LiPo  Lithium Polymer Akku

Der Balancer Anschluss am  LiPoAkku

Li-Ionen Akku

Lithiumtitanat - Akku

Lithium-Mangan - Akku

Lithium-Eisenphosphat-Akku

Nickel-Metallhydrid-Akku  NiMH

Nickel-Cadmium-Akku  NC

Der Bleiakku

Lipo-Zellen stoßen auch immer weiter in den Schiffsmodellbau vor, betrachten wir uns das mal etwas genauer.

LiPo Akkus haben eine hohe Energiedichte bei geringem Gewicht und kleinen Maßen.

Die negative Elektrode besteht aus Graphit, die positive aus Lithium-Metalloxid. Jedoch enthalten Lithium-Polymer-Akkus keinen flüssigen Elektrolyten, sondern eine gelartige Folie.

Zellenspannung:
Nennspannung einer Lipo-Zelle = 3,7V
Ladeschlussspannung einer Lipo-Zelle = 4,2V
Entladeschlussspannung einer Lipo-Zelle = 3,00V

Zum Strom:
Belastbar mit (XY) C  ??????
C  ist ein Faktor mit dem der Strom berechnet werden kann.
Die Akkukapazität ( in Ah ) mal dem Faktor C ergibt den max. Strom.
Beispiel:
Akkukapazität = 2100mAh , belastbar mit 30C

bedeutet 2100mAh x 30 = 63 Ah
Motor und Regler können so abgestimmt werden.

LiPo Bezeichnungen:

zb:
2S = 2 Zellen seriell ( ergibt die Akkupackspannung ) 3,7V+3,7V=7,4Volt
1P = 1 parallel ( ergibt die Kapazität und den max. entnehmbahren Strom )
Durch die Parallelschaltung wird die Kapazität und der max. entnehmbahre Strom erhöht.
Die Spannung bei der Parallelschaltung bleibt gleich.

1S = 1ne Zelle a 3,7 Volt

2S = 2 Zellen =  7,4 Volt

3S = 3 Zellen = 11,1 Volt

4S = 4 Zellen = 14,8 Volt

5S = 5 Zellen =  18,5Volt 

6S = 6 Zellen =  22,1 Volt

LiPo's    Laden

Lithium-Polymer-Akkus sind elektrisch und thermisch empfindlich:

Überladen, Tiefentladen

zu hohe Ströme, Betrieb bei zu hohen (größer 60 °C) oder zu niedrigen Temperaturen (kleiner 0 °C

und langes Lagern in entladenem Zustand schädigen oder zerstören die Zelle in den meisten Fällen.

Lithium-Polymer-Akkus können sich bei Überladung entzünden,

daher ist zur Ladung unbedingt ein für diesen Akku spezielles Ladegerät anzuschaffen, diese sind

zt sehr günstig zu bekommen dh unter 100€ bekommt man schon ein prima Gerät.

Lithium-Polymer-Akku werden bei Überladung meist unbrauchbar und reagieren wesentlich empfindlicher als andere Akkutypen.

Als Maximalspannung wird häufig 4,2 V angegeben, als Minimum 3 V.

Der Ladevorgang erfolgt üblicherweise nach dem I/U-Verfahren zunächst mit konstantem Strom von typischerweise 1 C

Die Abkürzung „C" steht hier für den auf die Kapazität bezogenen relativen Ladestrom .

zb:

Akkukapazität 2100mAh , Laden mit 1C
2100mAh x 1 ( C ) = 2,1A

Erreicht eine Zelle die Maximalspannung, wird mit konstanter Spannung weiter geladen wobei der Ladestrom langsam absinkt.

Im Vergleich zu NiCd- oder NiMH-Akkus haben LiPo-Akkus nur eine geringe Selbstentladung

und können Monate

ohne nennenswerten Kapazitätsverlust gelagert werden.

Laden Sie Lipo-Akkus nur unter Aufsicht und nur an geeigneten LiPo Ladegeräten .

Benutzen Sie Regler und Drehzahlsteller mit Lipo-Abschaltung.

Es besteht auch die Möglichkeit Bürstenmotoren mit LiPo's zu fahren .

Die Packs werden meistens mit 5,5mm Goldstecker geliefert.

Hier 5000er Turnigy als 4S Hard Case.

