Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NiCd Ladeschlussspannung


von Thomas M. (thomil)


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Hi,
ich habe hier einen NiCd Akku von einem Black & Decker Akkuschrauber, 
1Ah und 12V, bestehend aus 10 Zellen. Diesen wollte ich nun mit einem 
imax B6 Ladegerät aufladen.

Bei einem Ladestrom von 0.5A stieg die Ladespannung dabei auf über 
16.5V, also 1.65V pro Zelle, und wäre vermutlich noch weiter gestiegen. 
Stattdessen habe ich den Ladevorgang abgebrochen. Bis zu diesem 
Zeitpunkt wurden 1180mAh geladen. Der Akku war nur 23 Grad warm, also 
eher noch nicht voll.

Ist es normal, dass die Ladespannung so hoch steigt? Die Angaben im 
Internet zu den Ladeschlussspannungen von NiCd Akkus schwanken zwischen 
1.45V und 1.6V.

Waren meine 0.5A zu niedrig um die -deltaU Abschaltung rechtzeitig 
auszulösen?(deltaU=12mV)

Ist die Spannung für NiCd Akkus überhaupt relevant, so lange man sie 
nicht überlädt?

Danke für eure Antworten.

von ... (Gast)


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Die 10 (NiCd)-Zellen meiner Stabo-Handgurken habe ich auch immer
bis 16.5 V geladen. Ladestrom ca. 0.1 A.
(OPV als Komparator, Abschaltung des Ladegeraetes am Ende.)
Die haben dabei ueber einige Jahre sicher > 200 Ladezyklen ohne
bemerkenswerten Kapazitaetsverlust mitgemacht.
Kann also nicht so verkehrt sein.
Wenn die Zellen schon erkennbar warm werden, war es zuviel.

von ... (Gast)


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P.S.:

16.5 V gemessen bei fliessendem Ladestrom.

von Huh (Gast)


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... schrieb:
> Wenn die Zellen schon erkennbar warm werden, war es zuviel.

Thomas M. schrieb:
> Der Akku war nur 23 Grad warm

;-)

von Stefan F. (Gast)


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Es gibt bei NiCd und NiMh Akkus keine feste Ladeschluss-Spannung. Je 
nach Innenwiderstand und Ladestrom sind bis zu 2V pro Zelle während des 
Ladens normal.

Den Ladeschluss erkennt man daran, dass die Zelle aufhört, die Energie 
aufzunehmen - sie wird heiß. Jedenfalls wenn die Stromstärke dazu hoch 
genug ist. Als Nebeneffekt sind die Spannung dann ein paar Millivolt ab.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefanus F. schrieb:

> Als Nebeneffekt sind die Spannung dann ein paar Millivolt ab.

...bei NiCd-Akkus. Bei NiMH steigt sie nur nicht weiter an.
Das macht die Ladeendeerkennung bei NiMH etwas schwieriger.

von Stefan F. (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Als Nebeneffekt sind die Spannung dann ein paar Millivolt ab.

Korrektur: Die Spannung sinkt ab.

von MaWin (Gast)


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Thomas M. schrieb:
> Ist es normal, dass die Ladespannung so hoch steigt

Bei alten schlechten Akkus mit hohem Innenwiderstand: durchaus, viele 
Lade-Chips brechen bei 1.6 bis 1.8V pro Zelle ab.

Thomas M. schrieb:
> Ist die Spannung für NiCd Akkus überhaupt relevant,

Sie ist kein Kennzeichen des Ladezustamdes, sondern nur des 
Innenwiderstandes.

Es gibt also keine Ladeschlusssspannung (Spannung bei der man das Laden 
beendet) sondern nur eine Spannung des (auf andere Art bestimmten, Zeit, 
-DeltaU) Ladeendes, und diese Spannung kann jedesmal anders sein.

von Thomas M. (thomil)


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Danke für die Antworten bisher. Der Akkuschrauber wurde vor ungefähr 5 
Jahren gekauft, war aber wenig in gebrauch und der Akku hat wenige 
Ladezyklen hinter sich(<20).

