mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Defekte LiIon ermitteln


Autor: FLo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

Ich baue derzeit sehr viel mit gebrauchten LiIon-Zellen rum. Alte 
Notebook (uÄ) Zellen reorgansiiere ich und baue daraus neue Akkus für 
meine Zwecke.

Allerdings habe ich immer wieder Zellen dabei, die vermeintlich iO 
scheinen - aber sich im Laufe des Bauens doch als defekt herrausstellen.

--> Wie kann ich die defekten Zellen besser ermitteln?

Meine Vorgehendsweise: zunächst Lade ich alle Zellen in einem 4-Schacht 
LAder von Aplic. Mit der Test-Funktion zeigt er mir am Ende die 
reingeladene Kapazität an. (Vorgehensweise ist glaube ich: einmal voll 
laden, einmal entladen und dann vollladen). Damit das Ganze nicht ewig 
dauert, gesammt reden wir von 300-400 Zellen, nutze ich 500mA Entlade- 
und 1A Ladestrom.
Hier sortiere ich die Akkus dann nach der ermittelten Kapazität und 
sortiere schon Zellen, die entweder unladbar waren, oder eine extrem 
geringe Kapazität haben, aus.
Der Innenwiderstand wird auch ermittelt, aber ich weiß nicht genau, wie 
sehr ich dem Wert vertrauen kann. beipsielsweise scheint der maximal zu 
ermittelnde Wert 120mO zu sein. Ich habe Zellen, die wenige 10mO haben, 
und eben auch Zellen mit 120mO.

Wenn ich dann meine Zellen ermittelt habe, redesigne ich den Akku. Also 
anhand der gemessenen Kapazitäten gleiche ich die Pararallelzellen des 
neuen Akkus an.

Hier an dieser Stelle ich mir in der Vergangenheit aufgefallen, dass 
meine errechneten Akkus teils nicht die Leistung/Kapazität erreichen. 
Deswegen habe ich noch einen weiteren Schritt einbauen müssen. Und 
deswegen suche ich das Opimierungspotentioal.

Alle parallelen Zellen lade ich dann noch einmal mit einem Imax B6 mini. 
Also vorher entlade ich alle Zellen und lade die dann einmal mit dem 
Imax bei 6A Ladestrom (meistens habe ich 6-10 parallelzellen).
Erst hier merke ich, wenn eine Zelle doch kaputt ist. Habe ich eine 
defekte Zelle bei, merke ich dass, wenn bereits sehr viel in die Akkus 
geladen wurde, der Ladestrom aber immernoch sehr hoch ist. 
Beipsielsweise habe ich 10Ah errechnet, bereits 11Ah geladen und 
immernoch >1A Ladestrom. Dabei sind dann die Meisten Zellen bei 
Zimmertemperatur - nur eine Zelle wird abartig heiß... also die verbrät 
scheinbar den gesamten Ladestrom und erklärt, warum die ganze Zelle eben 
weniger Kapazität hat als geplant.


Wieso ist das so?
Im ersten Schritt - also dem Laden mit 1A im 4Schachter, bemerke ich die 
höhen Temperaturen absolut nicht. Klar, die Akkus werden warm und teils 
da sie direkt nebeneinander liegen (und wir reden immerhin von 4A 
Gesamtstrom) erwärmen sie sich teils Starm. Aber leider nicht so, als 
dass eine Zelle dabei besonders heiß wird, wie bei dem Ladeszenario 
oben.

Wenn ich Testweise eine im zweiten Schritt ermittelte defekte Zelle 
wieder in den 4fach Lader stecke, zeigt sie wieder keine 
Auffälligkeiten. Also sie wird nicht so krass warm und die reingeladene 
Kapazität ist plausibel. (Als Beispiel eine 2000mAh-Zelle, deren Alter 
völligst unbekannt ist, nimmt immernoch 1800-1900mAh auf. Also nicht 
sonderlich viel weniger als sie sollte- aber auch nicht mehr, weil viel 
in Wärme abgegeben wird)


Wo habe ich Optimierungspotential? Weil derzeit lade und vor allem 
Entlade ich die Zellen mehrfach, bevor ich meinen Akku wirklich nutzen 
kann.

