Seltsamer Kennlinienknick beim Entladen von NimH

Jetzt beschäftige ich mich ja schon sehr viele Jahre mit Akkus und Ladetechnik.

Aber es gibt doch immer wieder was Neues. Eine Serie alter/schlechter NiMh Akkus zeigen beim Entladen einen umgekehrten "Delta-V-Knick" wie beim Laden.

In Worten: nach Anlegen der Last fällt die Spannung sehr steil ab auf ca. 1,0 V. Steigt dann wieder an bis auf 1,05 Volt um dann in normaler Form stetig weiter abzusinken. Dieser "Knick" dauert bei 500 mA Last ca. die ersten 5 Minuten. Die Last ist immer konstant 500mA (Akkumaster)

Sowas habe ich noch bei keinem Akku gesegen. Je nach Zustand fällt die Spannung zwar mehr oder weniger schnell ab beim Anlegen der Last. Aber noch ist da wieder eine Spannung gestiegen und dann wieder abgefallen.

So etwa:

\ \ \ \ -- 1,05 -/ \ 1,00 \ 1,95 ....

< - 5Min - >

Die Akkus sind defintiv am Ende und bringen nur noch ca. 30% der Kapazität.

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Jens Fittig
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Hi Jens,

Am 09.07.2010 12:28, schrieb Jens Fittig:

Ich sah sowas schon öfter. Ich könnte mir denken, dass durch die Entladung die Zelltemperatur (innen) leicht ansteigt und somit die Zellenspannung ansteigt.

Das ist wohl auch der Grund warum die Modellflieger (als da noch NiMH "in" waren) immer mit angewärmten Akkupack losfliegen.

vg, Wolfgang

--
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Wolfgang Mahringer

Am 09.07.2010 12:28, schrieb Jens Fittig:

Würde sagen, da ist eine Zelle völlig am Ende. Nach schneller Entladung wird die Zelle durch die anderen Zellen umgepolt.

--
mfg hdw
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horst-d.winzler

Wolfgang Mahringer schrieb:

Das wäre denkbar. Aussen fühlt man nichts von Erwärmung. Das würde auch erklären, dass die Zellen in Digiknipsen mit Blitz versagen. In der LED-Taschenlampe, Tastatur oder Maus aber relativ lange halten.

Wenn bei 500 mA Last oder mehr so ein Einbruch zu Lastbeginn kommt, macht die Knipse erst mal "aus". In die nächste Phase, wo die Spannung wieder steigt, kommt sie dann gar nicht mehr. Ich sehe das nur in der aufgezeichneten Kennlinie.

Das wäre möglich. Meine Modellerzeiten sind lange vorbei und waren bei NiCd.

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Jens Fittig

genau an dem Punkt ist die Zelle bereits leer. Was jetzt kommt interessiert 99% der damit betriebenen Geräte nicht oder schon lange nicht mehr. => Die Zelle ist hin. Innenwiderstand zu hoch. Zelle erwärmt sich => Innenwiderstand sinkt ein wenig.

Nicht nur das, sie liefern die Leistung auch nicht mehr beim sonst üblichen Strom.

Die kann man nochmal in einer Solar-Gartenleuchte zugrunde reiten. Da ist das Thema Innenwiderstand Banane und die Kapazität eigentlich auch.

Marcel

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Marcel Müller

horst-d.winzler schrieb:

sagte ich ja

Es ist nur jeweils eine Zelle im Test! Wie du vielleicht an meiner Spannungsangabe hättest sehen können.

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Jens Fittig

snipped-for-privacy@gmx.de (Jens Fittig) am 09.07.10:

Eventuell Gasungs- oder Wärmeeffekt durch hohen Innenwiderstand?

Rainer

--
Es ist kein Hokuspukus habs in irgend ner Zeitung mal gelesen...
(Martin Ackermann in dchc+mm)
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Rainer Knaepper

Marcel Müller schrieb:

Nein. Bei 1,0 Volt ist sie noch lange nicht leer! Es lassen sich anschliessend bei 500 mA noch locker 500mAh entnehmen, bis sie zur Abschaltspannung 0,9Volt kommt

Auch das stimmt nicht. Es trifft auf _manche: Geräte zu. Z.B. Meine Digiknipse. Aber lange nicht auf 99% der Geräte

Ich sagte ja, dass die Zellen hin sind

Gerade beim hier (Tastatur/Maus etc. ) normal üblichen Strom bringen sie Leistung noch lange! Nur nicht bei höherem Strom.