Beim letzten Gebrauch hat dem Schrauber schon etwas Leistung gefehlt, 
was auf höheren Innenwiderstand deuten würde. Dann scheint die 
Ladespannung auch weniger verwunderlich zu sein.

Inzwischen haben ich den Akku auch entladen und konnte 1118mAh 
entnehmen. Für einen 5 Jahre alten Akku mit 1Ah Nennkapazität sicher 
kein schlechtes Ergebnis und für mich sehr überraschend.

von ... (Gast)


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> Den Ladeschluss erkennt man daran, dass die Zelle aufhört, die Energie
> aufzunehmen - sie wird heiß.

Es spricht nichts dagegen diesen Zustand zu vermeiden.
Auch wenn das Laden mit mit dem Abbruchkriterium Ladeschlussspannung
nur 95 % in die Zellen befoerdert.
Die Zellen werden es einem danken.

von Stefan F. (Gast)


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... schrieb:
> Es spricht nichts dagegen diesen Zustand zu vermeiden.

Ja sicher. Aber woher willst du vorher wissen, dass der Akku bald voll 
sein wird? Du kannst ja schlecht den Finger rein halten und fühlen.

von ... (Gast)


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> der Akku bald voll

Bei den Handgurken konnte man die vorhandene Kapazitaet recht
einfach an der Standbyzeit im Empfang feststellen.
Die Stromaufnahme war ja bekannt und einigermassen konstant.
Daraus konnte man dann induktiv* auf die "richtige"
Ladeschlussspannung schliessen.

Weitere "Beweise" habe ich nicht. Aber der mehrjaehrige
Betrieb mit einem Akkusatz sollte Beleg genug sein.


*) Das hat nichts mit Induktivitaeten zu tun und wird nicht
in Henry gemessen.

von ... (Gast)


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P.S.:

Heute wuerde ich wohl (einmalig) einen Logger mitlaufen lassen, der
Spannung und Temperatur protokolliert.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Stefanus F. schrieb:

> Den Ladeschluss erkennt man daran, dass die Zelle aufhört, die Energie
> aufzunehmen - sie wird heiß. Jedenfalls wenn die Stromstärke dazu hoch
> genug ist. Als Nebeneffekt sind die Spannung dann ein paar Millivolt ab.

Allerdings muß man beachten, daß sich bei 10 Zellen in Reihe die 
individuellen Spannungsverläufe der Zellen überlagern. Und da die Zellen 
ziemlich sicher nicht alle gleich sind, kriegt man keinen so 
ausgeprägten Knick wie bei einer Einzelzelle.

Bei 10 Zellen halte ich es für ausgeschlossen, das Ladeende zuverlässig 
nur anhand des Spannungsverlaufs erkennen zu können. Deswegen haben 
diese Packs eigentlich alle einen Temperatursensor eingebaut.

Die andere sichere Verfahrensweise besteht darin, einen Ladestrom 
einzustellen, den die Zellen dauerhaft vertragen und dann entsprechend 
lange damit zu laden. Viele Zellen können C/10h (14h Ladezeit), 
praktisch alle können C/20h (28h Ladezeit).

von ... (Gast)


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> bei 10 Zellen in Reihe die individuellen Spannungsverläufe
> der Zellen überlagern

Ja, richtig. Aber es war nicht unueblich auch Geraete mit
einer solchen Anzahl von Zellen mit einer einfachen Ladebuchse
auszustatten. Ohne Ruecksicht auf die Einzelzelle.

Als proaktive Massnahme blieb nur, ein komplettes Akkupack
von einem Hersteller und einer Charge einzusetzen.
Sinnvoll war es, eine oder zwei Zellen aus dieser Charge
in kalter Reserve vorzuhalten und in regelmaessigen Abstaenden
die Einzelzellen an den Eckpunkten: Ladeschluss und Entladeschluss
zu kontrollieren.

Je weiter man die Zellen da ausgereizt hat, was Ladung und
Entladung angeht, umso schneller hatte man Ausfallkandidaten.

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