Einen wunderschönen Sommertag allerseits, ich würde gerne den Ladezustand einer Batterie testen. Kein Akkumulator/kein Bleiakku etc., sondern im Speziellen eine Lithium-Knopfzellen-Batterie, die eingelötet wird/ist. Ich könnte diese Zelle definiert entladen und wüsste im Nachhinein wie voll sie war. Das nützt aber wenig ;-) Das Problem ist, dass die Klemmenspannung praktisch nichts oder nur sehr wenig über den Ladezustand sagt. Frage: 1. Gibt es eine Möglichkeit, den Energieinhalt mittels kurzer Messung zu ermitteln? Pulsbelastung und Beobachtung der Erholung o.ä. 2. Ändert sich der Innenwiderstand mit der Entladung ? Wieder Pulsmessung!? 3. Ändert sich der Innenwiderstand bei Frequenzen ungleich Null mit dem Entladevorgang? Richtung Impedanzspektroskopie/Netzwerkanalyse an der Batterie... Bevor ich einen VNA an Batterien mit unterschiedlichen Ladezuständen anschließe, würde ich gerne hier nachfragen. Offensichtlich kenne ich mich mit chemischen DUTs nicht aus ;-) Generell denkt man viel zu kompliziert. Über eine einfache Lösung würde ich mich daher freuen. Viele Grüße Silvio
Hallo, ich verstehe nicht ganz deine Intention. Geht es um ein einzelnes Teil oder um eine Serie? > Silvio K. schrieb: > ich würde gerne den Ladezustand einer Batterie testen. Kein > Akkumulator/kein Bleiakku etc., sondern im Speziellen eine > Lithium-Knopfzellen-Batterie, Um mal eine saubere Nomenklatur hinzubekommen, eine Batterie ist eine Zusammenschaltung gleichartiger Elemente. Du sprichst dann aber von dieser Zelle? Wenn es kein Akku ist, dann nennt man das Primärzellen. Und wenn es nur eine Zelle ist, dann ist es nimmer ein Akku. >die eingelötet wird/ist. Ich könnte diese > Zelle definiert entladen und wüsste im Nachhinein wie voll sie war. Das > nützt aber wenig ;-) Das Problem ist, dass die Klemmenspannung praktisch > nichts oder nur sehr wenig über den Ladezustand sagt. Bei Akkus ist das oft der Fall. Bei Primärzellen aber meiner Erfahrung nach oft eher nicht. Da kann man womöglich doch von der momentanen Zellenspannung (am besten unter gewisser Last) auf die Restladung schließen. > Frage: > 1. Gibt es eine Möglichkeit, den Energieinhalt mittels kurzer Messung zu > ermitteln? Pulsbelastung und Beobachtung der Erholung o.ä. Möglich. Aber so viele Systeme und Bauarten es gibt, so viele Entladekennlinien gibt es. Um was geht es also konkret? Praktisch wird man mind. einmal die Entladekennlinie aufnehmen müssen. Wen man nicht gerade einen sehr engen Temperaturbereich hat, dann muß man die Temp. auf alle Fälle mit einbeziehen. > 2. Ändert sich der Innenwiderstand mit der Entladung ? Wieder > Pulsmessung!? Meist schon. Steht bloß die Frage, ob dieser Effekt nicht von Expemplarstreuungen, Temperatur und Alterung stärker beeinflusst wird, als der eigentliche Messeffekt. > 3. Ändert sich der Innenwiderstand bei Frequenzen ungleich Null mit dem > Entladevorgang? Richtung Impedanzspektroskopie/Netzwerkanalyse an der > Batterie... Ich denke, das wird nur aufwendiger. > Bevor ich einen VNA an Batterien mit unterschiedlichen Ladezuständen > anschließe, würde ich gerne hier nachfragen. Offensichtlich kenne ich > mich mit chemischen DUTs nicht aus ;-) > Generell denkt man viel zu kompliziert. Über eine einfache Lösung würde > ich mich daher freuen. Dann solltest du mehr nutzbare Infos geben. Hat der Hersteller der Zelle evtl. nutzbare Infos? z.B. Temperaturkennlinie und Entladekennlinien? Gruß Öletronika
Vielleicht mit einem Vergleich einer Referenzzelle vom gleichen Typ. Also diese 10%,20%.. entladen und jeweils die entsprechenden Parameter vergleichen.
Guten Morgen! U. M. schrieb: > Geht es um ein einzelnes Teil oder um eine Serie? Bei einem einzelnen Teil wird es nicht bleiben und es ist auch eine wichtige Sache, deshalb kann es schon ein bisschen Aufwand verursachen. Ob es eine richtige Serie wird, weiß ich noch nicht, aber potentiell würde ich damit rechnen. > Um was geht es also konkret? Es geht um eine einlötbare Lithiumknopfzelle. 3V. Laut wikipedia ist es eine Primärzelle. Die genaue Bezeichnung kann ich nachreichen. > Praktisch wird man mind. einmal die Entladekennlinie aufnehmen müssen. Eine oder mehrere Referenzkurven sind klar. > Da kann man womöglich doch von der momentanen Zellenspannung (am besten > unter gewisser Last) auf die Restladung schließen. Das habe ich noch nicht probiert. Die Kollegen beklagten halt, dass die Leerlaufspannung praktisch nichts über den Ladezustand sagt. Messen unter Belastung wird nun mal ausprobiert.
