Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lithium-Ionen


von Jens (Gast)


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Hallo zusammen,

ich bitte um etwas Hilfe für meine Facharbeit.

Ich teste gerade Lithium-Ionen Akkus (3.7V) und lade eine Zelle gerade 
an meinem Netzgerät. Eingestellt habe ich 4.2V CV und lass das Teil nun 
laden.
Mit der Zeit wird der Strom natürlich weniger.

Nun die Frage:

Was mir aufgefallen ist, daß selbst wenn ich an meinem Netzteil die 
Spannung bspw auf 4.3 oder 4.4 Volt hochdrehe (der Strom steigt dabei 
stark), ich mit meinem Multimeter, welcher sehr hochwertig ist, dennoch 
immer die gleiche Spannung AM AKKU messe. Aktuell sind das 4.05 Volt. 
Die werden wohl die aktuelle Batteriespannung sein.

Mich verwundert aber, daß mein Netzgerät die 4.2 Volt bzw 4.4 anzeigt.
Dürfte ich die Spannung am Netzgerät hochdrehen nach belieben, um den 
Strom zu erhöhen, solange am Akku höchstens die 4.2Volt 
Ladeschlussspannung anliegen?

Ich hoffe ich habe gerade keinen Denkfehler und daß ihr mir helfen 
könnt.
Herzlichen Dank!
Gruß, Jens

von Floh (Gast)


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Ist halt ein Spiel mit dem Feuer. Wenn der Akku doch mal mehr als 4,2 
bis 4,3V sieht, könnte er hopsgehen. Ich hoffe du hast den Akku auf 
einer feuerfesten Unterlage und immer einen Kübel Sand in der Nähe. 
Metallbrände (Lithium) löscht man besser nicht mit Wasser :-)

von Jens (Gast)


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Danke für die Antwort. Hab ein Feuerlöscher im selben Raum :)

Also seh ich das richtig, daß die Spannung die ich am Akku messe, die 
Spannung ist auf die ich achten muss, und nicht die Spannung, die ich im 
Netzgerät einstelle?

Ich kann mir das nicht erklären, warum ich meine Netzgerätspannung 
hochdrehen kann, ohne daß sich am Akku was ändert, zudem mein Netzgerät 
auch recht hochwertig ist.

von Floh (Gast)


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Jens schrieb:
> Ich kann mir das nicht erklären, warum ich meine Netzgerätspannung
> hochdrehen kann, ohne daß sich am Akku was ändert, zudem mein Netzgerät
> auch recht hochwertig ist.

Kabel zu dünn wegen Spannungsabfall bis zum Akku? Kontaktstellen? 
Aktueller Ladestrom? Anzeige vom Netzteil ist sicher aktuelle Spannung 
und nicht maximale Spannung, wenn das Netzteil in Strombegrenzung ist?

von Jens (Gast)


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Also das Kabel ist recht dünn, aber in Begrenzung ist mein Netzgerät 
nicht und wenn daran läge, daß das Kabel die Spannung teilt, dann müsste 
sie die Batteriespannung wenigstens ein klein wenig ändern, wenn ich mit 
der Netzgerätspannung hochgeh, tut sie aber nicht.

Noch was komisches: wenn ich direkt am Kabelanfang messe, dann misst 
mein Voltmeter den Wert, der vom Netzgerät angezeigt wird. Also scheint 
die Spannung tatsächlich übers Kabel abzufallen... aber warum ändert 
sich dann die Spannung am Akku nicht, wenn ich hochdreh?

MfG Jens

von Helge A. (besupreme)


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Vielleicht hast du schlechte Kabel oder oxidierte Stecker. Oder die 
Verdrahtung in deinem Netzteil ist verbesserungsfähig. Du hast einen 
Unterschied von 350mV. Aufgeteilt auf Hin- und Rückleitung sind das nur 
noch 175mV pro Richtung. Sehr gute Laborkabel haben 2,5mm², manche 
einfachen aber auch nur 0,5mm².

--

Dein Akku hat einen sehr geringen Innenwiderstand. An dem wirst du nit 
viel sehen, besonders bei einem neuen.

: Bearbeitet durch User
von Jens (Gast)


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Hab jetzt die Kabel ausgetauscht mit ziemlich neuen 5mm², und bei 
aktuell 6A max. Strom dürfte nur sehr sehr wenig über das Kabel 
abfallen.
Mein Voltmeter ist ausgeliehen, von HP und kostet ca 1000€, es ist 
wirklich sehr genau.

Und weiterhin besteht ein Spannungsunterschied zwischen Kabelanfang 
(Netzgerät) und Akku. Akku konstant 4.1Volt mittlerweile und Kabelanfang 
alles zwischen 4.2 und 5.0, jenachdem wie hoch ich dreh.

komisch...

von MannOhMann (Gast)


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Es ist nicht ganz ungefährlich,
mit Li-Akkus herumzuhantieren, wenn man fast nichts weiss
und sich die Dinge nicht erklären kann!

Helge A. schrieb:
> Dein Akku hat einen sehr geringen Innenwiderstand.

Was ist Innenwiderstand?
Wieviel Strom gibst Du da drauf?
Wieviel Strom darfst Du da draufgeben?

von sprites (Gast)


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von Jens (Gast)


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Das sind 5000mAh Zellen, und ich möchte mit 10A laden, wenn alles mal 
geklärt ist.
Ich baue nämlich mein eigenes Ladegerät, daß mittels elektronischer Last 
(PID geregelter MOSFETs) die Spannung am Akku und den Strom regeln.

