Forum: Offtopic Alkali-Batterie auf 0,1 V entladen. Wie ist das möglich?


von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Hallo miteinander.
Eine reine Interessenfrage. Ich habe nach 10-minütigem Googlen nichts 
gefunden und vielleicht hat jemand von Euch eine Antwort parat. Und 
zwar:

In einer Fahrradlampe mit einer High Power LED befinden sich in einem 
Batterie-Haltekäfig 3 AAA Alkali-Batterien (in Reihe). Nun ging diese 
Lampe nicht mehr und ich hatte schon den Verdacht, dass durch 
Feuchtigkeit oder Kälte etwas an dieser Lampe kaputt gegangen ist. 
Vorsichtshalber habe ich an den Kontakten des Käfigs gemessen, und da 
liegen 1,67 V an! Bei 3 Batterien!

Die einzelnen Zellen haben eine Spannung von
- 1,33 V
- 0,22 V
- 0,12 V.

Wie ist das möglich, dass sich eine Zelle (oder in diesem Fall zwei) in 
einem Verbund so "tief entladen"? Bei meinen Recherchen fand ich heraus, 
dass bei ca. 0,8 V Schluss ist. Da muss doch ein Defekt vorliegen.

Hat jemand eine Erklärung dafür? Viele Grüße!

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:

> In einer Fahrradlampe mit einer High Power LED befinden sich in einem
> Batterie-Haltekäfig 3 AAA Alkali-Batterien (in Reihe). Nun ging diese
> Lampe nicht mehr und ich hatte schon den Verdacht, dass durch
> Feuchtigkeit oder Kälte etwas an dieser Lampe kaputt gegangen ist.
> Vorsichtshalber habe ich an den Kontakten des Käfigs gemessen, und da
> liegen 1,67 V an! Bei 3 Batterien!
>
> Die einzelnen Zellen haben eine Spannung von
> - 1,33 V
> - 0,22 V
> - 0,12 V.
>
> Wie ist das möglich, dass sich eine Zelle (oder in diesem Fall zwei) in
> einem Verbund so "tief entladen"? Bei meinen Recherchen fand ich heraus,
> dass bei ca. 0,8 V Schluss ist. Da muss doch ein Defekt vorliegen.
>

> dass bei ca. 0,8 V Schluss ist.

Da hört nicht die Entladung auf, sondern da muss sie aufhören wenn die 
Zelle nicht dauerhaft geschädigt werden soll.

Irgendein Entladeweg scheint wohl vorzuliegen und die "stärkste" Zelle 
hat überlebt.

Hat deine Lampe irgendwelche Elektronik drin?
Wenn ja dann wird's der Ruhestrom sein der da womöglich immer fliesst.

Wie wird die Lampe denn eingeschaltet?


 Kurt

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Hi Kurt,

zur Elektronik kann ich nichts Sicheres sagen. Die Lampe wird über einen 
Taster (kein Schalter) eingeschaltet. Beim ersten Drücken leuchtet die 
Lampe dauerhaft, beim zweiten Drücken blinkt sie, beim dritten leuchtet 
sie dauerhaft aber etwas dunkler und beim vierten ist sie dann aus.

Also wird irgendeine Schaltung drin stecken, alleine um die LED richtig 
zu versorgen.

Die Lampe ist bei Amazon unter "DEGBIT" zu finden. (Fahrradleuchten-Set)

Ich dachte bisher, dass sich alle Batterien, egal ob Reihen- oder 
Parallelschaltung, gleichmäßig entladen?

von Kai S. (kai1986)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Ich dachte bisher, dass sich alle Batterien, egal ob Reihen- oder
> Parallelschaltung, gleichmäßig entladen?

Das gilt nur, wenn alles absolut identisch ist, was aber praktisch nicht 
der Fall ist. Deine Lampe macht wohl mit 1,7V Gesamtspannung noch etwas 
und die erste Zelle hatte mehr Kapazität als die anderen beiden. Wenn 
jetzt Zelle 2 und 3 leer ist kann aber immer noch Strom durch sie 
fließen. Das kann sogar so weit gehen, das Zellen umgepolt werden.

Georg 0. schrieb:
> Bei meinen Recherchen fand ich heraus,
> dass bei ca. 0,8 V Schluss ist.