Danke

Autor: ACDC (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Weil die unterschiedliche Zellen unterschiedliche Spannungskurven haben.
Wenn nun eine Zelle im Parallelverbund dabei ist, die eine sehr niedrige 
Spannungslage hat, dann bekommt die die volle 6A Ladestrom ab.
Und Zellen mit 120mOhm sind Schrott.

Autor: FLo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für den Hinweiß, aber wenn ich die Parallelzellen abschließend 
noch einmal teste, sind alle Zellen absolut identisch geladen. Also 
bevor ich den Test mache sind alle Zellen entweder komplett voll, oder 
komplett entladen.
Also selbst wenn die Ladungskurven recht unterschiedlich sind, weichen 
sie dennoch nicht so stark voneiannder ab, dass genau eine Zelle dann 
derarzt aus der Reihe tanzen kann, wenn alle anderen Zellen im Verbund 
bereits voll sind. Immerhin haben alle Zellen ja das gleiche 
Spannungsniveau - sie sind ja parallel.

Auch weiß ich eben nicht, ob die Innenwiderstandsmessung so genau ist. 
Mir ist auch mal aufgefallen, dass sich beide Messgeräte (beide 
Unterstützdem die Innenwiderstandsmessung) von Test zu Test andere Werte 
anzeigen.

Auch ist mir aufgefallen, dass sich eine Zelle mit hohem (gemessenen) 
Innenwiderstand beim Entladen nicht merktlich von anderen Zellen 
unterscheidet. Also angenommen ich habe 2 Zellen mit gemessenen 2000mAh, 
eine mit 40mO, eine mit 120mO /zumindest wird 120mO angezeigt. wenn ich 
beide in einer Fahrradlampe habe, so halten diese auch annährnt gleich 
lange. Unterschiede sind nicht merktlich.

gibt es noch einen andere (sinnvolle) Möglichkeit den Innenwiderstand 
verlässlich zu ermitteln?
Ich werde, bevor ich den nächsten Akku baue, mal den Innenwiderstand der 
Zellen noch mal mit dem Imax ermitteln und schauen, ob dort etwas 
auffälliges ist.
Nehme ich den Innenwiderstand eigentlich bei einer vollen, leeren, oder 
mittelmäßig geladenen Zelle?

Autor: ACDC (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Spannungskurve unter Last kann von unterschiedlicher Zelle zu 
unterschiedlicher Zelle unterschiedlich sein.
Innenwiderstandsmessung mit DC bei 10%, 50% und 90%.

Autor: Ronny (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Na der Innenwiderstand lässt sich ja recht einfach rausfinden. 
Spannungsfall über definierten Strom. Da kann man ja alles nehmen. Von 
20mA bis xxxxA. Solange man sie im gleichen Ladezustand vergleicht

Nun-das die Zellen unterschiedlich reagieren ist doch ganz logisch und 
nicht nur übern Innenwiderstand ermittelbar. Durchaus möglich, dass die 
Zelle bei 1A noch ganz toll ist und bei 2A völlig überfordert ist. Oder 
sich bei 4,15V unauffällig zeigt und bei 4,20V zum Heizelement mutiert.
Auch möglich, dass die jetzt kein Problem hat mit 6A und 10 Ladungen 
später den Löffel abgibt.

Diese ganze Schrottverwerterei macht m.E. keinen Sinn, wenn man nicht 
weiß, wo die Zellen her sind und die Vorgeschichte nicht kennt und alles 
zusammen mischt. Die Chinesen sind da Weltmeister im "recyclen"

Aber eine Powerwall aus EINEM "verbrauchten" EV-Akku zusammenbauen ist 
was tolles und hat auch noch richtig Power. Kommt man nur schwer ran.

Inzwischen nehme ich nur noch neue Akkus von renommierten Herstellern. 
Und da kann ich selber entscheiden ob ich die auf 500 Cycle oder 5000 
einstelle.
Alles andere ist einfach nur Hobby und kann auch böse enden wenn man 
nicht genau weiß was man da treibt...