Wenn es heißt, 4.2Volt Ladeschlussspannung, dann ist doch die Spannung 
gemeint, die am Akku zu messen ist, oder nicht?

Falls mir jemand das Phenomän mit den unterschiedlichen Spannungen am 
Kabelanfang und Akku erklären könnte, wäre ich sehr dankbar. Wie gesagt, 
über 20cm 5mm² Kupfer mit brandneuen Steckern, können bei 6A keine 400mV 
abfallen (einfach!). Noch dazu, wenn das Kabel ein Spannungsteiler wäre, 
müsste die Spannung am Akku wenigstens proportional mitsteigen, zur 
Spannungserhöhung, was sie aber zu keinem Milivolt tut.

MfG,
Jens

von O. S. (sprites)


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http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator

Erreicht der Akkumulator 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 Akkumulator wird. Sobald der Strom einen 
bestimmten Wert (z. B. C/10 oder gar nur 3 Prozent des anfänglichen 
Stroms) unterschreitet oder er über einen längeren Zeitraum nicht mehr 
sinkt, wird die Ladung beendet.[31] Die Ladeschlussspannung von 
produktabhängig 4,1 V bis 4,3 V darf allenfalls mit einer geringen 
Toleranz (z. B. 50 mV) überschritten werden. Die Verwendung einer etwas 
niedrigeren Ladeschlussspannung ist hingegen unkritisch. Einer gewissen 
Verringerung der Kapazität steht meist eine deutliche Erhöhung der Zahl 
der nutzbaren Lade- und Entladezyklen gegenüber.

von Max H. (hartl192)


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Die Zellen werden nicht mit 4.2V geladen, sie werden mit Konstantstrom 
geladen bis sie 4.2V erreichen.

von MannOhMann (Gast)


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Max H. schrieb:
> Die Zellen werden nicht mit 4.2V geladen, sie werden mit Konstantstrom
> geladen bis sie 4.2V erreichen.

Das ist korrekt.

Jens schrieb:
> Wenn es heißt, 4.2Volt Ladeschlussspannung, dann ist doch die Spannung
> gemeint, die am Akku zu messen ist, oder nicht?

Ja.

Jens schrieb:
> Wie gesagt,
> über 20cm 5mm² Kupfer mit brandneuen Steckern, können bei 6A keine 400mV
> abfallen (einfach!).

Offensichtlich doch!
Sind höchstwahrscheinlich hauptsächlich die Übergangswiderstände der 
Stechverbindungen.
Du kannst es doch auch nachmessen.
Miss mal
# Spannung am Netzteil versus Spannung am Akku
# Spannung Plus (+)Netzteil nach Plus (+)Akku
und
# Spannung Minus (-)Akku nach Minus (-)Netzteil
So kannst Du's einkreisen.

von Udo S. (urschmitt)


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Wer misst mist Mist.

von Rechenpower (Gast)


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> Sind höchstwahrscheinlich hauptsächlich die Übergangswiderstände der
> Stechverbindungen.
> Du kannst es doch auch nachmessen.
> Miss mal
ich würde es zuerst mal mit Rechnen versuchen, nach Ohmschen Gesetz 
würden bei den genannten Werten 0,0667 Ohm rauskommen - das ist ein 
realistischer Wert als Übergangswiderstand.

> Akku konstant 4.1Volt mittlerweile und Kabelanfang
> alles zwischen 4.2 und 5.0, jenachdem wie hoch ich dreh.
Wenn die Spannung jetzt konstant ist dürfte er wohl voll geladen sein 
wegen der Produktschwankungen.
Ich würde jetzt aufhören mit Laden, wenn das ein unbekannter Li-Ion-Akku 
ist.

von MannOhMann (Gast)


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Rechenpower schrieb:
> ich würde es zuerst mal mit Rechnen versuchen, nach Ohmschen Gesetz
> würden bei den genannten Werten 0,0667 Ohm rauskommen - das ist ein
> realistischer Wert als Übergangswiderstand.

P = 10A² x 0,0667 Ohm = 6,67 W

6,67 Watt durch Übergangswiderstände!
normal, ey

da muss man nicht mal nachmessen, um möglicherweise einen schlechten,
hitzeerzeugenden Kontakt ausfindig zu machen,
denn:

Udo Schmitt schrieb:
> Wer misst mist Mist.

von Uwe (Gast)


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> P = 10A² x 0,0667 Ohm = 6,67 W
  P =  6A² x 0,0667 Ohm = 2,4  W
Auf 4 Übergangswiderstände aufgeteilt und 2x 20 cm 5mm² Kupfer

von Manfred G. (magroma)


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Jens schrieb:
> Falls mir jemand das Phenomän mit den unterschiedlichen Spannungen am
> Kabelanfang und Akku erklären könnte, wäre ich sehr dankbar. Wie gesagt,
> über 20cm 5mm² Kupfer mit brandneuen Steckern, können bei 6A keine 400mV
> abfallen (einfach!). Noch dazu, wenn das Kabel ein Spannungsteiler wäre,
> müsste die Spannung am Akku wenigstens proportional mitsteigen, zur
> Spannungserhöhung, was sie aber zu keinem Milivolt tut.

Zum Innenwiderstand beim Ladegerät gehören auch der Gleichrichter, 
Trafowicklung, Leiterbahnen und sonstige im Laststromkreis liegende 
Bauteile. Alle begrenzen den Ausgangsstrom.

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