Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Alkali Mangan Zelle Kapazität messen.


von Thomas R. (r3tr0)


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Hallo Zusammen,

ich soll bei uns testen, ob die gelagerten Primärzellen, welche wir 
verkaufen auch wirklich einer guten Kapazität entsprechen.
Die Zellen, ob AA oder AAA zeigen alle schön >1,5V an. Sieht für mich ja 
voll auf.

Ich möchte jedoch die Kapazität messen und dies grafisch darstellen 
lassen.
Weiß jemand, ob es dazu schon ein fertiges Gerät gibt, welches mir die 
Zelle mit einem konstanten Strom entleert?
Wenn z.B. eine Zelle 2500mAh hat und ich mit 100mA entlade, müsste die 
Zelle ja 25h halten. Und genau dies möchte ich testen.

Sollte ich hier einfach ein Picoscope nehmen, die Spannung der Zelle 
aufnehmen, und per Shunt überprüfen, welcher Strom fließt und dabei noch 
einen Lastwiderstand anschließen? Hier kann ich ja die ganzen Messwerte 
aufnehmen und mir in einer Excell Liste kalkulieren.

Hier ist jedoch wieder das Problem, dass die Spannung trotzdem am 
Messwiderstand anliegt, auch wenn kein Strom fließt. Wäre hier eine 
Konstantstromquelle geeignet? Wann weiß ich, wann eine Zelle seine 
Kapazität verbraucht hat?

Hoffe hier hat schon jemand ein bisschen Erfahrung mit diesem Thema und 
kann mir helfen.

Grüße

von hinz (Gast)


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von Peter M. (r2d3)


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Thomas R. schrieb:
> Hallo Zusammen,
>
> ich soll bei uns testen, ob die gelagerten Primärzellen, welche wir
> verkaufen auch wirklich einer guten Kapazität entsprechen.
> Die Zellen, ob AA oder AAA zeigen alle schön >1,5V an. Sieht für mich ja
> voll auf.

Die Leerlaufspannung ist nachrangig. Entscheidend ist die Spannung unter 
Last.

>
> Ich möchte jedoch die Kapazität messen und dies grafisch darstellen
> lassen.
> Weiß jemand, ob es dazu schon ein fertiges Gerät gibt, welches mir die
> Zelle mit einem konstanten Strom entleert?

Der SKY RC MC3000 ist zwar nicht für die Entladung von Primärzellen 
konzipiert, aber die Parameter eines vorhandenen Batterietyps, z.B. 
"Eneloop AA" sollten sich anpassen lassen.
Über die USB-Schnittstelle (USB-Kabel gehört nicht zum Lieferumfang) 
lassen sich Lade- und Entladevorgänge Excel-kompatibel über ein 
Windows-Programm aufzeichnen.

> Wenn z.B. eine Zelle 2500mAh hat und ich mit 100mA entlade, müsste die
> Zelle ja 25h halten. Und genau dies möchte ich testen.

Das stimmt nur so ungefähr.
Kapazitäten werden normalerweise für einen bestimmten Entladestrom 
gemessen/definiert.
Bei geringerem Ladestrom dauert die Entladung nicht nur länger, sondern 
die effektiv nutzbare Kapazität vergrößert sich sogar noch, vice versa 
bei erhöhtem Entladestrom.

>
> Sollte ich hier einfach ein Picoscope nehmen, die Spannung der Zelle
> aufnehmen, und per Shunt überprüfen, welcher Strom fließt und dabei noch
> einen Lastwiderstand anschließen? Hier kann ich ja die ganzen Messwerte
> aufnehmen und mir in einer Excell Liste kalkulieren.

Das wäre eine näherungsweise Möglichkeit, entspricht aber nicht der 
Entnahme eines konstanten Stroms. Für kommerzielle Zwecke ist das meiner 
Meinung nach Murks.

> Hier ist jedoch wieder das Problem, dass die Spannung trotzdem am
> Messwiderstand anliegt, auch wenn kein Strom fließt. Wäre hier eine

Ich verstehe das Problem nicht.

> Konstantstromquelle geeignet? Wann weiß ich, wann eine Zelle seine
> Kapazität verbraucht hat?

Nein. Eine Konstantstromquelle lädt die Primärzelle.
Du suchst einen definierten Verbraucher, eine sogenannte 
Konstantstromsenke.

Typischerweise gilt eine Alkali-Manganzelle bei einer Spannung von 
0,9V-1V als entladen.
Das ist aber nur eine reine Definitionsfrage.
In Wirklichkeit hängt die effektiv nutzbare Kapazität davon ab, bei 
welcher Spannung der Verbraucher abschaltet.
Schaltet der z.B. bei 1,1V schon ab, kann die restliche vorhandene 
Ladung nicht mehr genutzt werden.

