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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LiIon-Akku - Wie tief entladen?


Autor: Der Albi (Gast)
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Hallo..
Mich plagt mein Gewissen und nun will ich Gewissheit:
Ich habe einen Mp3-Player gebaut, der wird mit einer LiIon mit 850mAh 
betrieben. der Player braucht beim Spielen 33-45mA (je nach Bitrate).
Der AVR misst ständig über den ADC die Spannung des Akkus und schaltet 
beim Unterschreiten einer gewissen Spannung den Mp3-Player ab.
Zur Zeit liegt diese Spannung bei 2.95V. Ich habe mich ein wenig 
belesen, und gesehen, dass LiIon-Akkus schon ab 3.1 oder 3.4V als leer 
gelten, aber erst ab 2.4 - 2.5V als "gefährlich sehr leer". Ist das so?
Wie stark verringert sich dabei meiner Ausnutzung die lebenszeit? Was 
ist zu empfehlen?

Wie wäre es mit Li-Plymer-Akkus? Haben die diesbezglich bessere bzw. 
andere Eigenschaften?

Und noch was: das Teil ist nun mitlerweile nahezu Hosentaschentauglich:
http://www.der-albi.de/Schwarz.jpg
Der Akku ist mit einer Selbstgebogenen Klammer fixiert, die ihn gegen 
die Platine drückt. Dabei verformt er sich ein wenig. (Krumm - minimal) 
Die Klammer ist sehr straff und der Akku liegt mit einer Seite auf dem 
SD-Slot auf:
http://www.der-albi.de/Akku.jpg << Hier Akkubefestigung.
Wie ist es mit der Brandgefahr? Was kann ich mir mit den Akkus erlauben, 
und was nicht? Ist es z.B. empfehlenswert den Player nach einem freien 
Fall wieder in die Hose zu stecken, oder ist das zu gefährlich? Seht ihr 
Grfahr in der Klammer?

Und auch hier stellt sich mir wieder die Frage: Li-Polymer: besser, 
ungefährlicher?

Viele, viele Fragen, ich hoffe auf viele, viele Anworten :-)

MFG

PS: bitte keine Panikmache oder hervorbringen der Worst-Case-Fälle bzgl 
der Brandgefahr. Einfach nur sagen, wies ist...

Autor: Toralf Wilhelm (willi)
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Hallo,

entlad ihn nicht unter 2,5V (1x reicht schon damit er unbrauchbar wird) 
und beim Laden wird ich dafür sorgen, das die 4,1V auf keinen Fall 
überschritten werden. Dann wird da auch nichts warm bzw. gefährlich. Ich 
habe meine LIIO Akkus immer durch Tiefenentladung gekillt, explodiert 
ist noch keiner. Wenn Du ganz sicher gehen willst lädst Du Ihn nicht 
voll, sobald der Ladestrom merklich zurückgeht bist Du an dem Punkt 
angekommen, wo er ungfähr zu 80% geladen ist, die restlichen 20% lassen 
sich dann nur noch mit ca 1/10 der Akkukap. laden wobei der Stromfluß 
konstand abnimmt. Das mußt Du dann bei der Ladeschlußspannung von 4,1 V 
bei LiIo bzw 4,2V bei LiPol. abbrechen. Den LiIo Akku stört es aber 
nicht wirklich, wenn Du Ihn nur mit 80 oder 90% läds und damit bist Du 
immer auf der sicherren Seite.
mfg
Willi

Autor: Oschi (Gast)
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Weshalb muss eine Klammer den Akku andruecken ? Weshalb nicht die Kraft 
ueber eine groessere Flaeche verteilen ? Der Akku ist wahrscheinlich 
brandgefaerdet bei internem Kuzschluss, ausgeloest durch uebermaessigen 
Druck auf das Gehaeuse.

O.

Autor: Der Albi (Gast)
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Also nur um nochmal sicher zu gehen: minimale 2.95V sind OK?

Den Druck auf ne Größere Fläche zu verteilen ist schwer.. es muss ja was 
dünnes, extrem steifes sein -> GFK, CFK ? Und der Aufand ist doch recht 
groß...

MFG

Autor: Daniel (Gast)
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Hallo Albi,
LiIonen Akkus sollten eigentlich mit einem Tiefentladungschutz 
ausgeliefert werden. Bei meinem Akku (von BMZ) ist ein Schutzschaltung 
im Akku integriert. Diese schaltet bei zu großer Strom- zunahme bzw 
entnahme den Akku ab. Sowie auch eine Tiefentladung bzw Überladung nicht 
möglich ist. Da ich selbst wiessen wollte wieviel Kapazität mir verloren 
geht, wenn ich meinen Akku nur bis 3,3V nutze, hatte ich letzte Woche 
untersuchungen an diesem Akku vorgenommen.
Die Erkenntnis war diese, dass ich eine Restkapazität von 6% im Akku bei 
einer Klemmenspannung von 3,3V habe.
Gruß

Autor: Michele B.. (luxx) Benutzerseite
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ok, not fiiting here, but:

welches display verwendest du da ?