Autor: FLo (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ronny schrieb:
> Aber eine Powerwall aus EINEM "verbrauchten" EV-Akku zusammenbauen ist
> was tolles und hat auch noch richtig Power. Kommt man nur schwer ran.
>
> Inzwischen nehme ich nur noch neue Akkus von renommierten Herstellern.
> Und da kann ich selber entscheiden ob ich die auf 500 Cycle oder 5000
> einstelle.
> Alles andere ist einfach nur Hobby und kann auch böse enden wenn man
> nicht genau weiß was man da treibt...

Ich nutze die Akkus wirklich nur als mobile Spannungsquelle, wenn ich 
denn Strom brauche. Sprich die Akkus, die ich zusammenbaue werden nicht 
alltäglich betrieben, sondern nur, wenn sie wirklich gebraucht werden. 
Da achte ich dann auch halbwegs auf Akkupflege meiner eh schon 
geschundenen Zellen. Wenn ich den Akku brauche, dann wird er voll 
geladen und kommt direkt in den Einsatz. Wenn er mal länger nicht 
gebraucht wird, dann bekommt er eine gesunde Lagerladung.

mit den Akku(s) werden eine Musikanlage betrieben, kleinere für Licht, 
und generell Einsatzzwecke, wo ich viel Energie brauche.
Das Ganze ist auch vielmehr eine Art Hippie-Müllrecyling Projekt, als 
dass es auf die allerletzte Wh ankommt, die der Akku leisten muss. 
Sprich Müll reduzieren und die ganzen Zellen, die wirklich noch Leistung 
bringen, noch weiternutzen.
Neukauf wäre für unsere Projekte viel vieeeeel zu teuer und da ich von 
mehreren Stellen einfach alte Akkus bekomme, ist es für mich nahezu 
kostenlos =) und die Akkus können den Rest ihrer Lebenszeit noch Freude 
spenden :-D
Nur möchte ich natürlich nicht wertvolle Energie verschenken, weil in 
einer Parallelzelle eine vermeintlich heile- aber dennoch defekte Zelle 
sitzt, und deswegen die Schutzschaltungen anspringen - während alle 
anderen Zellen noch hohe Ladung haben.

inzwischen reden wir übrigens von 2x 6s10p, einem 4s8p und 3s16p Akkus 
(sowie einige kleinere)

Genau deswegen Teste ich die Akkus ja so genau, bzw will wirklich 
versuchen solche Zellen rauszufiltern, die erst auf den zweiten Blick 
Probleme machen (könnten).

(Das finde ich halt generell immer erschreckend, dass so viele 
Notebookakkus sich tot stellen, aber die einzelnen Zellen teils 
immernoch >90% der Nennkapazität haben. Vor allem, als ich noch ein 
einem Computerladen gearbeitet habe und die "Leistung" der Akkus selbst 
sehen konnte und dann beim Ausschlachten doch Zellen erhalte, die noch 
völlig In Ordnung sind)

Was generell das Ausschlachten von Akkus angeht, stehe ich diesem 
absolut nicht negativ, sondern auch sehr positiv gegenüber. Habe auch im 
Vorfeld viele andere Leute verfolgt, die sowas machen und uA mal einen 
Engländer gefunden, der dies seit Jahren macht. Er hat sich wirklich aus 
gebrauchten Zellen- aus Auswahlverfahren ist ähnlich meinem - und er hat 
in einer Powerwall eine Ladeschlussspannung von 4,05V genommen. Die 
Zellen wurden über ein komplettes Jahr täglich ge-und entladen und 
hatten nach dieser ZEit noch 98% der Kapazität, als er die Wall 
zusammengebaut hat. Das Fand ich schon extem beeindruckend und hat mich 
nur verstärkt halt die Zellen wirklich zu nutzen.

Autor: Faulpelz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
FLo schrieb:
> (Das finde ich halt generell immer erschreckend, dass so viele
> Notebookakkus sich tot stellen, aber die einzelnen Zellen teils
> immernoch >90% der Nennkapazität haben. Vor allem, als ich noch ein
> einem Computerladen gearbeitet habe und die "Leistung" der Akkus selbst
> sehen konnte und dann beim Ausschlachten doch Zellen erhalte, die noch
> völlig In Ordnung sind)

Dein Vorhaben wird nur gelingen, wenn du neuwertige Akkupacks bekommst, 
bei denen eine Zelle schwächelt oder ausgefallen ist.

