Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welcher Akkutyp oder Batterie am besten bei Kälte?


von fred (Gast)


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Hallo,
ich habe hier nen Datenlogger u.a. Wetterdaten, MC wacht halbe Stunde 
auf und misst und speichert Daten und geht in sleep, bei Kälte machen 
die NiMHs gefühlt schneller schlapp als im Sommer, kann das sein?
Gerade jetzt wo es wieder deutlich kälter geworden ist steigen die NiMHs 
(egal welche Marke, alle mit geringer Selbstentladung und relativ neu) 
aus, im Sommer würden noch 1 Monat länger laufen, habe mir die 
Laufzeiten bisher immer wieder mal notiert.
Bringt man die vermeintlich leeren Akkus wieder auf Zimmertemperatur 
laufen sie indoor noch bis zur üblichen Zeit weiter.

Welche Akkus oder Batterien sind denn am besten für Kälte tauglich?
So -15°C sollte sie schon verkraften. Bauform sollte klein sein, wie 
Mignon oder auch grösser aber halt keine Motorradbatterie.

von Michael P. (mpl)


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Warema Funkwetter Stationen machen das öfters > 30min und Leben nur 
durch Kondensatoren und PV Zellen... Keine Akkus oder Batterien Vllt 
wäre das ne Lösung?

von Werner H. (werner45)


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Alkalibatterien gehen auch.
Wenn es ein Akku sein soll, Nickel-Cadmium.
Der ist auch heute noch als Akku für Elektroschrauber erlaubt, weil NiMH 
nahe 0 °C versagt.
In alten Akkupacks dieser Schrauber finden sich genügend Zellen mit 1300 
mAh. Daß alle defekt sind, ist selten. Den Akkupack nach Entfernen des 
Gehauses mit Vorwiderstand und ca. 300 mA für einige Minuten laden. Mit 
dem Voltmeter findet man die ganzen Zellen sofort. Trennen der 
Kontaktfahnen mit einer Blechschere, das Abreißen kann Löcher geben. Die 
Zellen dann mit einem Lader ordentlich aufladen und am besten die 
Kapazizät messen. Zellen ähnlicher Kapazität können wieder zu einem Satz 
zusammengelötet werden.
Dieser ist dann auch unter 0 brauchbar.

Gruß   -   Werner

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

LiFePo4 Akkus sind bei niedrigen Temperaturen gut geeignet. Ob die für 
dich interessant sind bin ich mir aber unsicher. Gängig ist dabei 
nämlich die Bauform 18650 (18mm Durchmesser, 65mm Länge). AA Batterien 
sind 14500 (14mm Durchmesser, 50mm Länge). Je nach gewünschter Spannung 
würdest du dabei aber mit weniger Zellen auskommen, da sie eine höhere 
Spannung haben. Zudem ist die Ladung einer Lithiumzelle etwas 
aufwendiger als bei einer NiMH Zelle.
Alternativ könnte es bei dir helfen, wenn du große Kondensatoren samt 
Ladewiderstand parallel zu deinem NiMH Akku schaltest, da diese bei den 
niedrigen Temperaturen nicht in der Lage sind, hohe Leistungen zu 
liefern. Das könnte dann der Kondensator übernehmen, der dann in den 
Pausen langsam wieder vom Akku nachgeladen wird.

Gruß Kai

von fred (Gast)


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NiCd habe ich alle weggeworfen sprich entsorgt, die Dinger ausm 
Akkuschrauber von Bosch hatte ich zuletzt für was anderes im Einsatz 
aber die waren schon sehr alt und auch einige kaputt. Ich glaube wegen 
der hohen Selbstentladung sind die sowieso nix mehr. Die alten NiMHs 
ohne geringe Selbstentladung sind ähnlich unbrauchbar, monatelang im 
Einsatz geht damit nicht.