So sieht die Platine der Turnigy s  ohne Hardcase oder Schrumpfschlauch aus

5000er Turnigy  als 2S  Packs.

Kleine 1000er Zippy's

2500er  Conrad Energy als 3 S Packs.

Gut geeignet für kleine Boote, zb die Warrior,da die Packs vom Gewicht und von den Maßen her viel kleiner sind .

und als 2700er 4 S

Gleiches gilt auch für die Kokam Packs.

Kleiner und leichter.

Das Balancieren

 Wegen Fertigungstoleranzen haben Akkus nicht die gleiche Kapazität. Würde ein Ladegerät nur die Gesamtspannung messen

und danach den Strom regeln, käme es bei den schwächeren Zellen immer wieder zur Überladung.

LiPo-Akkupacks verfügen daher meist über einen weiteren Steckeranschluss, auf dem jeder Zellenkontakt einzeln herausgeführt ist.

Ein getrennter oder auch im Ladegerät integrierter

Balancer misst dann beim Ladevorgang über diese Leitungen

die individuellen Zellspannungen und regelt darauf den Ladestrom für jede Zelle.

Damit werden alle Zellen zur vollen Kapazität geladen, ohne einzelne zu überladen.

Wegen der geringeren dabei fließenden Ströme können die Kabel für den Balancer mit geringerem Querschnitt ausgelegt werden.

Das aktive Material der negativen Elektrode eines  Li-Ionen-Akkus  besteht aus Graphit. Die positive Elektrode enthält meist Lithium-Metalloxide.Spannung .Ein Li-Ionen Akku liefert eine Nennspannung von 3,6 Volt. Die Ladeschlussspannung liegt bei bis zu 4,3 Volt. Die Entladeschlussspannung beträgt 2,5 Volt; eine Tiefentladung führt zu  Schädigung und Kapazitätsverlust. Die Zellenspannung hängt jedoch vom verwendeten Kathodenmaterial ab und ist daher von Akkutyp zu Akkutyp leicht unterschiedlich.
Ladung.Die Ladeschlussspannung beträgt typischerweise 4,0–4,2 V,  was etwas höhere Kapazitäten ermöglicht, aber auf Kosten einer reduzierten Zykluszahl. Da Li-Ion-Akkus keinen Memory-Effekt kennen und auch nicht formiert werden müssen, werden sie immer auf die gleiche Art geladen: Zuerst wird mit konstantem Strom geladen, der bei den meisten handelsüblichen Zellen  1 C nicht übersteigen darf. Schnellladefähige Zellen vertragen je nach Typ aber auch 2 C, 4 C . Generell ist es möglich, Li-Ion-Akkus mit einem geringeren Ladestrom als dem Nennstrom zu laden; meist erhöht sich dadurch auch die erreichbare Zyklenzahl .Erreicht der Akku die Ladeschlussspannung von z. B. 4,2 V, wird diese Spannung gehalten. Der Ladestrom sinkt dann mit der Zeit immer weiter ab, je voller der Akku wird. Sobald der Strom einen bestimmten Wert  unterschreitet , wird die Ladung beendet. Die Verwendung einer etwas niedrigeren Ladeschlussspannung ist unkritisch. 
Entladung.Die Spannung des Li-Ion-Akkus sinkt während der Entladung zunächst recht schnell von der erreichten Ladeschlussspannung auf die Nennspannung (ca. 3,6 bis 3,7 V) ab, sinkt dann aber während eines langen Zeitraums kaum weiter ab. Erst kurz vor der vollständigen Entladung beginnt die Zellenspannung wieder stark zu sinken. Die Entladeschlussspannung beträgt je nach Zellentyp um die 2,5 V; diese darf nicht unterschritten werden, sonst wird die Zelle durch  chemische Vorgänge zerstört. Es ist empfehlenswert, Li-Ionen-Akkus „flach“ zu (ent-laden, da sich deren Lebensdauer so verlängert. Wenn ein Li-Ionen-Akku immer von 100 % Ladezustand auf 0 % entladen wird, bevor er wieder geladen wird, erreicht er nur die minimale Zykluszahl. Besser ist es, je nach Typ, z. B. 70 % Entladetiefe anzuwenden. Dies bedeutet, dass der Akku noch 30 % Restkapazität enthält, wenn er wieder geladen wird. 
Lagerung /Selbstentladung.

