Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NiMh mit Li-Ionen ersetzen


von Holger K. (holgerkraehe)


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Hallo zusammen

Ich interessiere mich für ein tragbares Navigationsgerät für Outdoor 
zwecke. Leider aber scheint es bei diesen gang und gäbe zu sein, dass 
diese mittels herkömmlichen Alkali AA Batterien betrieben werden. 
Alternativ können auch NiMh Akkus eingesetzt werden und teilweise auch 
durch das Gerät geladen werden.

Nun, in vielen Rezensionen ist zu lesen, dass dies offenbar sehr 
geschätzt wird. Ich persönlich würde jedoch einen Li-Ionen Akku 
vorziehen. Laden per USB innert 1-2h und gut ist. USB gibts es heute ja 
wirklich überall. Jedenfalls habe ich eher eine Powerbank oder ein 
USB-Solarmodul dabei als ein spezifisches NiMh Ladegerät oder 
Alkalibatterien.

Ja, das Gerät könnte die NiMh Akkus auch im Gerät Laden. Dies dauert 
dann jedoch ca. 10-12h. Da bei NiMh der Ladestrom ja 1/10 der Kapazität 
betragen darf.

Daher dache ich mir, ich ersetze doch einfach die 2x AA Batterien durch 
einen LiIonen Akku mit ensprechender, eigener, Elektronik. Doch bei der 
Suche auf Hobbyking bin ich nur auf sehr niederige Kapazitäten 
gestossen.
Also kurz gegooglet und dabei die Baugrösse 14500 gefunden. Diese 
enspricht, bis au 0.5mm im Durchmesser, einer AA Zelle.

Leider fanden sich dabei nur Akkus mit 0.8Ah. im Vergleich zu 2.4Ah 
einer NiMh Zelle.

Leistungstechnisch sind diese identisch:

0.8Ah * 3.6V = 2.88Wh
2.4Ah * 1.2V = 2.88Wh

Nun die Frage an euch:
Habt ihr eventuell eine Idee, wo ich einen Li-Ionen Akku in der Grösse 
(Volumen) von zwei AA-Zellen bekomme, welcher mehr als 5.76Wh (bei zwei 
AA-Zellen) oder 2.88Wh (wenn der Akku in der Grösse einer AA-Zelle ist) 
aufweist?

Danke schonmal für eure Antworten

: Verschoben durch Moderator
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Du könntest 2 * 14500 parallel schalten. Dann ist der Platz ausgefüllt. 
Aber viel bringen wirds nicht.

: Bearbeitet durch User
von Germann P. (mattann)


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Ich habe probiert. 3 Akkus der Type BR50, aufeinander geschlichtet, 
haben nur eine Spur mehr Volumen als zwei AA-Zellen.
Die 3 BR50 sollten - parallel geschaltet - etwa 2.4 Ah ergeben.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Holger K. schrieb:
> Ich interessiere mich für ein tragbares Navigationsgerät für Outdoor
> zwecke. Leider aber scheint es bei diesen gang und gäbe zu sein, dass
> diese mittels herkömmlichen Alkali AA Batterien betrieben werden.

Nein. Es gibt diese Geräte genauso auch mit eingebauten LiPo Akkus.

> Alternativ können auch NiMh Akkus eingesetzt werden und teilweise auch
> durch das Gerät geladen werden.
> in vielen Rezensionen ist zu lesen, dass dies offenbar sehr
> geschätzt wird.

Und das aus gutem Grund. AA Batterien sind so ziemlich auf der ganzen 
Welt handelsüblich. Im Gegensatz dazu ist ein eingebauter LiPo Akku 
irgendwann breit und dann ist das ganze Gerät im Eimer. Denn weder 
kriegst du überhaupt einen Ersatzakku noch kannst du ihn tauschen (ein 
Outdoor-Gerät sollte ja wasserdicht sein - das kriegst du am Küchentisch 
nicht hin).

> Ich persönlich würde jedoch einen Li-Ionen Akku vorziehen.

Dann kauf dir ein Navi mit LiPo Akku. Welche Funktionen soll es denn 
überhaupt haben? Der Akku ist ja normalerweise eher weiter hinten auf 
der Liste der erforderlichen bzw. gewünschten Features.