Techniker stoppen die Messung bei 1V, Marketingfuzzies messen 
selbstverständlich bis 0,9V. :)

> Hoffe hier hat schon jemand ein bisschen Erfahrung mit diesem Thema und
> kann mir helfen.

Ja, ich habe leidvolle Erfahrungen mit scheinbar gesunden Akkus!

: Bearbeitet durch User
von Thomas K. (ek13)


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> Wie du siehst wird nicht mit Konstantstrom gemessen.

Mit Konstantentladestrom lässt es sich besser rechnen?

Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die 
eingelagerten Wh

von npn (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Ja, ich habe leidvolle Erfahrungen mit scheinbar gesunden Akkus!

Welcher Zusammenhang besteht hier zu Primärzellen?

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas K. schrieb:

> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
> eingelagerten Wh

Vermutlich, weil die entladbare Kapazität sehr stark von den
Entladebedingungen abhängt.

von FrauHolle (Gast)


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Verbinde deine Zelle mit einem Lastwiderstand (kannst dir ja aus dem 
Panasonic Datenblatt einen Widerstandswert aussuchen), und messe in 
kurzen regelmäßigen Abständen die Spannung an der Last. Da du ja den 
Widerstandswert kennst, kannst du für jeden Spannungswert den 
entsprechenden Strom ausrechnen.

Nimm den Mittelwert der Stromwerte mal der verstrichenen Zeit in 
Stunden, und du bekommst ganz einfach die "mAh" bzw. "Ah". Du hörst mit 
der Mittelwertbildung einfach da auf, wo du meinst/definierst daß die 
Zelle leer ist.

von Thomas K. (ek13)


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Harald W. schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>
> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
> eingelagerten Wh
>
> Vermutlich, weil die entladbare Kapazität sehr stark von den
> Entladebedingungen abhängt.

Richtig
z.B.  AA Zelle. 1,5V  Entladung bis 1V
Bei 20 Grad Celsius
1mA.... Wh
10mA...
100mA..
1A.....

Vielleicht eine kleine Grafik als Diagramm

von npn (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>
>> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
>> eingelagerten Wh
>
> Vermutlich, weil die entladbare Kapazität sehr stark von den
> Entladebedingungen abhängt.

Wie auch bei Akkus. Dort gibt es aber eine herstellerseitige Angabe der 
Kapazität. Ein Schelm, wer...

von Petra (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> ich soll bei uns testen, ob die gelagerten Primärzellen, welche wir
> verkaufen auch wirklich einer guten Kapazität entsprechen.

Du bist Dir im klaren, dass besser ist eine so getestete Zelle nicht zu 
verkaufen? Du kennst jetzt deren Kapazität, nur ist sie jetzt entladen 
und daher Müll.

Näherungsweise kannst Du eine kurze Messung unter Last machen. Früher 
verwendete man eine Glühlampe zum testen von Batterien.

von Peter M. (r2d3)


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npn schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> Ja, ich habe leidvolle Erfahrungen mit scheinbar gesunden Akkus!
>
> Welcher Zusammenhang besteht hier zu Primärzellen?

Die Messtechnik, die ist diesselbe - und nach der wird hier gefragt, 
oder?

Beispiel:
Wenn Du eine Personenwaage besitzt, mit der Du nur das Gewicht von 
Männern gemessen hast, kannst Du mit der Waage genauso gut auch das 
Gewicht von Frauen messen. :)

Harald W. schrieb:
>> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
>> eingelagerten Wh
>
> Vermutlich, weil die entladbare Kapazität sehr stark von den
> Entladebedingungen abhängt.

Auf den dunkelgrünen Primärzellen bei der Bundeswehr stand die Kapazität 
schon in den 1980-er Jahren drauf.

Freiwillig machen die Hersteller das nicht. Es geht um Aufrechterhaltung 
der Intransparenz.

Es wäre überhaupt kein Problem, vom Gesetzgeber einen C-Wert, z.B, 0.2C 
und eine Entladeschlussspannung, z.B. 1V zu definieren, alternativ dazu 
eine Produkt-ID mit zentraler Datenblattlagerstelle im Netz.

Interessant wäre die Frage, inwieweit das Alter der Batterie dabei eine 
Rolle spielen würde.

von Ichbin (Gast)


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Hi

Geh mal bei einer AA-Zelle von 2,5 - 3Ah aus bei einem Laststrom von 
etwa 100 - 200mA.

von S. B. (piezokristall)


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> ich soll bei uns testen, ob die gelagerten Primärzellen, welche wir
> verkaufen auch wirklich einer guten Kapazität entsprechen.
Mindesthaltbarkeitsdatum steht normalerweise auf den Batterien oder der 
Verpackung. Je nach Lagerung unterschiedliche Lebensdauer.
Bestenfalls kannst Du eine Stichprobe machen ... ansonsten kannst Du den 
Verkauf vergessen?!

