Oct 16 2016

Tipps zum sicheren Umgang mit LiIon Akkus:

veröffentlicht in Kategorie Akku-Tests  

Ein kurzer Aufschrieb, was mir zum Thema sicherer Umgang mit unseren Dampf-Akkus so einfällt.

Kaufen:

  • Nur bekannt zuverlässige Zellen von einer vertrauenswürdigen Quelle kaufen.
    Vorsicht bei gebrauchten Akkus aus 2. Hand. Wer Zellen nicht selber mit der geplanten Last messen / kontrollieren kann, lässt die Finger von Recycle-Zellen aus alten Akkupacks. Vorsicht bei (meist chinesischen) Wunderakkus mit zigtausend mAh (mehr wie 3500mAh bei 18650 / mehr wie 5400mAh bei 26650) und generell Skepsis bei allem, was mehr als 30A als Aufdruck hat.

    Focuspower: komplett erlogener Bullshit

    Focuspower: komplett erlogener Bullshit

    Billigzellen vom Grabbeltisch oder Zellen ohne verifizierte Angaben sind erstmal immer suspekt. Bei Handelsmarken am Besten darauf achten, dass die Original-Zelle des Herstellers ausgewiesen wird.

Oder kurz: Für hohe Lasten trau keinem Akku ohne passende Kurve. Es gibt genug kompetente Akkutester im Netz inzwischen, die Akkus nicht nur in die Kamera halten sondern wirklich testen. (Lygte-Info, Mooch & diverse Taschenlampen Foren und natürlich meine Seite Dampfakkus sind immer auch ein Blick wert).

  • IMR heißt nicht automatisch sicher, ICR nicht automatisch unsicher.
    Beim Thema Akkusicherheit konzentrieren sich die meisten nur auf den Manganteil, der ist aber eher zweitrangig. Sicher sind vor allem echte Markenzellen, am besten mit UL-Zertifizierung, innerhalb der Spezifikation betrieben. Siehe auch hier: Blogpost Akkumythen. Ein hinkender Auto Vergleich: Ein Airbag grenzt nur den Schaden etwas ein wenns bummst. Sicherer wäre ein Auto, bei dem es gar nicht erst bummst.

Nutzen:

  • Technische Spezifikation des Herstellers beachten
    Es gilt immer das Datenblatt des Herstellers. Wenn die Rede von 10A Dauerlast ist sollte man auch nicht spaßeshalber mit 20A oder mehr belasten, das kann hundert mal gut gehen, beim 234. Mal vielleicht jedoch das eine Mal nicht. Akkuschäden sind schleichend und kumulativ und man sieht es ihnen nicht an. Eine Pulslastangabe ohne Dauer und Frequenz der Pulse ist nutzlos, die Anweisung des Zellenherstellers für die Wahl der Schutzelektronik ist *KEINE* Empfehlung für zulässige Pulslasten in der Frequenz, wie wir das dampfen (siehe Blogpost Experimente mit Pulslasten). Alles über 30 A auf dem Akku aufgedruckt ist schon mal verdächtig. Achtung, bei den chinesischen Pseudo Vaper Handelsmarken hat sich in der Vergangenheit immer wieder mal ohne Ankündigung die Spezifikation bzw. die tatsächlich unter dem hübschen bunten Schrumpfschlauch verwendeten Zelle geändert. Darum nenne ich die auch Ü-Eier, weil keiner weiß was morgen auch noch drin ist. Frühere Tests der Akkutester und Datenblätter sind dann natürlich hinfällig.
  • Nur gleiche Zellen gleichen Typs, Kapazität und Alters in Reihen- (Seriell/Stacking) oder Parallelschaltung verwenden.
    Vor dem Zusammenschalten alle Zellen auf gleiche Spannung bringen – besonders bei Parallelschaltung. Spannungsdrift bei serieller Schaltung *immer* nach Laden und Entladen im Auge halten, Reuleaux / DNA200 meckern ab 0,3V Differenz, ich persönlich find eine Differenz von 0,2V schon groß genug. Ein Ladegerät mit möglichst genauer Echtzeit-Spannungsanzeige im Display spart oft das nervige Messen mit dem Multimeter. Zur gleicher Zeit gekauft ist keine Garantie für gleiche bzw. gleichlaufende Zellen, es muss gemessen werden. Das Verheiraten ist eine Krücke, mit der erreicht werden soll, dass die Zellen gleich schnell altern. Wie im echten Leben ist die Scheidung und neu verheiraten bei zu großen Abweichungen ein probates Mittel, um Stress im Haus zu vermeiden. Bei der Pärchenbildung kann eine Messvorrichtung für den Innenwiderstand hilfreich sein, wenn sie denn genau genug funktioniert. Die Kapazität für Vergleiche misst man immer von “Voll” zu “Leer”, also beim Entladen auf eine bestimmte Endspannung. Anders rum ist nur eine grobe Orientierung. (mehr zu Kapazitätsmessung bei LiIon Akkus im Forum)
  • Auf die Akkutemperatur achten – um 80°C sollte es genug sein.
    Wenn ein Akku heiß wird, ist das keine praktische Wärmequelle im Winter sondern ein Warnsignal, das man nicht ignorieren sollte. Je nach chemischer Zusammensetzung des Akkus können Temperaturen um 80°C den Akku schädigen. Wirklich eng wird es zwar meist erst nochmal merklich drüber, aber den Wert mal im Hinterkopf halten. Vorsicht in der prallen Sonne im Auto, besonders auch beim Laden im Auto. Wird ein Akku unangenehm heiß, dann erst mal abkühlen lassen – nicht mit (trotz gescheiterter EU Regulierung immer noch bösen) Topflappen weiter Dampfen (ja, so Leute gibts tatsächlich). Steigt die Temperatur ohne weiteres zutun (dampfen / laden) weiter an, hat man ein Problem, dann schon mal überlegen, wie man den los werden könnte. Akkus explodieren nur extrem selten, aber Flammen und “mit ordentlich Schmackes davon fliegen” passiert öfter.
  • Tiefentladene Akkus mit Vorsicht behandeln.
    Akkus unter 2,0V Ruhespannung haben deutlich gelitten. Ich bin ein bissl ein Gegner der “Oh nein, 2,0V – sofort auf den Müll”-Philosophie, weil es am Ende doch auch ne Umweltbelastung und Schade um die Akkus ist. Aber es bleibt dabei:  Je tiefer und je länger die Tiefentladung bestand, umso größer der Schaden, den der Akku in der Zeit genommen hat, nicht nur die Tiefe auch die Dauer macht’s. Über 2.5 V ist in der Regel kein Problem. Es gilt trotz allem stets: je tiefer entladen wird, umso schneller altert die Zelle, völlig egal, was im Datenblatt steht. Wer immer nur bis 3,0V oder noch höher entlädt, hat auf jeden Fall länger Freude an seinem Akku.
  • Vorsicht bei Rissen, Löcher in der Isolierung, Dellen oder auch Rost.
    Eine Zelle mit einer Delle gehört entsorgt, durch die Delle wird das Innere des Akkus (“aufgerollte Metallfolien”) gequetscht, dabei kann die Trennschicht (Separator) beschädigt worden sein und irgendwann spontan versagen, dann gäbe es nen internen Kurzschluss – irgendwann mal, auch beim rumstehen oder Transport.
    Vorsicht auch bei Zellen mit starkem Rostansatz und Dreck. Rost zeugt von mieser Behandlung oder Hinweis auf Aufenthalt in Recycling Behälter, ein Markenhersteller liefert niemals verrostete Zellen aus.

    Ein bissl Flugrost Anhaftung mags ja auch so mal geben, aber da reden wir dann von klitzekleinen Pünktchen, so richtig reingefressen gehört dem Händler rekt.. *hust* reklamiert wollt ich sagen. Da könnte ich mich heut noch drüber Ärgern, als ich das gesehen hatte.

    Risse und Löcher in der Isolierung besonders um den Pluspol herum müssen neu verschrumpft werden. Beim Stacking oder Nutzung in einem Metallrohr sind Schäden an der Isolierung auch an den Seiten nicht ganz ohne.

