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Modellbau Akku

Hier findet ihr eine Zusammenfassung diverser Informationen zum Thema Akkus und deren Eigenschaften. Diese Informationen beziehen sich auf Akkus für den Modellbau (siehe Quellen).

Akku

NiCd (Nickel Cadmium)

  • Leerlauf-Zellenspannung: 1,29 Volt
  • Gut:
    • Neue Akkus sind fast leer. Die ersten 6 Lade/Entladezyklen sollten sorgfältig durchgeführt werden. Erst danach hat er seine volle Kapazität
    • Laden bis zu einer maximalen Temperatur von 35 Grad. Danach muss die Ladung unbedingt beendet werden.
    • Vor dem Laden: Entladen bis zur Entladeschlussspannung zur Vermeidung des Memoryeffekts
    • Lagerung von entladenen Akkus und bei tiefen Temperaturen (Keller; den Kühlschrank empfehle ich wegen der giftigen Inhaltsstoffe der Akkus weniger)
  • Schlecht:
    • Tiefentladen eines Akkupacks: Dadurch werden die schwächsten Zellen umgepolt und dauerhaft zerstört
    • Nachladen ohne Entladung: Die Zelle verliert relativ schnell ihre Kapazität durch den Memoryeffekt. Man kann das durch mehrmaliges Tiefentladen (einzelner Zellen !) und Nachladen wieder reparieren.
    • Überladen mit hohen Strömen: Die Zelle wird durch Gasung zerstört, das Sicherheitsventil kann ansprechen
    • Lange Lagerung von vollgeladenen NiCd Akkus: Durch chemische Prozesse „frisst“ sich der Akku ganz langsam selbst auf.

NiMH (Nickel Metallhydrid)

  • Leerlauf-Zellenspannung: 1,24 Volt
  • Es gibt noch Bedenken hinsichtlich der Vibrationsbelastbarkeit in Verbrennermodellen.
  • Gut:
    • Genaues Beobachten des Ladevorgangs bei Automatikladern mit Delta-Peak Abschaltung. (Es hat schon abgebrannte MC24 Sender gegeben, weil die Abschaltung versagt hat !).
    • Entladen von Akkupacks nur bis zur minimalen Entladeschlussspannung von 0,85 Volt.
    • Bei hohen Entladeströmen bei Elektro-Antrieben die Temperatur beobachten.
    • vor (auch kurzfristiger) Lagerung die Akkus immer Volladen.
  • Schlecht:
    • Lagerung von leeren NiMH Zellen: Die Zelle zerstört sich chemisch selbst
    • Überladen: Selbst geringe Überladung kann die Zelle schädigen
    • Tiefentladen eines Akkupacks: Dadurch werden die schwächsten Zellen umgepolt und dauerhaft zerstört
    • mit zu hohen Strömen entladen: Die Zellen werden durch große Hitzeentwicklung zerstört

Lithium-Ionen Zellen

  • Leerlauf-Zellenspannung: 3,6 Volt
  • Schlecht:
    • Laden mit zu hoher Spannung: Die maximale Ladespannung ist ca. 4,1 Volt pro Zelle. Geht man höher ist die Zelle sofort defekt.
    • Überladen: auch das zerstört Li-Ion Zellen nachhaltig. Achtung ! Diese Zellen können explodieren. Sanyo hat aus diesem Grund bereits eine Fertigungscharge zurückrufen müssen !
    • Laden mit zu hohem Strom: Eine brutale Schnellladung wie bei NiCd Akkus gibt es hier nicht.
    • Betrieb bei zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen: Bei niedrigen Temperaturen gibt die Zelle keinen Strom mehr ab, bei zu hohen wird sie zerstört.
    • Tiefentladung: führt zur sofortigen Zerstörung

