Abflachung der Ladestromkurve bei gesenkter Ladespannung (bei Lithium Akkumulatoren)?

PowerBank schrieb:
> Hei Ho,
>
>
> Ich frage nach, da bei vielen Akkus angaben wie z.B. 1/20C oder 50mA
> Ladeschluss angegeben wird zur "Voll"- Zustandserkennung.
>
Kann es sein dass du NiMh/NiCd mit LiIon verwechselst?

walta

batman schrieb:
> PowerBank schrieb:
>> Ich frage nach, da bei vielen Akkus angaben wie z.B. 1/20C oder 50mA
>> Ladeschluss angegeben wird zur "Voll"- Zustandserkennung.
>
> Das bezieht sich natürlich auf die übliche Ladespannung von 4.2V. Mit
> 3.9V ist er bei "Ladeschluß" vielleicht 3/4 voll.

Ich habe als Richtwert mal gelernt, 15% pro 0,1V. Das wäre dann
nur noch etwa die Hälfte der Nennkapazität. Ich glaube, dann kann
man auch gleich auf NiMH-Akkus umsteigen.

Mal als Kurzfassung, sobald die Zelle auf 3,9V aufgeladen ist und an der 
Zelle eine Spannung von 3,9V anliegt sind die Potentiale ausgeglichen. 
Da keine Spannungsdifferenz besteht fliesst auch kein Strom.
Üblich ist bei schonenden Ladeverfahren aber nicht eine Spannung von 
3,9V sondern 4,1V.

Fred F. schrieb:
> Mal als Kurzfassung, sobald die Zelle auf 3,9V aufgeladen ist und an der
> Zelle eine Spannung von 3,9V anliegt sind die Potentiale ausgeglichen.
> Da keine Spannungsdifferenz besteht fliesst auch kein Strom.

Tja. Nur ist "die Zelle" halt nicht auf 3.9V aufgeladen, wenn man die 
Spannung an den Anschlußklemmen auf 3.9V drosselt. Denn im Moment der 
Drosselung fließt ja noch der maximale Ladestrom. Was natürlich 
bedeutet, daß es eine Potentialdifferenz zwischen den Anschlußklemmen 
und "der Zelle" geben muß. Wie du selber sagst: keine Potentialdifferenz 
= kein Strom.

Qualitativ ist das Verhalten bei einer Begrenzung der Klemmenspannung 
auf 3.9V statt der üblichen 4.2V natürlich das gleiche (wie übrigens 
auch bei Bleiakkus, nur daß es da nominal 2.4V pro Zelle sind). Der 
Ladestrom fällt ab. Und auch wenn es die "innere Zelle" und den 
"Innenwiderstand" nur im Modell gibt und das reale Verhalten weniger 
linear ist, so bleibt doch die Tatsache, daß der Ladestrom ab dem Moment 
der Spannungsbegrenzung fällt. Er wird nicht auf Null fallen, noch nicht 
mal, wenn man unendlich lange wartet (Stichwort: Selbstentladung). Was 
im Umkehrschluß bedeutet, daß man für das Ladeende einen Abschaltstrom 
mehr oder weniger willkürlich festlegen muß. Bei Li-Ionen Akkus 
typischerweise 10% des anfänglichen (maximalen) Ladestroms.

Wie "voll" die Zelle danach ist, ist nochmal eine andere Frage. 
Allerdings sind 3.9V für Zellen, die eigentlich bis 4.2V vertragen, 
wirklich sehr konservativ. Schon bei 4.1V Ladeschlußspannung 
verschenkt man Pi*Daumen um die 10% Kapazität. Bei 3.9V werden es gut 
und gerne 40% sein. Das Optimum (entnehmbare Gesamtkapazität über die 
Lebensdauer des Akkus) würde ich nach dem Gefühl weiter oben ansetzen. 
Andererseits: wenn man daran glaubt ...

batman schrieb:
> Ach sorry, hatte übersehen, daß du schon die (Ent-)Ladung gemessen
> hast. Ja dann ist das schon ein Unterschied bei 3.9V.

1460mAh statt 2290mAh. Das sind noch knapp 64%

Mit

> bei 4.1V Ladeschlußspannung
> verschenkt man Pi*Daumen um die 10% Kapazität. Bei 3.9V werden es gut
> und gerne 40% sein

lag ich doch gar nicht mal schlecht.

Aktuelle LiIon-Rundzellen kann man meist bis 2.5V runter entladen, also 
müsste in der obigen Tabelle noch weitere 5 Zeilen unten angefügt werden 
und die Prozente neu verteilt.

Diese Tabelle passt eher für die Lipo-Zellen die man aus dem Modellbau 
kennt, bei denen bekommt man schon Bauchschmerzen (oder soll man 
bekommen so sagt man) wenn man sie bis weniger als 3.3V entlädt. Eine 
Li-Ion-Rundzelle lacht über diese Spannung und liefert noch ne ganze 
Weile weiter fröhlich Energie ohne zu leiden.

Bernd K. schrieb:
> Aktuelle LiIon-Rundzellen kann man meist bis 2.5V runter entladen, also
> müsste in der obigen Tabelle noch weitere 5 Zeilen unten angefügt werden
> und die Prozente neu verteilt.

Eher nicht. Die Tabelle ist ohnehin nicht allgemeingültig, sondern nur 
eine grobe Abschätzung der Restkapazität anhand der aktuellen 
Klemmenspannung. Allerdings zeigt sie einen recht eindeutigen Befund am 
unteren Ende: schon zwischen 3.2V und 3.0V sind nur noch 2% der 
Kapazität entnehmbar. Das wird bei Entladung bis 2.5V nicht wesentlich 
anders. Selbst wenn da noch einmal weitere 2% sein sollten, ändert das 
nicht viel an den Zahlen.

Ich habe ähnliche Kennlinien für Li-Ion Rundzellen aufgenommen. Die 
Kurven unterscheiden sich zwar in Details wie etwa der mittleren 
Klemmenspannung. Aber eines haben sie alle gemeinsam: sowohl im 
Anfangsbereich von 4.2V Ladeschlußspannung runter als auch im Endbereich 
kurz vor erreichen der Entladeschlußspannung verlaufen sie sehr viel 
steiler als im Mittelteil.

Siehe z.B. die beiden Akkus in meinem 
Beitrag "Re: Projekt Li-Ion Akkutester"

Die Tabelle von dem LiPo ist nicht auf 18650-Zellen übertragbar!
Sowohl meine eigenen Messungen als auchVergleiche mit Werkzeugakkus 
ergeben etwas anderes.
Metabo hat als praktisches Beispiel dazu einen 18V Akku mit 99Wh (5,5Ah) 
im Programm(wegen den verschärften Transportvorschriften ab 100Wh). In 
dem werden Zellen mit einer Nennkapazität von 3,1Ah mit 4,05V/Zelle 
Ladeschlußspannung geladen. Und am Ende sind ziemlich genau die 5,5Ah 
bei einer Abschaltung bei 2,5V/Zelle entnehmbar. Das entspricht etwa 88% 
der Nennkapazität und deckt sich mit den 8 -10% Kaparückgang pro 
0,1V/Zelle.
Dabei darf natürlich die Ladung nicht aprupt bei erreichen von 
4,05V/Zelle beendet werden sondern muss gewartet werden bis ein gewisser 
Ladestrom unterschritten wird.