    Gehören alle neu verschrumpft: blanke Stellen können gefährlich sein

    Gehören alle neu verschrumpft: selbst die kleinen 3 Löcher rechts sind problematisch

    Warum das am Plupol besonders heikel ist?
    Weil da Plus und Minus extrem nah bei einander sind, da reicht bei einem kleinen Loch schon schief einlegen und es funkt

    Alles Rote ist Plus, schwarz + der komplette Rest des Akkus ist Minus

    Alles Rote ist Plus, schwarz und der komplette Rest des Akkus ist Minus

    Bei geschützten Zellen mit Schäden an der Isolierung in der Nähe des Metallbandes, welches vom Plus zur Schutzplatine führt ganz besonders aufpassen. Im folgenden Bild war eine kleine Macke direkt an dem Band, die war aber so tief, dass das orange Kapton Band, das als weitere Isolierung dazwischen liegt, auch beschädigt wurde. Hier kann schon drauf rum Drücken nen Kurzen geben. Um das zu Reparieren, muss auch das Kapton Band an der Stelle geflickt werden.

    Protected Akku mit Schaden an der Isolierung

    Protected Akku mit Schaden an der Isolierung

Ein neuer Schrumpfschlauch kann für wenige Cent im Fachhandel oder beim China-Discount erworben werden. Bestellt gerade noch passende Isoscheiben für den Pluspol mit.

Lagern und Transport:

  • Zellen nicht längere Zeit im Akkuträger liegen lassen.
    Viele geregelte Akkuträger ziehen einen geringen StandBy Strom, der den Akku innerhalb von ein paar Wochen von eigentlich normal leer zu tiefentladen runter zieht. Die Folge: Akkuträger im Regal vergessen – Akku kaputt.
  • Zellen nicht leer und auch nicht randvoll und lieber nicht im Kühlschrank lagern.
    Lagert man einen leeren Akku reicht die Selbstentladung des Akkus oft nach ein paar Monaten aus, um ihn über die Selbstentladung zunehmend tiefer zu entladen und zunehmend stärker zu beschädigen. Die Schutzelektronik der Protected Akkus hilft nicht bei Selbstentladung. Tiefentladene und auch ganz vollgeladene Akkus altern schneller als Akkus mit mittlerem Spannungsniveau, daher am besten also bei normaler Raumtemperatur und trocken lagern bei etwa der Nominalspannung (3.7V) und alle paar Monate die Spannung wieder kontrollieren, nicht dass der inzwischen unter die Entladegrenze gerutscht ist. Bei Bedarf wieder bis zur Lagerspannung nachladen. Wer kein Ladegerät mit Lagerprogramm hat, entlädt den Akku einfach etwas vor dem Einlagern oder lädt ihn nur bis 3.7V.
  • Zellen nicht ohne Schutz transportieren.
    Niemals Zellen einfach in der Tasche neben Schlüssel, Kleingeld, Reißverschluss, Kaugummiepapier transportieren. Auch echte Männer nicht.  Zum sicheren Transport gibt es Papp- oder Kunstoffboxen, Silicon-Überzieher, Plastik-Folienbeutel, notfalls wie der Fischverkäufer in Papier einschlagen (aber bloß nicht Alufolie)

Laden:

  • Achtet auf die richtigen Ladeparameter
    Akkulader werden immer komplizierter mit immer mehr Funktionen. Hohe Ladeströme, einstellbare Ladeschlussspannung, Unterstützung auch der exotischsten Akkytypen, Reparaturfunktionen und viele Spielereien bergen für den unbedarften Nutzer Risikoquellen und für uns Dampfer meistens nur geringen Zusatznutzen. Ein einfacher, für LiIon Akkus geeigneter Lader eines Markenherstellers mit Display ist da nicht nur ein Komfort-, sondern im Zweifel auch ein Sicherheitsgewinn, vor allem, wenn mehrere Personen und Kinder im Haus sind.
  • Welchen Ladestrom soll ich nehmen?
    Auf diese Frage gibt es eine einfach Antwort, deren Anwendung man auch in vielen Datenblätter der Hersteller wieder findet: die 0,5C Regel. Auf gut Deutsch gesagt: eine schonende aber trotzdem zügige Ladung erhält man, wenn man die Hälfte der Kapazität des Akkus als Ladestrom einstellt. Ein 2000mAh Akku wird laut der 0,5C Regel mit 1000mA (= 1A) geladen, ein kleiner 500mAh Akku dann eben mit 250mA. Wers eilig hat und eine Schnellladung möchte, kann bei den allermeisten Akkus auch mit 1C (doppelt so schnell) bis 2C (4 mal so schnell) laden (bitte vorher nochmal ins Datenblatt des Akkus schauen). Gerade letzteres hat allerdings dann in der Regel bereits eine Verkürzung der Lebensdauer zur Folge. Langsamer als 0,5C zu laden bringt kaum noch eine Steigerung der Lebensdauer, allerdings machen manche Lader bei kleineren Ladeströmen den Akku etwas “voller” , der Effekt ist allerdings eher vernachlässigbar. (Hintergrund: als Ladeende – “Terminierung” wird gerne 1/10 des Anfangstroms benutzt, bei 1A also 100mA, bei 0,5A wären das 50mA)
  • Zellen nicht über mehrere Tage im Ladegerät lassen.
    Ich habe inzwischen mehr Lader als mir lieb ist gefunden, die zwar Ladung beendet melden, aber die Akkus trotzdem schleichend weiter laden. Das ist nicht zwangsweise nur eine für LiIon ungeeignete Trickle- oder Erhaltungsladung, sondern manchmal passiert das auch im Zuge eines eigentlich gut gemeinten aber schlecht gewählten Neustarts des Ladevorgangs. Das Display wird bei vielen Ladern nach Ladeende nicht mehr aktualisiert, man merkt es also gar nicht. Überladene Akkus altern extrem schnell und gehen sehr schnell kaputt.
  • Passthru dampfen mit randvollem Akku vermeiden.
    Im Grunde das selbe Problem wie oben, beim Passthrough dampfen wird bei weniger schlauen Akkuträgern ständig ein neuer Ladevorgang gestartet, dabei konnte ich in Folge hin und wieder eine Überladung messen. Lieber erst ein bissl ohne Kabel dampfen, bis der Akku etwas “leerer” ist.
  • Nur mit für LiIon geeigneten Ladegeräten laden.
    Alle Markenhersteller unisono empfehlen das CC/CV Ladeverfahren (auch I/U Ladung genannt). Die Zellen also nicht mit windigen Eigenbauten, diversen Konstantstromquellen ohne Ladeelektronik laden. Skepsis ist auch beim China Noname Ladermüll angebracht, der hin und wieder gratis beigelegt wird.

    Typischer Vertreter der Billigst-Schrott-Lader

    Typischer Vertreter der Billigst-Schrott-Lader

    Seriell geschaltete Zellen nicht ohne Balancer oder zumindest Einzelüberwachung laden. Ein Display mit genauer Spannungsanzeige statt nur Ladebalken oder paar LEDs ist extrem nützlich und ein Sicherheitsgewinn und spart oft das Nachsehen mit dem Multimeter.

    Ich empfehle mit wenigen Ausnahmen immer das Laden in einem externen Ladegerät, auch wenn es inzwischen Träger mit sehr guter Ladeelektronik gibt. Man weiß es in der Regel vorher nicht, was da verbaut wurde.

WÄRBUNG: Gut, nicht zu teuer und einfach zu bedienen – Lader bei Amazon, die ich gerne empfehle:

Entsorgung:

  • Lebensdauer eines Akkus – wann entsorgen?
    Es ist nicht einfach, das Alter eines Akkus zu erkennen. Die Hersteller geben oft an, dass die Lebensdauer eines Akkus erreicht ist, wenn dieser unter 70% seiner ursprünglichen Kapazität gefallen ist. Im übertragenen Sinne also: wenn der Akku früher 12 Stunden gehalten hat und heute nur noch 8 Stunden, dann ists Zeit für einen Neuen. Messen kann mans mit Ladegeräten, welche die Kapazität messen können: wenn die Kapazität nur noch 70% vom Neuzustand ist. Bei neuen Akkus am besten einmal messen und mit Lackmarker (Edding hält nicht) auf’n Akku schreiben. Man kann es auch über den Innenwiderstand erahnen: Innenwiderstand merklich höher als im Neuzustand (Doppelt so hoch etwa – ist aber sehr vage, für niedrige Lasten 3-fach). Aus meinen eigenen Messreihen würde ich sagen: hoch belastete / hoch belastbare Akkus (>25A) halten vielleicht so 150 Mal laden, weniger hoch belastete um die 300 Zyklen. Grob gesagt. Was besseres fällt mir dazu auch nicht ein im Moment.
  • Verbrauchte Akkus gehören nicht in den Hausmüll
    Hat ein Akku sein Lebensende erreicht, gehört er in den Sammelcontainer, die in vielen Elektromärkten, Einkaufszentren aufgestellt sind. Akkus können oft auch beim Händler zurückgegeben werden, auch die Wertstoffhöfe der Gemeinden nehmen Akkus zumindest an bestimmten Tagen im Monat an.
  • Keine Experimente vor der Entsorgung.
    Von Akkus in Salzwasser baden, mit Glühlampen restlos entleeren und noch radikalere Aktionen gerade auch mit LiPo-Packs liest man immer wieder, muss man nicht wirklich nachmachen. Einfach Pole abkleben und gut ist.

