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Tech-Tipp Warum sterben LiPo-Akkus?

BAXL

Admin
Mitarbeiter
Wieso Lipos plötzlich defekt sind oder nicht mehr die volle Kapazität haben beschäftigt viele. Ich habe folgende Zeilen deshalb noch einmal aus einem bestehenden Thema extrahiert.

Auszug:

Ich habe noch einmal gegraben und versucht einige Informationen zusammenzutragen und diese in halbwegs verständlicher Form aufzuschreiben. Sollte sich ein Fehler eingeschlichen haben wäre ich für einen netten Hinweis dankbar.

Ein Lipo hat, wie alle Akkus, eine Anode und eine Kathode.
Die Anode besteht aus Graphit. Die Kathode ist ein Kristallgitter aus einem Metalloxid; wobei die metallische Komponente Mangan, Nickel oder Kobalt sein kann. Als Elektroly dient ein wasserfreies aber brennbares Lösungsmittel.

Wird der Akku geladen, wandern Lithiumionen vom Kristallgitter der Kathode zur Graphitelektrode um sich dort anzulagern.

Wird der Akku überladen - d.h. es wird zu viel Lithium aus der Kathode gelöst - wird das Gitter instabil und zerfällt.

Als Folge davon verringert sich die Kapazität (durch das zerfallene und deshalb fehlende Kristallgitter) weiterhin wird Sauerstoff frei, der mit den Lithiumionen reagieren will/kann. Dabei entsteht idR. Wärme. Im schlimmsten Fall geht die Oxidation mit einer Flammenbildung einher.

Beim Entladen eines Lipos , wandern die Lithiumionen von der Graphitelektrode wieder zurück zur Metalloxid-Kathode und lagern sich dort an. Lagert sich zu viel Lithium an, wird das Kristallgitter dauerstabil, sodass beim Laden nur noch wenige bzw. fast gar keine Lithiumionen mehr aus dem Gitter gelöst werden können. Das passiert, wenn man den Akku zu weit entlädt. Darum soll man beim Entladen auch die 20% Reserve einhalten. (Ausnahme wäre, wenn man den Verlust des Modells damit vermeiden kann.)

D.h., der Akku kann nicht mehr richtig geladen werden und verliert seine ihm zugedachte Funktion.

Weitere Fußangel ist die Ladespannung.
Damit überhaupt ein Ladestrom in den Lipo fließen kann, muß die angelegte Spannung höher sein, als die Spannung, die der Akku selbst gerade hat. Je größer der Ladestrom werden soll, umso größer muß die angelegte Spannung sein. Die Spannung hängt dabei noch vom Innenwiderstand des Akkus ab.

Ist der Innenwiderstand hoch, muß bei gleichem Ladestrom die Spannung höher sein als bei einem Akku mit einem niedrigen Innenwiderstand. Ist die angelegte Spannung zu groß, kann das Kristallgitter instabil werden, was wie bei der Überladung zum Kapazitätsverlust des Akkus führt.

Beim Laden eines Lipos ist deshalb die Ladeschlussspannung von 4,2V einzuhalten. Spannungsungenauigkeiten des Ladegerätes oder eine bewusste Überschreitung der Ladespannung von bis ca. 50mV (0,05V), wird den Akku nicht direkt zerstören, kleinere Schädigungen passieren aber schon.
Das ist dann der Akku-Tot auf Raten.


Ich möchte an dieser Stelle noch einmal erwähnen, dass es bei LiPo Akkus nicht möglich ist, diese wiederzubeleben. Bei einigen Akkutypen ist es wohl möglich mit speziellen Programmen der Ladegeräte, diesen eine Art "Frischzellenkur" zu verpassen, bei Lipos geht das nicht.

Gruß
Norbert

Edit:
Ausführliche Erläuterungen mit vielen Bildern und Grafiken

 
Zuletzt bearbeitet:

Dennfred

Mitglied
Danke für diese Erklärung.

Gibt es denn Alternativen zu einem Li-Po Akku?
Also weniger empfindliche?
Für mich liest es sich so, als wäre ein Lipo extrem empfindlich.

Gruß Dennis
 

Indianma$$aka

Mitglied
Netter Bericht
Ich benutze zwar keine Lipos, aber kenne mich nicht so gut aus.(Waren gebraucht und günstig gekauft).

Ich hätte da ein paar Fragen, vielleicht hast du für mich ein paar Antworten für mich...

  1. Wodurch bläht sich eigentlich ein Lipo Akku auf?
    1. Hängst das damit zusammen, dass Sie volllade und einfach 2-3 Monate liegen lasse?
    2. Wenn ein Aukku gebläht ist, hat er dann schon Leistung verloren, obwohl auf allen Zellen (3S) die gleich Volltzahl angezeigt wird.
  2. Was bedeutet den Lipo auf Lagerspannung halten.
    1. Muss ich die Akkus alle 2 Wochen wieder aufladen?
    2. Wenn ja, was wären Möglichkeiten diese Prozedur zu vermeiden?
 