> das Gerät könnte die NiMh Akkus auch im Gerät Laden. Dies dauert
> dann jedoch ca. 10-12h. Da bei NiMh der Ladestrom ja 1/10 der Kapazität
> betragen darf.

Auch das ist falsch. Natürlich kann man NiMH auch schneller als mit C/10 
laden. Wenn es eine solchen Einschränkung gibt, dann liegt es nicht 
daran, daß NiMH Akkus verwendet werden, sondern daß das Gerät schlicht 
keine bessere Lade-Elektronik eingebaut hat. Was sinnvoll ist, immerhin 
ist es ja ein Navi und kein Akkulader. Wenn du die Akkus schnell laden 
willst, dann nimm sie raus und lade sie in einem externen Lader. Einen 
zweiten Akkusatz will man sowieso haben.

> Daher dache ich mir, ich ersetze doch einfach die 2x AA Batterien durch
> einen LiIonen Akku mit ensprechender, eigener, Elektronik.

Vollkommen albern. Das ist so, als würdest du dir einen Diesel-PKW 
kaufen und den dann auf einen Benzinmotor umbauen.

von Frank L. (hermastersvoice)


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ich hab mir LiIon Zellen im AA Gehäuse gekauft, Die Zellen geben 1,5V ab 
und werden per µUSB geladen. Mir waren die 1,5V wichtig weil es Geräte 
gibt die bei NiMH Akkus zu schnell leere Akkus erkennen. Die Kapazität 
ist zwar auf den ersten Blick eher mäßig aber da viele Geräte durch die 
gleichbleibende Spannung länger laufen als mit NiMH gehts eigentlich. 
Und du brauchst dafür kein Ladegerät. USB von Powerbank direkt 
reinstecken und laden.

https://www.ebay.de/itm/2-4-8pcs-znter-1-5V-AAA-600mah-wiederaufladbarer-Li-Ionen-Akku-USB/153907721291

von Holger K. (holgerkraehe)


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Frank L. schrieb:
> ich hab mir LiIon Zellen im AA Gehäuse gekauft, Die Zellen geben 1,5V ab
> und werden per µUSB geladen. Mir waren die 1,5V wichtig weil es Geräte
> gibt die bei NiMH Akkus zu schnell leere Akkus erkennen. Die Kapazität
> ist zwar auf den ersten Blick eher mäßig aber da viele Geräte durch die
> gleichbleibende Spannung länger laufen als mit NiMH gehts eigentlich.
> Und du brauchst dafür kein Ladegerät. USB von Powerbank direkt
> reinstecken und laden.

Danke für deinen Hinweis.

> ist zwar auf den ersten Blick eher mäßig aber da viele Geräte durch die
> gleichbleibende Spannung länger laufen als mit NiMH gehts eigentlich.

Nun genau deshalb vergleicht man besser die Leistung anstatt der 
Kapazität in mAh.

Bei den von dir gezeigten liegt die Kapazität bei 0.6Ah @ 3.6V (intern)
Dies sind rund 2.2Wh.

Eine bessere NiMh hat 2.4Ah @ 1.2V dies ergibt dann rund 2.9Wh.
Somit hat eine NiMh rund 30% mehr Energie gespeichert.

Natürlich ist dies eine sehr oberflächliche Btrachtung, da z.B. auch der 
Innenwiderstand und somit der Entladestrom berückischitg werden muss. 
Auch die Temperatur spielt eine Rolle.

Aber ich würde vermutlich erstmal nicht zu einem Li-Ionen wechseln, 
welcher schonmal grundsätzlich eine niedrigerere Leistung aufweist.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Holger K. schrieb:
> deshalb vergleicht man besser die Leistung anstatt der
> Kapazität in mAh.
>
> Bei den von dir gezeigten liegt die Kapazität bei 0.6Ah @ 3.6V

Woher willst du das wissen? Gibt es für diese "Akkus" auch irgendwo eine 
Spezifikation? ich sehe nur Kaufangebote aus China und höchst dürftige 
Angaben zu technischen Werten.