"üblich" ist auch keine Maßeinheit sondern anwenderspezifisch

Ok - aber das mit der Innentemperatur wird es wohl sein. Relativ hochohmig sind sie auf jeden Fall. Die sind auch beim Laden mit 500 mA schon nach 2-3 Minuten bei über 1,6 Volt.

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Jens Fittig

Hallo,

Jens Fittig wrote: [> Was jetzt kommt

die Abschaltspannung bei NiMH ist normalerweise 1V/Zelle. Das mit den

0,9V/Zelle ist für Alkalines.

Und die viele elektronische Geräte machen schon bei 1,1V dicht. Digiknipsen gerne auch mal bei 1,15V. Und warum? Weil Geiz geil ist und eine schlechte Akku/Batterieausnutzung kein Anti-Kauf-Argument ist.

Lampen können meist mehr rausnuckeln. Teilweise bis zur Tiefentladung.

Ja, damit ist jede weitere Diskussion aber auch akademisch.

Möglich.

Marcel

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Marcel Müller

Marcel Müller schrieb:

Meine Frage war ja auch mehr oder weniger was diesen Knick verursacht.

Bei hundeten von geprüften Akkus diverser Hersteller ist mir das noch nie aufgefallen. Egal wie kaputt die waren. Eine einmal nach Belastungsbeginn gefallene fallende Kennlinie ist immer nur weiter gefallen, aber nie wieder angestiegen um dann weiter zu fallen. Diesen Knickeffekt sehe ich jetzt zum ersten mal.

Aber egal. Die Akkus gehen in den Müll.

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Jens Fittig

Jens Fittig :

Vielleicht hast Du ja Zellen mit dem echten Memoryeffekt entdeckt. Da kristallisierte sich eine Lage Material an der Cd-Elektrode um. Aufgrund der Stellung innerhalb der elektrochemischen Spannungsreihe hatte das sich dort bildende Material eine geringere Ausgangsspannung. Nachdem du das Material "abgetragen" hast, kommt wieder "gutes" Material zutage und die Spannung steigt wieder etwas an.

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Überprüfen kannst Du das, indem Du die Zelle nochmal lädst / entlädst. Dann sollte der Effekt nicht mehr auftreten. (Wäre mal wirklich interessant).

M.

--
Lena! Lena! :-)
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Matthias Weingart

Matthias Weingart :

Oder beim Laden wird da zum Schluss "schlechtes" Material abgelagert, bzw. eine Mischung mit Trägermaterial.... dann hast du den Effekt immer am Beginn der Entladezyklen.

M.

--
Lena! Lena! :-)
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Matthias Weingart

Matthias Weingart schrieb:

glaube ich nicht

Cd? Es geht um NiMH-Zellen

Danke - den Effekt kenne ich schon seit über 30 Jahren.

Die Anzahl der Zyklen spielt keine nenneswerte Rolle. Es passiert auch bei Formierungsvorgängen mit dem Akkumaster. Also z.B. 3 x Entladen/Laden. Die Kennlinie verschiebt sich dabei von Zyklus zu Zyklus etwas nach oben. Nach 2 Tagen Ruhe ergibt sich genau das gleiche Bild wieder.

Die Zellen sind einfach hinüber. Aber darum geht es mir nicht. Mich interessiert nur was da genau los ist. Eine Temperaturerhöhung ist beim Entladen von aussen nicht messbar. Hatte gerade beim letzten Versuch ein Digital-Thermometer dran.

Irgendwas "chemisches" wird es schon sein. Das erklärt auch die absurden Messwerte.

Z.B.

  1. Entladen 20mAh
  2. Laden 180 mAh
  3. Entladen 350mAh
  4. Laden 250mAh

Ca.-Werte aus dem Gedächtnis !

Beim 1 Laden werden nur 180 mA eingeladen obwohl der Akku vorher leer war. (1,75V). Der Lader kommt in diesem Fall gar nicht bis zu einer Delta-U-Erkennung weil die Sicherheitsgrenze oben überschritten wurde und der Ladeprozess gestoppt wurde.

Mein anderer Automatiklader von Ansmann geht bei _diesen_ Zellen grundsätzlich auf Störung. Deswegen habe ich ja auch überhaupt angefangen diese Akkus wieder zu "vermessen". Noch vor 1 Jahr waren die einwandfrei i.O.