Da hast du alle praktisch nutzbare Energie der Zelle verbraucht. Bei 
wiederaufladbaren Batterien hört man dann auf, um die Zelle nicht zu 
schädigen. Bei Batterien ist das aber egal, weil die eh weggeworfen 
werden.

Gruß Kai

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Hi Kurt,
>
> zur Elektronik kann ich nichts Sicheres sagen. Die Lampe wird über einen
> Taster (kein Schalter) eingeschaltet. Beim ersten Drücken leuchtet die
> Lampe dauerhaft, beim zweiten Drücken blinkt sie, beim dritten leuchtet
> sie dauerhaft aber etwas dunkler und beim vierten ist sie dann aus.

Da hast du deinen Stromklauer!
Die Schaltung schaut ja ständig nach ob du gewillt bist ihr was zu 
sagen/befehlen oder eben nicht.
Und das kostet.


 Kurt

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Hmm...
Kurt, ich hab jetzt mal auf deine Vermutung ein Labornetzteil und 
dazwischen (für genauere Strommessung) noch ein Multimeter dran 
gehangen. Messbereich µA, Anzeige "0.0 µA". Ich hatte kurzzeitig den 
Verdacht, dass die Batterien das Innere des Gehäuses berühren und da 
irgendeine Entladung stattfindet. Das ist allerdings nicht der Fall.

Nach weiterem Nachdenken bliebe nur die Möglichkeit, dass beim 
Ausschalten irgendeine Funktion aktiviert wird, die Strom verbraucht 
aber nicht sichtbar (ohne Leuchten) ist.

: Bearbeitet durch User
von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Hmm...
> Kurt, ich hab jetzt mal auf deine Vermutung ein Labornetzteil und
> dazwischen (für genauere Strommessung) noch ein Multimeter dran
> gehangen. Messbereich µA, Anzeige "0.0 µA".

Das sagt nur bedingt was aus. Die Tastenabfrage ist wohl getaktet und 
die kurzen Einschaltzyklen dürfte dein MM nicht mitbekommen.

> Nach weiterem Nachdenken bliebe nur die Möglichkeit, dass beim
> Ausschalten irgendeine Funktion aktiviert wird, die Strom verbraucht
> aber nicht sichtbar (ohne Leuchten) ist.

Leckströme finden sich immer, es kommt darauf an wie gering die sind.
Ein vorsätzliches Einschalten von irgendwas halte ich für 
unwahrscheinlich, es sei denn du hast eine Diebstahlssicherung über GPS 
und GSM oder sonstwas dabei.

 Kurt

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Und denkst du auch, Kurt, dass wenn die Lampe seit Oktover/November 
gelegentlich in Gebrauch ist, dann durch dieses Takten restlos entladen 
werden könnte? (Die Lampe habe ich nur verschenkt...) So wie ich gehört 
habe, ging es die eine Woche, die andere dann aber nicht mehr. Quasi 
"schlagartig".

Aber schon mal vielen Dank für deine bzw. eure Mühen.

von Dipl.- G. (hipot)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:

> Ich dachte bisher, dass sich alle Batterien, egal ob Reihen- oder
> Parallelschaltung, gleichmäßig entladen?

Nein, dieses Phänomen tritt selbst in Notfallversorgungen von 
Energieanlagentechnik auf, z.B. die Gleichstromnotversorgung von 
Umspannwerken und Umspannstationen zur Spannungsversorgung der 
Leistungsschalter.
Deswegen gibt es neben Impedanzmeßgeräten auch Prüfgeräte (gesteuerte 
Lastbank), mit denen man Entladungs- und Belastungsprüfungen durchführt 
und simultan die Spannung über jedem einzelnen Akkumulator mißt. Das 
sind üblicherweise bis zu 60, manchmal auch 120.

Da gibt es dann immer wieder Akkus, die nach kürzester Zeit sterben. 
Diese sind sofort oder im anschließenden Wartungsintervall 
auszutauschen. Es gibt sogar diverse Normen, die das Prüfen von 
Akkumulatorenbänken in bestimmten Zeitabständen regeln.

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Und denkst du auch, Kurt, dass wenn die Lampe seit Oktover/November
> gelegentlich in Gebrauch ist, dann durch dieses Takten restlos entladen
> werden könnte? (Die Lampe habe ich nur verschenkt...) So wie ich gehört
> habe, ging es die eine Woche, die andere dann aber nicht mehr. Quasi
> "schlagartig".