FLo schrieb:
> Allerdings habe ich immer wieder Zellen dabei, die vermeintlich iO
> scheinen - aber sich im Laufe des Bauens doch als defekt herrausstellen.

Wenn du uralte Notebookakkus (10 Jahre und älter) ausschlachtest, ist 
das die Regel. Eine uralte Zelle erscheint bei deinen Tests noch gut in 
Schuss, kann aber ihr Verhalten schon nach einigen Zyklen dramatisch 
ändern. Selbst so erlebt.

Ronny schrieb:
> Diese ganze Schrottverwerterei macht m.E. keinen Sinn, wenn man nicht
> weiß, wo die Zellen her sind und die Vorgeschichte nicht kennt und alles
> zusammen mischt.

Dem ist nichts hinzuzufügen !

Autor: Bernd K. (prof7bit)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Imax-B6 eignet sich nicht für Einzelzellen.

Bei Einzelzellen wird nicht über die Balanceranschlüsse gemessen 
(halbwegs gut kalibriert) sondern über den Haupt-Anschluß (anderer ADC, 
grottenfalsch kalibriert). Das kannst Du übrigens verifizieren wenn Du 
mal mit dem B6 eine Reihenschaltung lädst, alle einzelnen gemessenen 
Spannungen aufaddierst und mit der Zahl vergleichst die er für die 
Gesamtspannung angibt, es wird übel daneben liegen. Und auch mal mit nem 
guten Voltmeter nachmessen.

Miß mal die Spannung mit nem guten Voltmeter wenn der B6 gerade wieder 
dabei ist die Zellen zu kochen. Und miß sie auch mal in dem 4-Schacht 
Ladegerät wen Du schon dabei bist.

Fazit: Schmeiß den B6 weg und geh eine Preisklasse höher. Und kauf 
nichts was auch nur wieder so aussieht wie ein B6 im anderen Gehäuse, 
das ist alles der selbe lieblos zusammengedengelte billige Schund.

B6 waren vielleicht mal gut als es noch nicht viel anderes gab und als 
die sich noch Mühe gegeben haben aber mittlerweile haben sie es mit zig 
Nachfolgeversionen kostensenkend kaputtentwickelt, jetzt kann man 
nichtmal mehr die Firmware gegen was vernünftig kalibrierbares 
austauschen und die andere Hälfte der Chinesen wirft noch billigere und 
noch schlechtere Klone vom B6 auf den Markt. Mach am besten einen großen 
Bogen um alles was auch nur entfernte Ähnlichkeit mit einem B6 hat.

Kauf ein Ladegerät bei dem man die Ladeschlußspannungen bzw. die Messung 
derselben notfalls selbst kalibrieren kann und besorg Dir ein gutes 
Voltmeter und ne Spannungsreferenz.

: Bearbeitet durch User
Autor: TestX (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@TO

nur mal ein tipp am rande... LiIon ist nicht gleich LiIon...es gibt ca 
um die 100 verschiedene chemische Varianten, wodurch sich andere 
Eigenschaften (ladekurve, innenwiderstand, alterung) ergeben. Dh 
stumpfes zusammenschalten von alten Zellen funktioniert auf dauer nicht 
wenn man nicht gebau weiß welchen Typ man benutzt

Autor: Peter M. (r2d3)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
FLo schrieb:
> Mit der Test-Funktion zeigt er mir am Ende die
> reingeladene Kapazität an.

Wenn Du Deine Zellen auch benutzen willst, ist die entnehmbare Kapazität 
interessant, also die "Entladekapazität".
Es interessiert ja nur, wieviel von der geladenen Energiemenge 
verwertbar ist.

Die geladene Kapazität ist nur für die Ermittlung des Ladewirkungsgrad 
nötig.

Im Grunde genommen müsstest Du Entladekurven ermitteln und gleichartige 
Zellen zusammenfassen.

Auf dem beiliegenden Bild siehst Du, wie so etwas bei Mignonzellen 
aussieht.
Packt man alle Kandidaten in ein Diagramm, ergeben sich die Paarungen 
automatisch.

: Bearbeitet durch User

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.