LiIon im 18650-Format habe ich aber die sind zu unförmig, dann braucht 
man wieder extra Klemmen/Halterungen und passt nicht ins bisherige 
Gehäuse. LiIon laden wäre kein Problem.
Ich habe da mal in diversen Blogs Li-ion-Akkus gesehen die wie kleine 
Alu-Tüten aussehen:
http://www.electronics-lab.com/tag/li-ion/page/9/
Unten das Ding mit gelbem Streifen. Sieht mir aber irgendwie sehr 
bastelig und undicht aus, nicht dass mir die Bude abraucht.


Ein dickerer Elko an der Batterie ist ne gute Idee, damit könnte er die 
kältere nacht hindurch durchhalten, tagsüber ist oft wieder.

Solarzellen + Elko, evt. später mal bei einem Redesign des Gehäuses.

Habe jetzt mal ne CR2032 rangefummelt, mal sehen ob sie die nacht 
durchhält, leider hat es jetzt +9°C und das soll auch laut 
Wetterbereicht nachts so bleiben, schlecht zum testen.

von michael_ (Gast)


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fred schrieb:
> NiCd habe ich alle weggeworfen sprich entsorgt, die Dinger ausm
> Akkuschrauber von Bosch hatte ich zuletzt für was anderes im Einsatz
> aber die waren schon sehr alt und auch einige kaputt. Ich glaube wegen
> der hohen Selbstentladung sind die sowieso nix mehr. Die alten NiMHs
> ohne geringe Selbstentladung sind ähnlich unbrauchbar, monatelang im
> Einsatz geht damit nicht.

Könntest du dich mal bitte schlau machen mit speziellen NiCd/NiMh.
Zellen, die kurzzeitig große Leistung bringen müssen, sind sowieso 
ungeeignet.
Es gibt z.Bsp. Zellen für Notbeleuchtung mit wesentlich erweiterten 
Temperaturbereich und Zuverlässigkeit.
Ich würde dir Lithiumbattereien empfehlen, welche du vorausschauend 
austauschst.
Übrigens, ich habe aus einem vernachlässigten Handstaubsauger, welcher 
10 Jahre ungeladen war, die Akkus gewonnen.
Sie waren 25 Jahre alt, NiCd, SAFT und haben noch die aufgedruckten 
1500mAh.

von WehOhWeh (Gast)


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Hallo,

generell sind NiCd gut geeignet, die gehen oft bis -20°. Aber exzellent 
sind LiFePO4, und die gibts auch beim Reichelt:
http://www.reichelt.de/LIFEPO4-18650FPZ/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=86861&artnr=LIFEPO4+18650FPZ&SEARCH=LiFePO4

Man muss aber immer mit Kapazitätseinbußen rechnen, mit LiFePO4 kann man 
aber schon noch 80% erreichen bei minustemperaturen.

Aber:
Das geht ohne Akku. Ich habe ein Ähnliches Teil wie du gebaut, nur wacht 
das alle 60s auf un funkt die Werte herein, statt sie wegzuspeichern. 
Speichern braucht aber ´deutlich weniger Strom als 433MHz Funk.
Das läuft jetzt seit einem Jahr auf 3xAAA, und die Batterien sind noch 
gut.

Meine Elektronik braucht im sleep nur 3µA, LDO, Elektronik, µC, 
Funkmodul, alles zusammen. Wirklich Strom braucht nur das Funken.

Deine Anwendung kann man komfortabel mit einer CR2032 Knopfzelle lösen, 
den richtigen Controller vorausgesetzt (STM32L0, PIC, oder MSP430).

Also:
Auf der Verbrauchsseite ist das viel einfacher zu lösen, als mit 
besseren Akkus!

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo fred.


fred schrieb:

> LiIon im 18650-Format habe ich aber die sind zu unförmig,


LiIon Akkus sind absolut kälteuntauglich. Die gehen schon unterhalb
 *plus 10°C* in die Knie. :(


> Ein dickerer Elko an der Batterie ist ne gute Idee, damit könnte er die
> kältere nacht hindurch durchhalten, tagsüber ist oft wieder.

Ein Rohr an einem Ende platthauen und zuschweissen. Das Ende verwendest 
Du als Rammspitze, um das Rohr in den Boden zu schlagen. So um einen 
Meter Tiefe sollte einigermassen frostsicher sein. In das Rohr hinein 
versenkst Du Deine Batterien/Akkus und schliesst sie mit einer 
entsprechend langen Leitung an.