Bleiakkumulator

  • Leerlauf-Zellenspannung: 2,1 Volt
  • Ladeschlussspannung: 2,3 Volt (bis 2,4 Volt bei niedrigen Temperaturen oder manchen wartungsfreien Akkus)
  • Gut:
    • Bei jeder möglichen Gelegenheit den Akku Volladen. Niemals einen Bleiakku entladen oder halbvoll herumstehen lassen.
    • Lade nur bis maximal zur Ladeschlussspannung von 2,3 Volt pro Zelle. Bei einem 12 Volt Akku also 13,8 Volt
    • Vorteilhaft ist ein Ladegerät mit gepulster Ladung da hier die Plattenbeläge besser entfernt werden.
    • Dauerladung (Akku hängt immer am Ladegerät) nur mit geringfügig erhöhter Ruhespannung (Ruhespannung 2,1 Volt, also mit ungefähr 2,2 Volt. Bei einem 12 Volt Akku mit 13,2 V)
    • Ein Bleiakku hat eine Ruhespannung von ca. 2,1 Volt pro vollgeladener Zelle, und er hat eine Ladeschlussspannung von 2,3 Volt (bis 2,4 Volt bei niedrigen Temperaturen oder manchen wartungsfreien Akkus).
  • Schlecht:
    • Weite Entladung oder sogar Tiefentladung: Bei der Entladung entsteht Bleisulfat an den Elektroden. Dieses setzt zum einen die wirksame Plattenoberfläche zu und zum anderen hat es ein größeres Volumen als das normale Blei. Bei einer Tiefentladung wird der Volumenzuwachs so groß, dass die Bleiplatten regelrecht zerbröseln können. Durch den Volumenzuwachs riskiert man außerdem einen Kurzschluss.
    • Ständiges Arbeiten mit einem halbvollen Bleiakku: Das Bleisulfat verkrustet mit der Zeit die ganzen Platten und die Kapazität sinkt langsam ab. Nur durch Extremmaßnahmen kann so ein Akku noch gerettet werden (ähnlich dem Pushen von NiCd Zellen).
    • Überladung: Lädt man einen Bleiakku über die Ladeschlussspannung, so beginnt er zu gasen und verliert Wasser. Bei wartungsfreien Akkus kann sogar das Sicherheitsventil öffnen. Die Gasblasen reißen Bleioxydteilchen aus den Platten, was die Platten stark abnutzt und außerdem einen Schlamm am Boden bildet der zu Kurzschlüssen führen kann.
    • Laden mit zu hohem Strom: Hier treten die gleichen Effekte wie bei der Überladung auf

Ladegeräte

Beim Laden eines Akkus stellt sich die große Frage: wann ist er eigentlich voll ? Das exakteste Kriterium ist die Temperatur. Ein voller Akku erwärmt sich bei Überladung. Wenn ein NiCd Akku eine Temperatur von ca. 35 Grad erreicht hat, so ist er wirklich voll. Die Messung der Temperatur ist leider etwas umständlich, daher versuchen moderne Ladegeräte den Spannungsverlauf zu beobachten und daraus auf den Voll-Zustand zu schließen. Diese Methode heißt Delta-Peak-Abschaltung und funktioniert in der Regel recht zuverlässig.

Die Lebensdauer von Bleiakkus hat einen schlechten Ruf, was hauptsächlich durch die weite Verbreitung von superbilligen sogenannten „Ladegeräten“ verursacht wird. In jedem Supermarkt bekommt man für ein paar Mark Ladegeräte für Autobatterien. Wer mit so einem Gerät seine armen Bleiakkus foltert, braucht sich über geringe Lebensdauer nicht zu wundern.

Es sind sich folgende Ladegeräte am Markt verfügbar:

  • Langsame Normallader (meist in Supermärkten zukaufen): Einziger Vorteil ist die geringe Strombelastung. Nachteilig ist die Dauerüberladung durch geringe Ströme und das entstehen eines Memoryeffekts.
  • Zeitgesteuerte Ent-/Ladegeräte: können den Memoryeffekt beseitigen. Ungenaue Zeitabschaltung führt aber zu häufiger Überladung der Akkuzellen.
  • Temperaturgesteuerte Ent-/Ladegeräte: sehr gutes Ladeprinzip, wegen des Temperaturfühlers leider umständlich zu handhaben.
  • Ladeschlussspannungsgesteuerte Ent-/Ladegeräte: wegen sehr unterschiedlicher Akkutypen nur ein ungenaues Abschaltkriterium, daher oftmalige Überladung möglich
  • Delta-Peak-gesteuerte Ent-/Ladegeräte: modernes sehr zuverlässiges Prinzip für das schnelle Laden. Kann bei Laden mit sehr geringen Strömen versagen, was zur Überladung führt.
  • Reflex-Ladegeräte: modernes Prinzip, welches die chemischen Vorgänge in der Zelle positiv beeinflusst. Zusammen mit einer Delta-Peak Abschaltung empfehlenswert. Kann einen Memoryeffekt besonders gut entfernen.

Moderne Computerlader sind inzwischen schon recht preisgünstig zu bekommen. Schnellladung mit Delta-Peak gesteuerter Abschaltung hat sich zum Standard im Modellbau durchgesetzt weil damit eine schonende Schnellladung möglich ist. Akku-Foltergeräte aus dem Supermarkt oder Billiggeräte von Elektronikversendern sollte man lieber der Entsorgung zuführen.

Quellen

akku.txt · Zuletzt geändert: 2015/01/06 21:45 von pixeldoc