Die wichtigste Regel:

  • Als Dampfer von Zellen mit Fire im Namen großen Abstand halten. :-)

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11 responses so far

11 Responses to “Tipps zum sicheren Umgang mit LiIon Akkus:”

  1. Stefanon 16 Oct 2016 at 19:51

    Danke für die Zusammenfassung. Werde mir auch mal prophylaktisch ein wenig Schrumpfschlauch und Isolatoren holen. Kann mir jemand sagen welche Isolatoren man für den Pluspol nehmen kann? Gerne auch aus Fernost.
    Danke

  2. adminon 16 Oct 2016 at 20:51

    Holland ist zwar nicht Fernost, aber die hier sollten gehen:

    https://www.nkon.nl/rechargeable/18650-size/isolatie-papier-18650.html

  3. michaon 17 Oct 2016 at 10:43

    und wenn es denn Fernost sein soll- :)
    günstig und brauchbar hier:
    https://www.fasttech.com/p/3748000

  4. adminon 18 Oct 2016 at 00:27

    Ergänzung:
    – den richtigen Ladestrom wählen
    und
    – wann soll ich einen Akku entsorgen

  5. börnion 18 Oct 2016 at 21:14

    ganz großes Tennis!
    feine Zusammenfassung, witzig geschrieben.

  6. Anonymouson 19 Oct 2016 at 08:13

    Top Beitrag , danke für dein Wissen was du geteilt hast.

    Top !
    Grüße Patrick

  7. jvon 23 Oct 2016 at 15:20

    Danke für die Übersicht!

    “nicht mit (trotz gescheiterter EU Regulierung immer noch bösen) Topflappen weiter Dampfen” – Topflappen mal beiseite, wo gibt’s Infos zu diesen Reguierungsbestrebungen? Ich find’ dazu wieder nix.

    Merci,
    jv

  8. adminon 23 Oct 2016 at 16:21

    Also eine Übersicht, was grad wo irgendwie reguliert werden soll habe ich leider auch nicht. Dazu müsste man wohl viel genauer zuschauen, was die EU Politiker so treiben, als ich mir das persönlich antun will.

    Zum Topflappen Missverständnis gibt eine Erklärung der EU hier:
    https://ec.europa.eu/germany/news/klarstellung-keine-gefahr-f%C3%BCr-topflappen-durch-eu_de

  9. jvon 23 Oct 2016 at 21:35

    Oops, ja – Missverständnis meinerseits…
    Ich hatte sofort “Regulierung von LiIon-Akkus” vor Augen & habe das “gescheitert” da drauf bezogen. In Sachen Li-Akkus war noch irgendwas im EU-Busch, dazu finde ich im Netz aber nix.

    Sorry,
    jv

  10. adminon 24 Oct 2016 at 14:02

    Ja, habs auch von mehreren Stellen gehört, nur ne offizielle EU Quelle hab ich auch nicht. Aber auch ohne EU rumort es da ja schon ne Weile, die Transportverschärfungen (keine Luftfracht seitens der Carrier), die Warnsticker auf den Paketen.

  11. Olafon 30 Nov 2016 at 11:11

    Extrem cooler Beitrag zum Thema Akkus! Da hast du wirklich nicht mit Fachwissen gegeizt! :) Der Tipp mit der UL-Zertifizierung ist vor allem für Anfänger klasse, da man sonst nicht viele Anhaltspunkte für Qualität hat!

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