Akkupack gut gegen Feuchte schützen. Aufpassen, dass es nicht in das 
Rohr regnet. Schwitzwasserbedenken.

Darauf achten, dass der Akkupack genug Spiel im Rohr hat, damit er nicht 
stecken bleibt. Kritisch ist dabei unten die plattgeschlagene Stelle 
wegen der Keilwirkung.

Zum herausziehen nicht nur die Leitung verwenden. Am besten eine extra 
Leine (z.B. Maurerschnur) gut am Akkupack befestigen.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Die "Enelope"-Akkus sollen bis 40 Grad Minus funktionieren ...

von Werner H. (werner45)


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@ Bernd Wiebus:

Das funktioniert aber leider nicht bei steingem Boden. Auf einer Moräne 
oder im Fluß/Bachbett hilft aus eigener Erfahrung nur Graben. Auf einem 
Berg geht das gar nicht.

@ fred:

Was hast Du denn für tolle Elkos? Meine sind schnell leer.

Gruß   -   Werner

von fred (Gast)


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Frank E. schrieb:
> Die "Enelope"-Akkus sollen bis 40 Grad Minus funktionieren ...
Genau die haben vorgestern bei knapp 0°C schlapp gemacht und andere 
NiMH-Marken sind durchweg genauso kälteanfällig.


@WehOhWeh (Gast)
>Auf der Verbrauchsseite ist das viel einfacher zu lösen, als mit
>besseren Akkus!
Meine Schaltung braucht im Schlaf auch nur 3-5µA, genau habe ich es 
jetzt nicht mehr im Kopf aber in dem Bereich. In der Wachphase ist er 
nicht mal eine Sekunde lang an da sind es dann wenige mA für ein paar 
Millisekunden, das ist ja nix was eine Batterie oder Akku Leersuagen 
würde, das macht hier nur die Kälte. Läuft ja auch den ganzen Sommer 
durch erst wenn es mal deutlich unter 10°C wird merkt man es schon an 
der verminderten Laufzeit, gehts gegen 0°C kann man es komplett 
vergessen, da halten frische Akkus nur wenige Tage, mit Glück ne Woche.

Habe jetzt mal über Nacht den Logger ins Gefrierfach mit CR2032-Zelle 
gesteckt, lief einwandfrei durch, war sogar ne Gebrauchte ausm 
Fahrradcomputer.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Frank.

Frank E. schrieb:
> Die "Enelope"-Akkus sollen bis 40 Grad Minus funktionieren ...

NiMH funktioniert zum Entladen durchaus unter dem Gefrierpunkt, aber 
allgemein zum Laden sollten es mindestens plus 5°C sein, wenn ich mich 
richtig erinnere.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von rcc (Gast)


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Bernd W. schrieb:
> LiIon Akkus sind absolut kälteuntauglich. Die gehen schon unterhalb
>  *plus 10°C* in die Knie. :(

So allgemein formuliert ist das einfach falscher Unsinn. Typische 
18650er Zellen gehen bis etwa -10 Grad Entladen/Laden bis 0 Grad.
Für Kälte ausgelegte Typen gehen bis -30 Grad problemlos.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo rcc.

rcc schrieb:

>> LiIon Akkus sind absolut kälteuntauglich. Die gehen schon unterhalb
>>  *plus 10°C* in die Knie. :(
>
> So allgemein formuliert ist das einfach falscher Unsinn. Typische
> 18650er Zellen gehen bis etwa -10 Grad Entladen/Laden bis 0 Grad.

"Typische" 18650er Zellen versemmeln bei mir schon bei plus 5°C total. 
Zumindest was den sinnvollen Betrieb für eine LED-Taschenlampe betrifft. 
Bei meinem Netbook reduziert sich die Laufzeit bis zum Abschalten um die 
Hälfte, wenn ich es bei 12 Grad Umgebungstemperatur betreibe verglichen 
mit ca. 20°C.