> Ich möchte jedoch die Kapazität messen und dies grafisch darstellen
> lassen.
siehe den Link von hinz, 
https://na.industrial.panasonic.com/sites/default/...
diese Kennlinie solltest Du bei Deiner Messung auch bekommen, Programme 
gibt's ja für Windows, etc.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
> eingelagerten Wh

Steht aber im Datenblatt.

Harald W. schrieb:
> Vermutlich, weil die entladbare Kapazität sehr stark von den
> Entladebedingungen abhängt

Aucb bei Bleiakkus, trotzdem steht dort 'eine' Kapazität drauf.

von npn (Gast)


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MaWin schrieb:
> Thomas K. schrieb:
>> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
>> eingelagerten Wh
>
> Steht aber im Datenblatt.

Wo bekommt man von irgendwelchen beliebigen Primärzellen ein Datenblatt 
her?

von Thomas K. (ek13)


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MaWin schrieb:
> Thomas K. schrieb:
> Mir fehlt auf den Alkalibatterien grundsätzlich eine Angabe über die
> eingelagerten Wh
>
> Steht aber im Datenblatt.
>
 Wo  finde ich ein Datenblatt für Aldi und Lidl / Würth ... AA Zellen?

von HildeK (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> Wenn z.B. eine Zelle 2500mAh hat und ich mit 100mA entlade, müsste die
> Zelle ja 25h halten. Und genau dies möchte ich testen.

Ja, auch wenn die 25h bei dem Strom nicht unbedingt erreicht werden. 
Wurde ja schon mehrfach erläutert.
Es hindert dich aber niemand daran, mit z.B einem konstanten R eine 
Entladung vorzunehmen und die Dauer bis zum Erreichen der 
Entladeschlußspannung zu bestimmen. Als Referenz nimmst du einfach das 
Verhalten einer (einiger) gleichen, aber sicher frischen, neuen 
Zelle(n).

von hinz (Gast)


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Thomas K. schrieb:
> Wo  finde ich ein Datenblatt für Aldi und Lidl / Würth ... AA Zellen?

Gleich neben den Datenblättern der Kartoffeln.

von Michael B. (laberkopp)


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npn schrieb:
> Wo bekommt man von irgendwelchen beliebigen Primärzellen ein Datenblatt
> her?

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1100000-1199999/001172034-da-01-en-VARTA_HIGH_ENERGY_MIGNON_ALKALINE_24ER.pdf

Thomas K. schrieb:
> Wo  finde ich ein Datenblatt für Aldi und Lidl / Würth ... AA Zellen?

Wer aus Geiz nur NoName kauft, muss um die Defizite wissen.

von ichbin (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Wer aus Geiz nur NoName kauft, muss um die Defizite wissen.

Der doppelte bis dreifache Preis für die Zellen mit dem Kupferkopf 
gegenüber den NoNames nicht gerechtfertigt. Nicht wegen 10 - 15% mehr an 
Kapazität.
Anders mag es aussehen wenn etwas mehr Strom benötigt wird. Dann sollte 
man aber in jedem Fall auf Akkus gehen.

von Harald W. (wilhelms)


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MaWin schrieb:

>> Vermutlich, weil die entladbare Kapazität sehr stark von den
>> Entladebedingungen abhängt
>
> Aucb bei Bleiakkus, trotzdem steht dort 'eine' Kapazität drauf.

Die Unterschiede sind aber nicht so extrem wie bei Primärzellen.
Primärzellen halten z.B. länger, wenn man kurze Entladungen mit
Pausen dazwischen macht. Bei Bleiakkus gibts ein solches Verhalten
m.W. nicht.

von Marko ⚠. (mos6502) Benutzerseite Flattr this


Angehängte Dateien:

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Da gibts jemand, der Batterien testet:

http://lygte-info.dk/review/batteries2012/CommonAAIndividualTest%20UK.html

http://lygte-info.dk/review/batteries2012/CommonAAcomparator.php

Wenn mans selber richtig machen will: elektronische Last kaufen und 
kalibrieren lassen.

Für den Hausgebrauch ist die einfachste Methode eines dieser "4-Button" 
Ladegeräte zu kaufen. Zum Beispiel:

https://hobbyking.com/de_de/turnigy-accucell-6-50w-6a-balancer-charger-lihv-capable.html

Das hat eine USB-Schnittstelle (seriell). Damit kommt dann sowas wie im 
Anhang raus (Empfang der Daten mit Python, Diagramm mit Gnuplot).

von georg (Gast)


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Thomas R. schrieb:
> noch
> einen Lastwiderstand anschließen?