Das hat mit der langfristigen Entladung (von der ich ausging) nichts zu 
tun. Es kann ja sein dass die Lampe lange genug in Betrieb war um die 
Bats zu entladen, dazu müsste man mehr wissen.

Wie lange (Stunden) läuft denn so ein Batteriesatz?

 Kurt

von J.-u. G. (juwe)


Lesenswert?

Kurt B. schrieb:
> Da hört nicht die Entladung auf, sondern da muss sie aufhören wenn die
> Zelle nicht dauerhaft geschädigt werden soll.

Welche Folgen hat denn eigentlich eine solche "dauerhafte" Schädigung 
von Alkali-Zellen?

: Bearbeitet durch User
von A. S. (Gast)


Lesenswert?

Stelle mit dem Labornetzteil fest, ob die Lampe ihre Helligkeit regelt 
(also bei 2.5V genauso hell wie bei 4.5V). Wenn ja, wäre plötzliches Aus 
vielleicht normal. Für Fahrradlampen allerdings ein Unding.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Lesenswert?

Ich hatte vor ein paar Jahren eine Fahrradlampe mit Glühtechnik und fünf
AA-Zellen. Wegen des recht hohen Stromverbrauchs setzte ich NiHM-Akkus
ein. Als die Akkus wieder einmal leer waren, prüfte ich spaßeshalber mal
die Spannung jeder Einzelzelle. Drei der Zellen hatten noch fast 1V, bei
den restlichen zweien maß ich eine negative Spannung =8-o

Wie war das zu erklären?

Die Lampe hatte wie die deinige eine FLipflop-Logik eingebaut, so dass
sie über einen einfachen Taster eingeschaltet werden konnte. Diese Logik
wurde aber dummerweise nur an zwei der fünf Zellen (also nominell mit
3V) betrieben, was zur Folge hatte, dass diese beiden Zellen auch in
ausgeschaltetem Zustand langsam entladen wurden. Schaltete man die Lampe
ein, nachdem sie fast vollständig entladen waren, wurden sie durch die
drei noch aktiven Zellen in Gegenrichtung aufgeladen. Das ist für die
Akkuzellen logischerweise noch schädlicher als eine Tiefentladung.

Schau doch bei deiner Lampe mal nach, ob der Batteriehalter nicht
vielleicht ebenfalls eine Anzapfung für 3V hat :)

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Kurt B. schrieb:
> Wie lange (Stunden) läuft denn so ein Batteriesatz?

Habe eben mal gefragt. Insgesamt war sie 1 bis 2 Stunden im Betrieb. Die 
Batterien waren neu, von Varta, "Best Before 12-2025", "PD1215". Wie 
lange ein neuer Satz "normalerweise" läuft... keine Ahnung.


Achim S. schrieb:
> Stelle mit dem Labornetzteil fest, ob die Lampe ihre Helligkeit regelt
> (also bei 2.5V genauso hell wie bei 4.5V). Wenn ja, wäre plötzliches Aus
> vielleicht normal. Für Fahrradlampen allerdings ein Unding.

Bei 2,5 V leuchtet sie sehr viel dunkler. Es lassen sich aber noch alle 
Modi durchschalten. Btw.: Es sind sogar 5 Modi: Volle Helligkeit (~900 
mA), halbe Helligkeit (~400 mA), viertel Helligkeit (~200 mA) und zwei 
Blink-Modi.


Yalu X. schrieb:
> Ich hatte vor ein paar Jahren eine Fahrradlampe mit Glühtechnik und fünf
> AA-Zellen. Wegen des recht hohen Stromverbrauchs setzte ich NiHM-Akkus
> ein. Als die Akkus wieder einmal leer waren, prüfte ich spaßeshalber mal
> die Spannung jeder Einzelzelle. Drei der Zellen hatten noch fast 1V, bei
> den restlichen zweien maß ich eine negative Spannung =8-o

Wie waren denn die Zellen verbunden? Reihe, parallel oder irgendwie 
getrennt? (zwei Stromkreise)

> Schau doch bei deiner Lampe mal nach, ob der Batteriehalter nicht
> vielleicht ebenfalls eine Anzapfung für 3V hat :)

Der Batteriehalter ist in Reihe geschaltet. Erkannt man gut.
Allerdings fiel mir gerade auf, dass diese Battery Plastic Tube bei mir 
fehlt. 
https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/617m5uLLt4L._SL1000_.jpg
Als einzige Erklärung für mich wäre nun, dass die Batterien irgendwie an 
die Gehäuseinnenseite kamen. Die ist ja aus Metall. Allerdings sind die 
Batterien ja mit Kunststofffolien überzogen. :-/ Und die Battery Plastic 
Tube wird höchstwahrscheinlich auch nur dafür da sein, dass das dort 
drinnen nicht klappert.