Natürlich mag das für mA oder uA einer schlummernden Mikrocpntroller 
Schaltung langen. Du könntest auch damit einen Kondensator laden, aus 
dem sich der Mikrocpntroller für einige Sekundenbruchteile versorgt, um 
aufzuwachen, ein Datenpacket zu versenden und sich wieder Schlafen legt.

Für den Leistungsbereich könnten aber dann Lithiumbatterien statt 
liIon-Akkus sinnvoller sein, und die sind durchaus kältegeeignet.

> Für Kälte ausgelegte Typen gehen bis -30 Grad problemlos.

Bist du sicher, dass Du nicht LiFePo meinst?
Ansonsten würde ich gerne mal mit so Teilen herumexperimentieren.


Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

von WehOhWeh (Gast)


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> @WehOhWeh (Gast)
>>Auf der Verbrauchsseite ist das viel einfacher zu lösen, als mit
>>besseren Akkus!
> Meine Schaltung braucht im Schlaf auch nur 3-5µA, genau habe ich es
> jetzt nicht mehr im Kopf aber in dem Bereich. In der Wachphase ist er
> nicht mal eine Sekunde lang an da sind es dann wenige mA für ein paar
> Millisekunden, das ist ja nix was eine Batterie oder Akku Leersuagen
> würde, das macht hier nur die Kälte. Läuft ja auch den ganzen Sommer
> durch erst wenn es mal deutlich unter 10°C wird merkt man es schon an
> der verminderten Laufzeit, gehts gegen 0°C kann man es komplett
> vergessen, da halten frische Akkus nur wenige Tage, mit Glück ne Woche.
>
> Habe jetzt mal über Nacht den Logger ins Gefrierfach mit CR2032-Zelle
> gesteckt, lief einwandfrei durch, war sogar ne Gebrauchte ausm
> Fahrradcomputer.

Dann hast du das Problem schon gelöst.
Akkus lohnen sich nicht, weil 5µA sind 44mAh/Jahr für den Leerlauf. 
Kommt noch die Messung obenauf, das müsstest du dir selber ausrechnen, 
aber 10mA für 1Min am Tag sind auch nur 61mAh/Jahr.

Ich würde erst mal handelsüblichen Alkalizellen probieren. Alkali gibts 
auf alle Fälle bis -20°. Beispiel:
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/D600/DURA_IND_AA.pdf
Die von Aldi gehen auch mindestend bis -10°, zumindest haben sie bei mir 
den letzten Winter gut überstanden.

Wenn das nicht reicht, dann gibts  LiSOCl2, die gehen auch mit extrem 
tiefen Temepraturen. Beispiel:
http://www.reichelt.de/LS-14250/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=135656&artnr=LS+14250&SEARCH=SAFT
Die kann sogar -60°. Der Nachteil dieser Teile ist der hohe 
Innenwiderstand, aber bei wenigen mA sollte das gehen.

von Jens G. (jensig)


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@Bernd Wiebus (berndwiebus)

>> Für Kälte ausgelegte Typen gehen bis -30 Grad problemlos.

>Bist du sicher, dass Du nicht LiFePo meinst?

LiFePo sind auch nur eine Art LiIon, genau so wie auch LiPo. Insofern 
war seine Aussage nicht verkehrt ... ;-)

von oszi40 (Gast)


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> "Typische" Zellen versemmeln bei mir schon bei

Ohne den genauen Typ+Herstller zu nenen, können Unterschiede sehr groß 
sein. Ein Test im Gefrierschrank schafft Klarheit, sofern nicht später 
das Kondenswasser einen Streich spielt. Beim Test waren die eneloop 
meine eindeutigen Gewinner unter den guten AA-Akkus bei Frost. Aber 
warum soll man teure Akkus nehmen, wenn ein paar Alkali auch ein Jahr 
halten? Kapazität ist nicht alles. Wenn Feuchtigkeit ins Spiel kommt, 
nützt der teuerste Akku wenig, wenn die Federkontakte korrodieren. Hier 
noch ein nützlicher Mignon-Akkutest-Link: 
http://www.pocketnavigation.de/2015/03/mignon-aa-akkus-test-vergleich/

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