Autor: Der Albi (Gast)
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Das Display ist vom Nokia6610, 4096 Farben, 128x128px. Prozessor 
ATMega128, 70% voll, 11 Buttons, VS1003 Mp3-Decoder + 
Kopfhörerverstärker LM4811 für Power und Störspannungsabstand, FAT32 - 
lesen&schrieben von mir, sowie LCD-Ansteuerung. Es gibt Playlisten und 
Diverse feine Einstellugnen...
http://www.der-albi.de/Display.jpg    http://www.der-albi.de/Amp.jpg

Laden ist kein Problem, das übernimmt der MAX1811 für mich, den ich auf 
4.1V und 400mA einstellt habe. In 2.5h ist der Akku voll. Der LadeIC hat 
auch diverse Schutzfunktionen bei extremer Tiefentladung, sodass er bei 
unter 2.6V nur mit max 50mA lädt, um den Akku nicht zu töten.
Wenn gesagt wurde, dass bereits bei 3.3V nur noch 6% der Kapazität da 
sind, heißt dass, dass 94%, also bei mir 799mAh, rausgezogen wurden. 
Dass stimmt auch mit meinen Beobachtungen überein. Der Akku geht relativ 
schnell auf eine konstante Spannung und hält diese recht lange. Danach 
wird er recht fix leer.
Mein Problem ist, wenn ich schon bei 3,3V abschalten würde, dann büße 
ich min 1h Spielzeit ein. Wäre kein Problem, wenn ich mir Sicher wäre, 
den Akku nur mit dieser Maßnahme keinen Schaden zuzufügen. Sonst würde 
ich bei meinen 2.95V bleiben...
Kann mal jmd JA, oder NEIN sagen? :-)

MFG

Autor: Mathias G. (mgiaco)
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Sieht ja super aus das ding. Wie macht man so ein schönes Display Menü?

mfg mathias

Autor: Der Albi (Gast)
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... indem man sich Mühe gibt... Nein im Ernst: das sind alles Bitmaps 
(mit Paint erstellt), die mit ein wenig Gehirnschmalz Komprimiert 
wurden, sodass so ein Displayfüllendes Menübild 5Kb Programmspeicher 
braucht... Die Schriftarten sind ebenfalls im Flash. Die Balken und so 
weiter sind letztenends auch nur Bitmaps, die schmal aneinander 
gezeichnet werden. Das wirkliche Menü ist ja eigentlich noch gar nicht 
gezeigt. Sieht aber auch nicht sonderlich toll aus. Es ist zweckmäßig... 
Je einfarbiger, desto kleiner die Bilder ;-) Für die Komprimierung hab 
ich mir ein extra Programm geschrieben, dass ich mit ner Bitmap füttere 
und den gcc-Code ausgibt..

Aber ich möchte gerne, dass die Bilder so lange wie möglich auf dem 
Display zu sehen sind... ALSO: JA, für 2.95V und NEIN für 3.1 oder 3.3V 
:-)

MFG

Autor: Fasti (Gast)
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Hi!

Also normalerweise werden Li+ bei 3V als leer angesehen. Wenn du die 
2,95V beibehältst sollte es keine Probleme bezüglich der Lebensdauer 
geben aber genaueres kann dir da nur das Datenblatt der Akkuzelle 
helfen, da steht das dann genau drin.
@ Toralf Wilhelm: Ob 4,1V oder 4,2V hängt vom Kathodenmaterial ab und 
nicht ob es ein "normaler" Li+ Akku oder ein eigentlich richtiger: 
Lithium-Ionen Polymer Akku ist.  Der große Unterschied zwischen 
"normalem" Li-Ion und Li-Polymer ist die Tatsache, dass Li-Polymer in 
beliebige Form gebracht werden kann, während Li-Ion meist in Rundzellen 
hergestellt wird.

ciao

Fasti

PS: Tolle Arbeit Albi

Autor: Der Albi (Gast)
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Na das ist mal ne Antwort die beruhigt... danke..
Brächte ein Li+Polymer-Akku irendwelche Vorteile? Ich meine 4.2V ist 
eine höhere Spannung... hat der auch mehr Kapazität? Auf Stromfluss 
kommt es bei mir nicht an.. Imax sind 200mA..
Ich verbratre eh alle Spannung bis nur noch 3.3V da ist.. Ich brauche 
KLapazität, für die Ultimative Spieldauer... und falch solltes sein.. 
;-)
Handy-Akkus?

MFG

Autor: Fasti (Gast)
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Hi!

Die Vorteile des LiPo Akkus sind wie gesagt nur die "Formbarkeit", er 
kann durch das Polymer-Elektrolytgel in jede beliebige Form gebracht 
werden. Kapazitätsmässig ist er sogar ein wenig schlechter als ein 
konventioneller Li+. Ein Akku mit 4,2V als Ladeschlußspannung sollte ein 
wenig mehr Kapazität haben als ein gleichgroßes Element mit 4,1V aber 
aussagekräftig ist nur die garantierte Kapazität vom Hersteller.
LiPo haben den Vorteil der höheren Pulsbelastbarkeit, sie können höhere 
Stromspitzen aufgrund des kleineren Innenwiderstandes liefern, was zB im 
Modellbau sehr wichtig ist und deshalb bekommt man dort auch nur LiPos.


ciao

Fasti

Autor: Fasti (Gast)
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Was ich noch sagen wollte... Es ist für Li+ (auch LiPos) besser wenn sie 
öfters geladen werden als sie permanent bis 100% zu entladen. Die 
meisten Hersteller empfehlen 80%.