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Wie waren denn die Zellen verbunden? Reihe, parallel oder irgendwie
> getrennt? (zwei Stromkreise)

Etwa so wie im Anhang. Das Ein-/Ausschalt-IC entlädt die linken beiden
Zellen ständig.

von Kurt B. (kurt-b)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Kurt B. schrieb:
>> Wie lange (Stunden) läuft denn so ein Batteriesatz?
>
> Habe eben mal gefragt. Insgesamt war sie 1 bis 2 Stunden im Betrieb. Die
> Batterien waren neu, von Varta, "Best Before 12-2025", "PD1215". Wie
> lange ein neuer Satz "normalerweise" läuft... keine Ahnung.

Die Industrie hat es ja fertiggebracht keine Kapazitätsangaben machen zu 
müssen (Argument: der Konsument ist zu blöd es zu kapieren bzw. hängt 
stark vom Verbrauch ab).
Dafür kann jeder mit irgendwelchen "Wunderangaben" seine Krücken an den 
Mann bringen.

>
>> Schau doch bei deiner Lampe mal nach, ob der Batteriehalter nicht
>> vielleicht ebenfalls eine Anzapfung für 3V hat :)

Bei drei Zellen ist so eine Anzapfung unwahrscheinlich, die 4.5V passen 
auch zur Auswahlelektronik.


> Der Batteriehalter ist in Reihe geschaltet. Erkannt man gut.
> Allerdings fiel mir gerade auf, dass diese Battery Plastic Tube bei mir
> fehlt.
> https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/617m5uLLt4L._SL1000_.jpg
> Als einzige Erklärung für mich wäre nun, dass die Batterien irgendwie an
> die Gehäuseinnenseite kamen. Die ist ja aus Metall. Allerdings sind die
> Batterien ja mit Kunststofffolien überzogen. :-/ Und die Battery Plastic
> Tube wird höchstwahrscheinlich auch nur dafür da sein, dass das dort
> drinnen nicht klappert.

Die Erklärung des fehlenen Isolatorstückes scheint wohl die 
naheliegendste zu sein. Das passt zu einer vollen und zwei leeren 
Batterien.
Wickle Isolierband oben und unten um die neuen Batterien rum und dann ab 
zum Versuch.

 Kurt

(irgendwer hat gefragt wieso es 0.8V sind die die Batterien schädigen.
#Dabei bin ich von modernen Accus ausgegangen, diese reagieren meist 
sehr empfindlich auf Entladung unter eine bestimmte Schwelle und sind 
dann meisst stark geschädigt oder gleich ganz unbrauchbar.
Die "alten" NC-Accus waren da wesentlich toleranter, sie verloren halt 
ein paar % und ließen sich meist wieder aktivieren.)

.

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

So nochmal hallo in die Runde. Die "Battery Plastic Tube" scheint wohl 
für 18650-Akkus zu sein. Über den Batteriekäfig passt diese nicht. Bei 
Amazon hat aber jemand noch 2, 3 Bilder der "Platine" gepostet, wobei 
das für mich eher nach KSQ o.ä. aussieht, als nach Steuerung für die 
Lichtmodi.

Wisst ihr, was diese Schaltung macht?

https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/71Vm8n6AbIL._SL1600_.jpg

bzw. die ganze Rezension:

https://www.amazon.de/gp/cdp/member-reviews/A13Z87OH4YZJMM/ref=pdp_new_read_full_review_link?ie=UTF8&page=2&sort_by=MostRecentReview#R192UEL8Q3AY0N

Grüße

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> wobei das für mich eher nach KSQ o.ä. aussieht

Was ja für LEDs angemessen ist...

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Uhu U. schrieb:
> Was ja für LEDs angemessen ist...