Zuletzt bearbeitet:

yoshi

Betreiber
Mitarbeiter
Also einen Fehler habe ich im Video entdeckt: In LiPos ist keine Säure drin. Deshalb heißen sie ja Polymereakkus. Als "Elektrolyt" wird dort ein Polymere verwendet, also ein Feststoff. Deshalb ist die Bezeichnung Elektrolyt auch nicht korrekt.
 
OK...

Dann hier noch einmal:

@Indianma$$aka: Bitte keine Doppelpost...
"Die Munitionskiste ist aus nem Krieg..........":D:D:D Ich kann nicht mehr....auauaua....o_O

Und so sieht es aus, wenn man LiPos versucht mit dem NiMh Programm zu laden.
Mit dem NiMh Programm, kann man aber Zellen wieder über 3 Volt pushen, wenn sie darunter waren. Kein Lipo Programm spring unter 3 Volt an zu laden.
Natürlich nur wenn man daneben steht und mit Argusaugen darüber wacht.....:cool:
 

SledgeHammer

Mitglied
Ja schon.
Aber was soll es bringen?
Ein Lipo, der unter 3V war, kann mit gewissen Tricks wieder über 3V gebracht werden.
Aber das ist wie Wasser in den Fluß schütten.
Unter 3V setzen irreversible chemische Prozesse ein, die die Elektroden angreifen.
Der Akku ist also platt, klar kann man den wieder laden, er kann aber nicht mehr die Ladung abgeben.
Entscheidend ist nicht, wieviel beim Laden reingeht, sondern wieviel beim Entladen noch rauskommt.
 

Dragondriver

Mitglied
Und so einen gepuschten Akku würde ich nie mir einsetzten, wo es auf Sicherheit und Stromhunger (Fliegen, E-Powerboot) ankommt. Höchstens noch in meinem kleinen "Rettungsboot" mit 3A Motörchen.
 

Stevie

Mitglied
@BAXL
Hallo!
Ich habe diesen Thread mit großem Interesse gelesen, da ich dazulernen möchte. Natürlich habe ich nicht nur hier Infos dazu gesammelt, in den letzten Jahren, aber man lernt ja bekanntlich nie aus. Das die Lipos nicht mehr richtig funktionieren oder gar nicht usw., wenn die Zellen unter eine bestimmte Spannung fallen, verstehe ich und weiß ich. Welche Spannung genau, da gibt es unterschiedliche Meinungen/ Aussagen.
Ich habe es schon mal in einem anderen Thread angesprochen, aber die Antworten waren in bezug auf meinen Fall nicht befriedigend. Deshalb versuche ich es nochmal in diesem Thread, bzw. bei Dir :sneaky:
Es ist nicht so, dass ich keine vernünftigen Antworten bekam, aber dass erklärt nicht warum sich das bei mir so verhält. Ich denke, dass es doch durchaus interessant ist, warum sich das so verhält. Wieso, weshalb und warum?

Ich habe einen 4s/5400mah Akku vergessen auszubauen, dass heißt die Stecker waren noch verbunden. Die Karre wurde in den Keller gestellt und von mir erfolgreich vergessen :giggle: Nach 2 Tagen habe ich es erst bemerkt. Akku tot! :oops:
Der Akku ist recht neu, hatte erst ein paar Ladungen hinter sich. Mein Händler hat den dann auf Lagerspannung gebracht. Er hatte noch genau den gleichen dort zu liegen, der Besitzer war genauso dämlich wie ich. Dieser Akku war ebenfalls tot. Dieser lag nun seit einer Woche bei ihm rum, auf Lagerspannung. Er erklärte mir, dass ein Akku nicht gleich tot wäre. Ich solle den Akku ordentlich aufladen und alles wäre wieder gut. Nun muss ich sagen, dass ich meinem Händler echt vertraue. Bis jetzt hat er immer recht gehabt.

Ich habe den Akku jetzt mehre male benutzt und er verhält sich wie ein neuer Akku. Top ausbalanciert, volle Zellen (4,2 V)und die Fahrzeit ist normal. Er läßt sich normal laden und entladen.

Ich möchte gerne verstehen, warum das so ist. Liegt es daran, dass der Akku neu ist, oder verhalten sich alle Akkus so? Das glaube ich nicht!
Gibt es vielleicht eine Grenze in bezug auf das Alter oder der Ladezyklen?
Oder liegt es an was anderem? Oder hatte ich einfach Glück , oder war es Zufall?

:unsure: Der andere Akku, der bei meinem Händler herumlag, verhält sich wohl genauso!

Glück oder Zufall bei 2 gleichen Akkus? Ist das überhaupt aussagekräftig?
Fragen über Fragen, die sich mir stellen.


Das ist doch komisch, oder? Das widerspricht dem, was ich über Lipos weiß oder im Forum finde. Habe ich einen Denkfehler? Hat noch jemand so einen Fall gehabt oder davon gehört.