Autor: Bernd (Gast)
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Moin,
Du kannst den Akku locker bis 3 Volt entladen. Allerings sinkt dann die 
Lebensdauer.
Wenn du den Akku wechseln kannst und die Zelle nix kostet sind 3V kein 
Problem.
Wenn du dein Leben lang mit dem Akku auskommen willst nimm besser >3V 
und lad die Zelle auch nie ganz voll..
Gefährlicher sind für die Lebensdauer so eh' Stromspitzen, aber die 
haste ja bei deinem Mp3 Player sehr wahrscheinlicht nicht.
In welcher Umgebung haste das Programmiert?
Überings hart, dein Lötstil.
Ein Wunder dass das alles funktioniert.


Alex

Autor: Der Albi (Gast)
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Programmiert ist das alles im AVR-Studio mit gcc-Plugin(4700 Zeilen und 
2000 Zeilen Computer genierierte Bitmap-C-ArrayCode). Die 3V lass ich 
jetzt, wenn ihr das so sagt. Wenn ihr das so erzählt ist das, was ich 
habe wahrschinelich ein Li-Polymer-Akku. Er kommt nämlich aus dem 
Modellbau (von Pappi geklaut ;-) ).. naja egal. Wenn es ein Li-Poly ist, 
dann wird er mit den eingestellten 4.1V auch nie voll geladen. also 
scheint das eine akzeptable Lösung zu sein.
Der Lötstil.. tja.. sry, ist mein erstes ernstzunehmendes 
Mikrocontroller-Projekt. Ich hab früher, also vor 4 Jahren, mit 14 nur 
Analog-Verstärker gebaut... da waren die  Beinchenabstände noch größer 
als 0.1mm und die Stöme etwas höher - daher kommt wahrschienlich noch 
der Drang, etwas viel Lötzinn zu nehmen.
Auch so im Generellen improvisiere ich lieber, als irgendwas miniziös zu 
planen... das sieht man vielleicht auch an den Epoxydkneten um die 
Gewinde zu schneiden, mit denen ich mein Gehäuse befestige..
http://www.der-albi.de/Disp1.jpg
http://www.der-albi.de/Disp2.jpg
Dass alles Funktioniert, ist, finge ich, kein Wunder. Wenn du jetzt von
http://www.der-albi.de/Display.jpg ausgehst, ist es pervers, ja, 
vorallem die Kabel, das hat mich dann auch angekotzt und hab ein 
Layour-Redesign gemacht. So ist das ja bereits hier 
http://www.der-albi.de/Amp.jpg nicht mehr  in diesem ausmaß zu sehen. Es 
würde auch ohne Kopfhörerverstärker funktionieren und ohne Zusätzliche 
Siebkondensatoren (zu denen die Kabel hauptsächlich führen).. aber der 
Klang.. der Klang.. da hab ich doch lieber ein kleines bisschen 
unsichtbare Unordnung im Gehäuse, dafür keine digitalen 
Audio-Störsignale...
Ich hoffe ihr versteht mich. Mir wurde schon öfftergesagt, dass das was 
ich baue eng mit dem Chaos verbunden ist... :-/
Ich gebe auch zu: Meine Lötzkolbenspitze ist nicht mehr die jungste...

Danke, für 3V-Gewissheit :-)

MFG

Autor: Toralf Wilhelm (willi)
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Fasti wrote:
> Hi!
>
> Also normalerweise werden Li+ bei 3V als leer angesehen. Wenn du die
> 2,95V beibehältst sollte es keine Probleme bezüglich der Lebensdauer
> geben aber genaueres kann dir da nur das Datenblatt der Akkuzelle
> helfen, da steht das dann genau drin.
> @ Toralf Wilhelm: Ob 4,1V oder 4,2V hängt vom Kathodenmaterial ab und
> nicht ob es ein "normaler" Li+ Akku oder ein eigentlich richtiger:
> Lithium-Ionen Polymer Akku ist.  Der große Unterschied zwischen
> "normalem" Li-Ion und Li-Polymer ist die Tatsache, dass Li-Polymer in
> beliebige Form gebracht werden kann, während Li-Ion meist in Rundzellen
> hergestellt wird.
>
> ciao
>
> Fasti
>
> PS: Tolle Arbeit Albi
Ja da hast Du recht, das war schlecht ausgedrückt. Mir ist noch kein 
Li-Polymer mit 4,1V über den weg gelaufen und umgekehrt die älteren 
Li-Ion laufen fast alle mit 4,1V. Aber der Trend geht eindeutig zu 
Li-Polymer, selbst wenn die Teile wieder rund aufgewickelt sind.
@Albi: Super Projekt, und zwischen 3 und 4,1V bist Du immer auf der 
sicheren Seite.
Gruß Willi

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