Japp. Aber (nehme ich mal an! so genau kenne ich mich auch nicht aus) 
keine Selbstentladung oder Kriechströme rechtfertigt, die eine Batterie 
unter 0,2V entladen.

In der Rezension wird erwähnt, dass der µC, der wie ein Transistor 
aussieht, für die verschiedenen Modi verantwortlich ist. Könnte es sein, 
dass im rückseitigen Deckel, der den Schalter/Taster enthält, auch 
nochmal eine Schaltung hat?

von Kai S. (kai1986)


Lesenswert?

Hast du einfach mal einen frischen Satz Batterien reingesteckt und 
geschaut, ob sich das gleiche Entladeschema wiederhohlt? Ich tippe 
nämlich immer noch auf ungleichmäßige Batterien am Anfang.

Gruß Kai

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Japp. Aber (nehme ich mal an! so genau kenne ich mich auch nicht aus)
> keine Selbstentladung oder Kriechströme rechtfertigt, die eine Batterie
> unter 0,2V entladen.

Wie oben schon mal angedeutet, können Akkus und Primärzellen in 
Reihenschaltung bei unterschiedlicher Kapazität der Zellen, die 
schwachen Zellen umgepolt werden. Bevor es zur Umpolung kommt, wird die 
betreffende Zelle natürlich erst mal bis 0 entladen.

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Okay. Nach weiterer Recherche bin ich jetzt auch der Überzeugung, dass 
die Batterien durch den Betrieb entladen wurden. Bei knapp 1 A würden 
handelsübliche Akkus und Batterien wohl ca. 2 Stunden leuchten, bei 
geringerer Stromstärke entsprechend länger. Dass diese so "ungleich" 
entladen werden, war mir bisher unbekannt. Danke für die Aufklärung.

Desweiteren: ich hatte ne falsche Erinnerung. Es ist doch ein Schalter 
und kein Taster in der hinteren Abdeckung verbaut. Also ist die 
komplette Schaltung in dem Bild der Rezension zu sehen.

Ich betrachte den Fall jetzt als abgeschlossen. Vielen Dank nochmal für 
die vielen Kommentare!

: Bearbeitet durch User
von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Georg 0. schrieb:
> Dass diese so "ungleich" entladen werden, war mir bisher unbekannt.

Die werden nicht "ungleich entladen", sie haben von vorne herein 
unterschiedliche Kapazität, sei es durch Produktionsstreuung oder durch 
unterschiedliches Alter oder unterschiedlichen Lagerbedingungen.

von Georg 0. (0rsch)


Lesenswert?

Ich versuche in Zukunft dran zu denken :D
Würdest du/würdet ihr empfehlen, anstatt von Batterien mehrere AAA-Akkus 
oder eine dieser 18650-Akkus zu verwenden? Die 18650-Akkus sind wohl 
Li-Ion-Akkus und haben eine Entladeschlussspannung von 2,5V. Ich weiß 
jetzt leider nur nicht, wie die Entladekurve aussieht.

von Uhu U. (uhu)


Lesenswert?

Die Lithium-Akkus nehmen Tiefentladung ausgesprochen übel - von Umpolung 
ganz zu schweigen.

Auch NiMH- oder NC-Akkus bekommt das nicht gut, aber sie sind wenigstens 
nicht schon nach dem ersten derartigen Vorkommnis reif für die Tonne.

Bei Geräten mit Batterie-Reihenschaltung ohne Schutzfunktion sind 
eigentlich nur Primärzellen unproblematisch - die schmeißt man sowieso 
weg, wenn sie ausgelutscht sind.

Für wirklich schonend für Akkubetrieb halte ich nur Geräte, die aus 
einer Einzelzelle gespeist werden - notfalls müsste eben die benötigte 
Betriebsspannung mit einem kleinen Schaltregler erzeugt werden, aber das 
verursacht natürlich - wenn auch geringe - Mehrkosten.

Außer bei Betrieb mit einem NC-Akku, der tiefentladungsresistent (aber 
nur noch in Ausnahmefällen erlaubt) ist, muss auch noch eine 
Abschaltfunktion zum Schutz vor Tiefentladung vorhanden sein.

Das alles sieht der schnäppchenverwöhnte Otto-Billigverbraucher bei Kauf 
und Inbetriebnahme natürlich nicht und deswegen haben die Produzenten 
auch wenig Anreiz, sowas anzubieten...

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.