Ja, irgendwie musst du ja die Batterie entladen. Nach Norm mit einem 
festen Lastwiderstand, Konstantstrom geht auch, ist aber nicht 
normgerecht (Keine KonstantstromQUELLE, sondern eine SENKE).

Es reicht ja, wenn du eine Messung pro Minute aufzeichnest. Leer ist die 
Batterie, wenn die Spannung unter 0,8 Volt sinkt. Die Batterie wird so 
zwar tiefentladen, ist aber egal, verkaufen kannst du sie ja eh nicht 
mehr.

Georg

von Stichprober (Gast)


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1
 Minimum sample size for each test will be n=9. The batteries shall meet or above the minimum
2
 average duration specified below.
3
4
5
6
            Load        Daily Period         End Voltage          M.A.D
7
            3.9Ω            1h/d                 0.8               6.3hrs
8
            3.9Ω           24h/d                 0.9               5.8hrs
9
            10Ω             1h/d                 0.9              18.0hrs
10
            24Ω       15s/m 8h/d                 1.0              36.0hrs
11
            43Ω             4h/d                 0.9              78.0hrs
12
           250mA            1h/d                 0.9               6.5hrs
13
          1000mA      10s/m 1h/d                 0.9             320cycle
14
15
16
17
18
     Delayed discharge performance: 93% of M.A.D after 12 months, 85% of M.A.D after 24 months.

von georg (Gast)


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Stichprober schrieb:
> 85% of M.A.D after 24 months

Unter der Bezeichnung habe ich nur den Militärischen Abschirm Dienst 
kennengelernt, Googeln bringt auch nichts - kann das jemand definieren?

Georg

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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wenn der "Behälter" keine Skala hat,
wie soll man dann messen wieviel drin ist?

also ohne "Umfüllen" meine ich.

warum will man eigentlich immer wissen wieviel
in einer aktuell vorliegenden Zelle noch drin ist?
am besten noch ohne dessen "Vorgeschichte" zu kennen.

Wennse alle is', isse alle.
Man freue sich um jedes Mikrowättchen, das man umsetzen kann

von Stichprober (Gast)


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georg schrieb:
> Stichprober schrieb:
>> 85% of M.A.D after 24 months
>
> Unter der Bezeichnung habe ich nur den Militärischen Abschirm Dienst
> kennengelernt, Googeln bringt auch nichts - kann das jemand definieren?
>
> Georg


Steht ja eigentlich im Text.

minimum average duration ; hier ~ Durchhaltedauer

Nach zwei Jahren Lagerung soll die Mindestanforderungen die an 
neuwertige gestellt werden siehe Tab., noch zu zu wenigsten 85% erfuellt 
werden.

Das stammt aus ansi schlagmichtotgoogelthalt... ;)

von Stichprober (Gast)


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Stichprober schrieb:
> georg schrieb:
>> Stichprober schrieb:
>>> 85% of M.A.D after 24 months
>>
>> Unter der Bezeichnung habe ich nur den Militärischen Abschirm Dienst
>> kennengelernt, Googeln bringt auch nichts - kann das jemand definieren?
>>
>> Georg
>
>
> Steht ja eigentlich im Text.
>
> minimum average duration ; hier ~ Durchhaltedauer
>
> Nach zwei Jahren Lagerung soll die Mindestanforderungen die an
> neuwertige gestellt werden siehe Tab., noch zu zu wenigsten 85% erfuellt
> werden.
>
> Das stammt aus ansi schlagmichtotgoogelthalt... ;)

Also auf dt. gezogene Proben gelagerter zwei Jahre alter

Alkaline Primary Batteries Zn/MnO2 - IEC LR6 / Ansi 15A  Gr. AA
muessen mindestens noch 5,3 Std. an 3,9 Ohm anstelle 6,3 durchhalten bis 
sie auf 0,8V fallen.

Dann kann man die restlichen tausend aus der Kiste verkloppen und wenn 
sich der Kunde beschwert zuckt man eben mit den Achseln, alles NORMal 
...

von doing an exit() (Gast)


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>> Das stammt aus ansi schlagmichtotgoogelthalt... ;)

oder startpage: ANSI minimum-average-duration primary-cells by-type


--->

American National Standard for portable Primary Cells and Batteries
with aqueous electrolyte.


https://www.batterybob.com/Battery-Reference/ansi_c18_1part1.pdf


pg. 27


Ich fahr jetzt. :)

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