Ich bitte um Erleuchtung:oops:

Vielen lieben Dank schonmal im Voraus


Gruß Stevie ;)
 

bernd-das-brot

Mitglied
Ich vermute mal, daß du hören möchtest, daß mit deinem Akku alles in Ordnung ist, dem ist leider nicht so. Die Schädigungen durch Tiefentladen entstehen bei jedem Li-Ion-Akku gleich beim ersten mal! Nur weil das Wiederaufladen funktioniert hat, heißt das nicht, daß der Akku wieder OK ist. Er ist zu einer Zeitbombe geworden, die bei jedem Aufladen, benutzen oder durch mechanische Einwirkung z.B. durch einen Sturz, hochgehen kann, nicht aber muß und das ist das Problem!

Beim Tiefentladen zersetzt sich etwas vom Elektrolyt im Akku und wird zu Gas, in extremen Fällen bläht sich der Akku dabei auf. Außerdem lösen sich aus dem Kupferblech, daß an der Anode als Ableitmaterial genutzt wird, Kupferionen und lösen sich im Elektrolyt. Wird der Akku nun wieder aufgeladen, kann, durch das fehlende Elektrolyt, nicht mehr die ganze Energie chemisch gespeichert werden, der Überschuß wird in Wärme umgesetzt. Wird die Temperatur zu hoch, kann sich das gasförmige Elektrolyt entzünden. Diese Reaktion ist selbstverstärkend (exotherm) und führt zur Entzündung des Lithium. Der Metallbrand des Lithium kann so gut wie nicht gelöscht werden, da der brennende Akku den nötigen Sauerstoff selbst erzeugt. Löschen mit Wasser ist, wegen des Lithium, überhaupt nicht möglich sondern verschlimmert alles noch!

Dann wären da noch die Kupferionen im Elektrolyt. Diese können sich beim Aufladen auf der Anode als Kupfernadeln (Dendrit) ablagern, welche die Seperatorfolie durchstechen und zu einem Kurzschluß führen können. Dieser Kurzschluß kann wiederum zum Brand des Akkus führen.

Dein Händler scheint sich der Problematik nicht bewusst zu sein oder hat Angst dich als Kunde zu verlieren, wenn er dir rät, den fast neuen Akku besser zu entsorgen, genau das solltest du aber machen!
 

Stevie

Mitglied
Ich vermute mal, daß du hören möchtest, daß mit deinem Akku alles in Ordnung ist, dem ist leider nicht so. Die Schädigungen durch Tiefentladen entstehen bei jedem Li-Ion-Akku gleich beim ersten mal! Nur weil das Wiederaufladen funktioniert hat, heißt das nicht, daß der Akku wieder OK ist. Er ist zu einer Zeitbombe geworden, die bei jedem Aufladen, benutzen oder durch mechanische Einwirkung z.B. durch einen Sturz, hochgehen kann, nicht aber muß und das ist das Problem!

Beim Tiefentladen zersetzt sich etwas vom Elektrolyt im Akku und wird zu Gas, in extremen Fällen bläht sich der Akku dabei auf. Außerdem lösen sich aus dem Kupferblech, daß an der Anode als Ableitmaterial genutzt wird, Kupferionen und lösen sich im Elektrolyt. Wird der Akku nun wieder aufgeladen, kann, durch das fehlende Elektrolyt, nicht mehr die ganze Energie chemisch gespeichert werden, der Überschuß wird in Wärme umgesetzt. Wird die Temperatur zu hoch, kann sich das gasförmige Elektrolyt entzünden. Diese Reaktion ist selbstverstärkend (exotherm) und führt zur Entzündung des Lithium. Der Metallbrand des Lithium kann so gut wie nicht gelöscht werden, da der brennende Akku den nötigen Sauerstoff selbst erzeugt. Löschen mit Wasser ist, wegen des Lithium, überhaupt nicht möglich sondern verschlimmert alles noch!

Dann wären da noch die Kupferionen im Elektrolyt. Diese können sich beim Aufladen auf der Anode als Kupfernadeln (Dendrit) ablagern, welche die Seperatorfolie durchstechen und zu einem Kurzschluß führen können. Dieser Kurzschluß kann wiederum zum Brand des Akkus führen.

Dein Händler scheint sich der Problematik nicht bewusst zu sein oder hat Angst dich als Kunde zu verlieren, wenn er dir rät, den fast neuen Akku besser zu entsorgen, genau das solltest du aber machen!
Hay!
Uhhh, dass hat gesessen! Voll in die Magengrube! Mir zieht sich echt gerade der Magen zusammen :oops:
Über die Elektrolyte und Anoden und Katoden habe ich ja gerade erst was gelesen. Durch Deine Erklärung habe ich es besser im Zusammenhang verstanden. Soweit ich es verstehen kann:giggle:

Vielen Dank für die gesuchte Erleuchtung :thumbsup:

Also ist es nicht "ungewöhnlich", dass der Akku sich "völlig normal " verhält?

4, 2 V auf allen Zellen hat, die recht gut ausbalanciert sind , nachdem ich den Akku gut etwas abgefordert habe?

Weder beim laden nennenswert warm wird ( 1C ) und nach dem und beim fahren eine normale Temperatur hat?

Demnach wäre es aber nicht möglich, einen heilen Akku von einer Zeitbombe zu unterscheiden, oder?

Liege ich da richtig? :unsure:

Gruß Stevie
 
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