Immerhin gibt es auf Amazon.com eine Rezension, wonach die Geräte mit 
diesen "Akkus" in Bauform AA knapp länger halten als mit NiMH in AA. 
Aber deutlich kürzer als mit Alkaline AA. Bemängelt wird da auch, daß 
diese "Akkus" praktisch konstant 1.5V ausgeben. Das Gerät in dem sie 
verwendet werden, hat also keine Chance, den Ladezustand irgendwie 
abzuschätzen.

Ich finde die Idee ganz witzig, aber wenig praxistauglich. Die 
Selbstentladung (Ruhestrom des eingebauten Stepdown) dürfte nicht 
unerheblich sein. Beim Wirkungsgrad des Stepdown darf man auch keine 
Wunder erwarten. Und daß man zum Laden ein Kabel an den Akku anstecken 
muß ist auch ... schräg. Alles in allem eher eine Lösung für 
Elektronik-Legastheniker, die mit allem was über das Anstecken eines 
Kabels hinausgeht, überfordert sind.

von Dieter (Gast)


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Zweite Problem ist, dass diese unter die NiMH Altbatterien landen und 
meist nicht heraussortiert werden koennen.

von Jack V. (jackv)


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Dieter schrieb:
> Zweite Problem ist, dass diese unter die NiMH Altbatterien landen und
> meist nicht heraussortiert werden koennen.

Sollte eigentlich kein Problem sein, hier steht an den Altbatterieboxen 
explizit dran, dass man gerne auch Li-Teile einwerfen soll.

On-Topic: zwei Sätze ordentliche NiMH-Akkus (nicht die vom billigsten 
Discounter, auch auf Schnellladefähigkeit achten), ordentliches 
Ladegerät (wieder nicht das billigste Teil, sondern eines, das auch 
einen Entlade-/Ladezyklus fahren kann, und -ΔU-Ladeschlusserkennung 
kennt – wenn’s eine Re-Peak-Funktion hat, ist das auch keine schlechte 
Sache (aber kein „must have“)), und man hat einen ähnlichen Komfort, wie 
man ihn mit Li-Akkus hätte; die Laufzeit ist sowieso ähnlich. Zusätzlich 
hat man noch ’ne funktionierende Ladestandsanzeige, und dran rumbasteln, 
mit der Option, sich das gute Gerät zu zerlegen (etwa, weil‘s die höhere 
Spannung auf Dauer doch nicht abkonnte, oder weil einer der Kontakte zur 
Parallelschaltung der Zellen verrutscht ist, oder weil eine der hundert 
anderen Fehlerquellen zuschlug) muss man auch nicht. Wenn man 
gesteigerten Wert auf Li-Akkus legt, wurde die Lösung ja mehrfach 
genannt: ein Gerät mit diesem Akkutyp kaufen.

von Dieter (Gast)


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Jack V. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Zweite Problem ist, dass diese unter die NiMH Altbatterien landen und
>> meist nicht heraussortiert werden koennen.
>
> Sollte eigentlich kein Problem sein, hier steht an den Altbatterieboxen
> explizit dran, dass man gerne auch Li-Teile einwerfen soll.

Die Trennung erfolgt meistens ganz primitiv maschinell. Die Li-AA fallen 
bei den meisten Anlagen durch das Raster. Andere Li-Akkus, wie die 
eckigen, 18xxx und anderen Maße lassen sich einfach mechanisch 
herausfischen. Gerade im Hinblick dass Li nicht wie Silizium im 
Überfluss gibt, verschwinden diese auch zu oft noch in andere 
Müllkanälen.

Dann gibt es noch besondere Li-Zellen in dem AA-AAA-Format, die auch 
1,5V liefern aufgrund eines internen DCDC-Wandlers aber auch mit den 
3,....4,2V
geladen werden.
https://www.pocketnavigation.de/2018/11/lithium-ionen-akkus-aa-lr6-mignon/
Über diese Teile habe ich erstmalig in diesem Forum etwas gelesen.

Und genau bei diesen Zellen gibt es das Problem beim Recycling. Bei 
diesen versagt auch eine Restladungsanzeige. Wenn der Akku leer ist, ist 
plötzlich Schluss.

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