Der Akku altert schneller, je höher seine Zellenspannung ist, daher ist es zu vermeiden, einen Li-Ion-Akku ständig 100 Prozent geladen zu halten. Der Ladezustand sollte 55–75 % betragen, kühle Lagerung ist vorteilhaft. Selbstentladung von 3 %/Monat .Ein Akku sollte etwa alle sechs Monate auf 55–75 % nachgeladen werden. Lithium-Ionen-Akkus dürfen sich auch bei Lagerung nicht unter 2,5 V pro Zelle entladen.

Der Lithiumtitanat-Akku ist eine Weiterentwicklung des Lithium-Ionen-Akku, bei der die herkömmliche Graphitanode durch eine nanostrukturierte Lithiumtitanat-Anode ersetzt wird. Die wesentlich stärkere chemische Bindung des Lithiums im Titanat verhindert die Bildung einer Oberflächenschicht auf der Elektrode, die eine der Hauptgründe für die schnelle Alterung vieler herkömmlicher Li-Ion-Akkus ist. Dadurch wird die Zahl der möglichen Zyklen drastisch erhöht. Dadurch, dass das Titanat nicht mehr mit Oxiden aus der Kathode reagieren kann, wird auch das thermische Durchgehen des Akku verhindert, selbst bei mechanischen Schäden. Außerdem kann der Akku aufgrund der Lithiumtitanat-Anode im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Ionen-Akkus auch bei tiefen Temperaturen in einem Temperaturbereich von −40 °C bis +55 °C betrieben werden.

Beim Lithium-Mangan-Akku wird Lithium-Manganoxid als Aktivmaterial in der Kathode eingesetzt. Die Anode besteht entweder aus herkömmlichem Graphit  oder aus einer  Kohlenstoffstruktur Durch die größere Anodenoberfläche ergibt sich eine verbesserte Hochstromfestigkeit. 

Der Lithium-Eisenphosphat-Akku ist eine Version des Lithium-Ionen-Akku, bei dem die herkömmliche Lithium-Cobaltoxid-Kathode durch eine Lithium-Eisenphosphat-Kathode ersetzt wurde. Dieser Akku zeichnet sich durch hohe Lade- und Entladeströme, eine sehr gute Temperaturstabilität und eine lange Lebensdauer aus. Die Nominalspannung beträgt 3,2 V beziehungsweise 3,3 V. 

Diese Zellen zeichnen sich durch eine sehr gute Hochstromfähigkeit aus und

haben eine Spannung von 1,2

Volt./Zelle

NiMH-Akkus reagieren sehr empfindlich auf Überladung, Überhitzung, falsche Polung,

oder Tiefentladung mit Umpolung, zb bei in Reihe geschalteten Zellen.

Ist das "Kind dann schon in den Brunnen gefallen" ,kann auch durch besondere Maßnahmen

zb vollständiges Entladen , oder mehrmaliges Laden und Entladen der Schaden am Akku nicht wieder rückgängig gemacht werden.

Die Lebensdauer liegt ca bei 400- 500 Ladezyklen.

NiMH-Akkus sind nicht gerade Frostfest dh. bei Temperaturen unterhalb von 0 °C kann man mit einem

deutlichen Kapazitätsverlust rechnen. Wenn es richtung -15 oder −20 °C geht,stellen sie komplett den Betrieb ein.

Bei NiCd-Akkus gibt es den bekannten

Memory-Effekt , bei NiMH-Akkus den Trägheitseffekt,

dh ein deutlicher Abfall der Entladespannung.

NiMH Akkus haben eine Selbstentladerate von ca zehn Prozent am ersten Tag, und danach ca 1 Prozent pro Tag bei Raumtemperatur.

Also bei ständigem Betrieb gibt es keine Probleme,aber wer kann schon jeden Tag zum Teich.

Meine Freunde werden die nicht.

Nickel-Metallhydrid-Akkus kurz NiMH, verwenden eine

Kathode mit Nickel-hydroxid und eine Anode aus einem Metallhydrid.

Allgemein

Memory Effekt bei NiCd oder bei NiMH der Trägheitseffekt führt zu erheblichen Verringerungen der Kapazität (NiCd) oder Spannung (NiMH).