Silvio K. schrieb: > ich würde gerne den Ladezustand einer Lithium-Knopfzelle testen. > Das Problem ist, dass die Klemmenspannung praktisch nichts oder > nur sehr wenig über den Ladezustand sagt. Ist denn der Stromverbrauch Deiner Schaltung konstant? Dann würde eine Zeitmessung reichen. Wenn der Strom nicht allzusehr schwankt könnte man auch das Strom/Zeitprodukt messen. Gerade bei Lithium- Zellen kann man auch über die Spannung auf den Energieinhalt schliessen. Das alles geht natürlich nur, nachdem Du einmal eine Probemessung machst und damit Aussagen über das Verhalten von zukünftigen Zellen ermittelst. Gruss Harald
Hi, Silvio, Du willst die Restkapazität einer Primärzelle messen? Da wird ein Chemiker oder auch Physiker Dir bessere Antworten geben können, und zwar aus seinem analytischen Verständnis der Vorgänge heraus. Als Beispiel die klassische Kohle-Zink-Batterie: 1. Klar, irgendwann hat der Elektrolyt das Zink aufgefressen. 2. Aber wie willst Du vorher messen, ob der Elektrolyt noch 1mm Schicktdicke vor sich hat, einen halben Millimeter oder wieviel weniger? Frißt der sich eigentlich gleichmäßig durch oder an verschiedenen Stellen unterschiedlich schnell? Sylvio, die wohl besten Chemiker und Physiker für Deine Antworten hat Dein Herteller für solche Zellen. Vielleicht braucht er Euren Umsatz für die Entwicklung eines Messgeräts. Ciao Wolfgang Horn
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Ich stand vor dem Problem, die noch vorhandene Restkapazität in einer BR2/3a abzuschätzen. Siehe Bild. Das ist dann keine Messmethode, hilft aber zu entscheiden, ob man die Zelle drin lassen kann oder lieber auswechselt.
Das Datenblatt dieser Lithium-Knopfzelle CR2032 http://data.energizer.com/PDFs/cr2032.pdf zeigt eine "Pulse Drain" Belastung sowie die ohmsche Belastung im Vergleich. Falls es sowas für deine Zelle nicht gibt, müsste man das durch eigene Versuchsreihe herausfinden. Aber vielleicht gibt es ja einen ähnlichen Typ (Technologie, Spannung, mAh) wo man das schon ermittelt hat. Gruss
Wolfgang Horn schrieb: > Du willst die Restkapazität einer Primärzelle messen? Sorry, wenn das nicht von vornherein klar war. Ja, ich möchte genau das messen. Bernd, Erich: Vielen Dank. Mit Belastung kommt doch ein bisschen Steigung hinein. > Als Beispiel die klassische Kohle-Zink-Batterie Ich habe gedacht, dass der Entladeprozess eine interne Geometrieänderung der Elektrodenstruktur bewirkt und man dieses per Impedanzmessung bei höheren Frequenzen eventuell sieht. Bzw. zweiter Denkansatz betrifft die Reaktionsgeschwindgigkeit. Wie schnell ist diese chemische Reaktion (Grundlage der Zelle) in der Lage zu reagieren und Strom bereit zustellen. Vielleicht ist das bei unterschiedlichen Ladezuständen eben auch unterschiedlich. Bei 1 MHz ist der Zeitrahmen schon recht kurz und man sieht vielleicht schon eine Verzögerung. Aber wie gesagt, alles nur theoretische Spinnerei von mir. Morgen kann ich mal ein bisschen Testen. Alle Erkenntnisse werde ich posten. Weiteres Feedback ist stets willkommen!
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Ich habe mal mit einem VNA in die Zelle hinein gemessen. Mich hat auf jeden Fall die Impedanz bei Frequenzen ungleich Null interessiert. Um die Gleichspannung vom Gerät fernzuhalten, ist ein Block-C dazwischen. Das Netz zwischen Referenzebene und Zelle habe ich für die kartesische Ansicht herausgerechnet (2 Ohm-Vergleichsmessung, sind ziemlich 2 Ohm). Im Smith sind die Rohdaten. Ich glaube auf diesem Weg sieht man nicht viel. Eine volle und eine leere Zelle kann man gut unterscheiden, dazu reicht aber das Multimeter aus. Also bis jetzt ein Erkenntnisgewinn ohne Anwendbarkeit.
Silvio K. schrieb: > Die Kollegen beklagten halt, dass die Leerlaufspannung praktisch nichts > über den Ladezustand sagt. Das entspricht auch meiner Erfahrung mit diesen Dingern. Leerlauf noch 3,02 V, aber schon bei geringer Belastung bricht die Spannung ein. Dann wiederum habe ich Zellen gesehen, die auch im Leerlauf nur noch 2,5 V oder so hatten. Die Dinger sind schwieriger zu verstehen als Frauen. :-))
Jörg Wunsch schrieb: > Die Dinger sind schwieriger zu verstehen als Frauen. :-)) Dann ist das Verstehen der Relativitätstheorie dagegen ja ein Klacks. Einstein war der Ansicht, das diese einfacher zu verstehen ist, als die Frauen. :-)
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Kurzes Feedback: Der Innenwiderstand der Zelle steigt mit fallender Kapazität. Ich halte euch auf dem Laufenden.
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