tritt auch bei NiCd-Batterien in Akkuschraubern auf.

Gruß   -   Werner

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Kai-Uwe schrieb:
> Die Zellen wurden mit neuer KOH (Dichte: 1,22) befüllt.

In die KOH gehört etwas LiOH. Um 1% iirc.
Das wusste der alte Edison schon.
Offenbar besteht die Wirkung dieser Zutat nicht nur darin das CO2 aus 
der Luft als Carbonat auszufällen.

: Bearbeitet durch User
von Kai-Uwe (Gast)


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Huhu Werner!

Danke für die Antwort. Hat Spaß gemacht das zu lesen. :)


> Die Laugendichte ist etwas zu gering!
>
> Du hast 220 g KOH in 1000 g Wasser gekippt. Aber das KOH hat auch ein
> Volumen das sich in etwa addiert.
> Eine Lauge mit 1,220 Dichte enthält 23,38 g KOH, Du hast also etwa 1,4 g
> zu wenig KOH, was aber vermutlich keine Rolle spielt.

Naja, laut Anleitung soll die Lauge eine Konzentration von 1,19 haben, 
wird schon passen, denke ich. Die Entladung der "OK" Zellen war mit 
500mA auch vielversprechend. Knapp 23h.

Angenommen ich entscheide mich für einen weiteren Laugentausch: Akkus 
komplett auf 0V runterladen? Oder bei welchem Zustand empfiehlt sich ein 
Laugenwechsel?

Noch was: Wenn Zellen ungleichmäßig gefüllt sind: kann ich lauge 
zwischen den Zellen tauschen? Bei einer Zelle entnehmen und in die 
Andere geben?

> Aber: Älteres oder gar weiß angegammeltes KOH enthält einen
> beträchtlichen Teil Kaliumcarbonat (Pottasche) aus dem Kohlendioxid der
> Luft. Bei Schuppen ist das schlimmer als bei Rotulis (Linsen), weil die
> Oberfläche größer ist.

Ok, gut zu wissen. damit muss ich dann leben. Das Zeugs war gut 
verschlossen. Aber wenn das so ist, naja, dann ist das jetzt so.

> (...) Aber
> eventuell gebildetes Nickel- oder Cadmiumcarbonat kann so nicht entfernt
> werden, da beide in Wasser unlöslich sind. Das kann bei alten, lange
> oder falsch gelagerten Zellen auftreten (Weil der Verschluß nicht dicht
> ist).

Gibt es einen weg dem Herr zu werden?

> Lade die Zellen einzeln und entlade sie zur Kapazitätsmessung. So kannst
> Du auch rausfinden, ob sich beim Neuladen eine Änderung ergibt. Das ist
> zwar zeitaufwändig, aber der einzige Weg.
> Nur etwa gleiche Kapazitäten zu einer Batterie vereinen.

Hmm, klingt nach einem ToDo für nächsten Winter. Ich gucke erstmal, was 
die Zellen nach 20h Ausgleichsladung sagen.

Liebe Grüße,
Kai-Uwe

von Kai-Uwe (Gast)


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Hp M. schrieb:
> In die KOH gehört etwas LiOH. Um 1% iirc.

Hast Du eine Idee, wo ich das Zeugs passend dafür beziehen kann? :)

Danke!

von Andrew T. (marsufant)


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Hp M. schrieb:
> Kai-Uwe schrieb:
>> Die Zellen wurden mit neuer KOH (Dichte: 1,22) befüllt.
>
> In die KOH gehört etwas LiOH. Um 1% iirc.
> Das wusste der alte Edison schon.
> Offenbar besteht die Wirkung dieser Zutat nicht nur darin das CO2 aus
> der Luft als Carbonat auszufällen.

So ist es. Steht u.a. hier:

http://nickelcells.com/batterie.html

und im dort zitierten Varta Handbuch. Letzteres habe ich bisher nicht 
online gefunden, aber ich habe es als Papierversion bei mir.

von Kai-Uwe (Gast)


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Andrew T. schrieb:
> Hp M. schrieb:
>>> Die Zellen wurden mit neuer KOH (Dichte: 1,22) befüllt.
> So ist es. Steht u.a. hier:

Ist das zeugs hier geeignet um es der Lösung beizugeben?

https://www.amazon.de/Lithiumhydroxid-Monohydrat-Analyse-LIOH-H2O-100-g/dp/B013RSGBKY

von Michael weiss (Gast)


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Hallo,
ich habe auch noch ein paar alte NIC Batterien,
ca. 85 Zellen 1,2V- 140A aus Notstromanlage ...
fast 12 KW,
diese will ich als Inselanlege verwenden,
mit welchem Ladegerät kann ich die probeweise nach säubern und 
Neubefüllen aufladen ? gibt es da was zu kaufen ?

Danke für Antworten,
MFG.

von Andrew T. (marsufant)


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Michael weiss schrieb:
> mit welchem Ladegerät kann ich die probeweise nach säubern und
> Neubefüllen aufladen ? gibt es da was zu kaufen ?

Mit einem, das zu Deiner Verschaltung paßt.

Wenn Du das z.B. als 24V System verschaltest (5 Zellen unbenutzt),
dann mit einem handelsüblichen 24V Ladegerät.
ebay hat da des öfteren ausgemusterte BW-Ladegeräte, die Umschaltung 
Pb/NiCd erlauben. Alles für kleines Geld.

von Michael weiss (Gast)


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Hallo,
Vielen Dank für die Antwort,
wenn ich eine 12 V Schaltung habe, dann könnte ich mit einem Normalen 
Batterieladegerät z.B. für Autos auch laden ?
Oder besser langsam über ein Solarmodul mit Laderegler ...?
MFG.

von Hp M. (nachtmix)


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Kai-Uwe schrieb:
> Ist das zeugs hier geeignet um es der Lösung beizugeben?
>
> 
https://www.amazon.de/Lithiumhydroxid-Monohydrat-Analyse-LIOH-H2O-100-g/dp/B013RSGBKY

Ja, wenn es echt ist, wäre eine p.a.-Qualität ok.

Ich würde es aber lieber von einer namhaften Firma, ggfs auch über die 
Apotheke beziehen.

Z.B.: https://www.sigmaaldrich.com/germany/ordering.html

: Bearbeitet durch User

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