Wenn ihr also was habt, bei denen der Akku nicht regelmäßig vollständig entladen und wieder voll aufgeladen wird,

solltet ihr besser Akku-Arten verwenden , die für diese Effekte nicht so anfällig sind,

zum Beispiel LiPo oder Blei-Akkus.

Die beim Akku entnehmbare Kapazität hängt vom Entladeverlauf ab,

also vom Entladestrom, und von der Entladeschlussspannung des Akkus

der Spannung, bei der die Entladung beendet wird, und natürlich vom Ladezustand.

Die entnehmbare Kapazität eines Akkus nimmt mit zunehmendem Entladestrom ab.

Der Grund dafür ist der mit steigendem Strom zunehmende Spannungsabfall am Innenwiderstand

des Akkus.

Die Ausgangsspannung sinkt bis die Entladeschlussspannung erreicht wird.

Die richtige Ladung und Pflege der Akkus, und der Schutz vor Über und Unterladung tragen erheblich zu ihrer Lebensdauer bei.

Hat ein Akku den Ladezustand der Entladeschlussspannung erreicht.bei NiCd- und NiMH-Akkus liegt diese z. B. bei 0,9 V bzw. 1,0 V.)

Dieser Akku Typ hat wohl den ein oder anderen sein ganzes Modell Leben begleitet.

Wau , war das der Mega Sprung ,als Sanyo eine 1200er Nc rausbrachte,

und erst danach , die 1400er da gingen die Tobis und Proppys richtig ab.

Und natürlich die schwarze 1700er (1900er) SCRC hatte wohl jeder .

NiCd-Akkus haben eine Spannung von 1,2 Volt

pro Zelle.

Ein Unterschied zum Bleiakku ist, dass das

Durch den geringen Innenwiderstand von NiCd-Akkumulatoren können diese hohe Ströme liefern.

Ausserdem ist das Tieftemperaturverhalten von NiCd-Akkus auch jenseits –20 °C für NCs kein Problem.

Da nicht nur EU Gesetze den NCs auf den Fersen sind, haben wir es jetzt wohl mit einer

Aussterbenden Art zu tun.

Lithium Akkus werden diese und andere Akkus verdrängen, da sie höhere Energiedichten haben und

keine umweltschädlichen Stoffe enthalten.

Ich werde euch trotzdem vermissen,schon alleine wegen der guten alten Zeit.

Wie erkennt Ihr das wirkliche Alter Eurer NC-Accus, und ich meine JEDE einzelne Zelle.Die Charge NR sagt es Euch.Diese Charge NR ist auf jede !! einzelne Zelle aufgeduckt. zb SANYO'sDiese besteht aus 2 Buchstaben (quer zur Längsachse)und ist auch ohne Lupe zu sehen.Bei nicht tranparent eingeschrumpften Packs müßt Ihr natürlich "auspacken"Der erste Buchstabe bezieht sich immer auf das Herstellungs Jahr.

X war zb 1993

Y=1994 ,

Z=1995,

Jetzt geht es einfach bei A wieder von vorne los

A=1996 , B=1997 , C=1998 , D=1999 , E=2000 , F=01 .......usw

2008 sind wir also bei M.

Der zweite Buchstabe bezieht sich auf den Herstellungs Monat.

A=Jan , B=Feb , C=März , .............L=Dez.

Beispiel: Charge NR >XG< 1993 /Juli

oder >DJ< 1999/Okt

oder >JL< 2005/Dez usw,usw.

Bei einem Bleiakku sind die Elektroden im geladenen Zustand aus Blei und Bleidioxid .

Bleiakkus sind zuverlässig und relativ günstig, im Vergleich mit anderen Akkus sind sie jedoch schwer und weisen nur eine geringe Energiedichte auf.

Die Spannung

einer Zelle beträgt 2 Volt, die Spannung schwankt jedoch je nach Ladezustand zwischen ca. 1,75 und 2,4 Volt.

Bleiakkus sollten nicht tiefentladen werden, da dies zu Schäden führt und den Akku zerstören kann.

Bleiakkus können auch in einer verschlossenen Bauform hergestellt werden. So werden sie auch im Modellbereich verwendet.

Die Zellen sind zugeschweißt, es existiert lediglich ein Überdruckventil.

Zu Hochstrom Zwecken sollte man Bleiakkus nicht heranziehen.

Aber wenn es darauf ankommt lange Fahrzeiten zu erreichen,sind sie prima geeignet.