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Jens Fittig

Hi invali,

wenn die Zellen so hochohmig sind, dann macht es überhaupt keinen Sinn mit

500 mA an die Zellen zu gehen und dabei auch noch Ent- oder Ladezeitpunkte nach Spannungslevel zu entscheiden. AFAIR machen gute Lader auch zur Messung eine Lade-/Entladepause und warten auf ein stabiles Spannungsniveau bevor ein gültiger Leerlaufspannungswert registriert wird.

Marte

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Marte Schwarz

Hallo Jens.

.

Leider bin ich kein Chemiker. Aber das komplexe Verhalten von Chemischen Elementen wird durch eine "Warburg Impedanz" beschrieben. Allerdings, so wie ich das verstanden habe, bezieht die sich in erster Linie auf deutlich schnellere Vorg=E4nge.

Solche Effekte habe ich aber auch schon bei Blei Systemen beobachtet. Allerdings nur bei welchen, die zimlich runter waren..... Dreckeffekte halt. Solange alles gut funktioniert, fallen sie nicht auf.

rund

Es muss nicht Cd sein. Wer weiss, was alles, gewollt oder ungewollt, zur Rezeptur der aktiven Massen, des Elektrolyten oder des depolarisators geh=F6rt?

Du schreibst es schon hin: "von aussen".

Ich hatte mal mit Bleiakkus rumgespielt, um denen eine m=F6glichst perfekte Ladung und Unterspannungsabschaltung nach Temperatur zu verpassen. Dabei habe ich damit angefangen, einfach mal die Temperaturen an unterschiedlichen Punkten zu Messen. Selbst an einem solchen Systeme wie einer Starterbatterie mit einem sehr d=FCnnfl=FCssigen Elektrolyten hast Du beim heftigem Energieumsatz w=E4rend des Schnellladens an einem gut bel=FCfteten Ort Temperaturunterschiede zwischen aussen und innen von 15=B0C. Dabei verteile sich die Innentemperatur aber recht gleichm=E4=DFig =FCber den Innenraum.

Noch unangenehmer war die Situation bei nur eher m=E4=DFiger Belastung =FCber l=E4ngere Zeit. Die Temperaturdifferenz zwischen H=FClle aussen und H=FClle innen war rgendwas unter 1=B0C, aber in Plattenmitte war der Elektrolyt 5=B0C w=E4rmer als am Rand. Und eine Zelle in der Mitte war 5=B0= C w=E4rmer als die aussen......

Mmmh. Wenn sich da irgendwelche abseitigen Verbindungen an den elektrochemischen Vorg=E4ngen beteiligen magst Du Recht haben. Ist es aber Korngr=F6=DFe und Orientierung von Kristallen, w=FCrde ich es der Physik zuschlagen. ;-)

=C4hnliches kommt mir von meinen ausgen=FCggelten Blei-Akkus bekannt vor.

Nun, das ist nach meiner Erfahrung das Hauptbroblem beim automatischen Ladern. Egal f=FCr was. Sie funktionieren nur gut, solange sich die Akkus wie angenommen gem=E4=DF dem Lehrbuch verhalten. Mit etwas Theorie, praktischer Erfahrung und Intuition kann aber auch zimlich defekten Akkus je nach Anwendungsfall eine zufriedenstellende Leistung entlockt werden. Das Problem ist, das die Akkus sich dabei eher individuell nach Charge und Lebensgeschichte verhalten. Wie willst Du aber sowas in einen Algorithmus packen f=FCr eine Automatisierung pachen?

Sicher, es gibt gute Automatiklader, aber irgendwo haben sie alle ihre Grenzen.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

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--
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Wiebus

Jens Fittig tut geschreibselt haben:

Solche Knicke hatte ich bei meinem Uboot auch immer, wenn der Akku zu lange rumgelegen war. Mein Verdacht ist, dass bei solchen Knicken inaktive Teile des Akkus wieder aktiv werden, jedenfalls nahm bei solchen Knicken die Kapazität immer wieder zu.

Laden und beim Entladen Knicke bestaunen hilft evtl. um mehr Kapazität zu bekommen. Matthias

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Matthias Kordell

Marte Schwarz schrieb:

Dass die Zellen so faul sind, sehe ich ja erst, _nachdem_ sie einen Testzyklus hinter sich haben. Die hier aufgefallenen Teile landen nach so einem Zyklus in der Recyclingbox.

mit was denn sonst? Wenn die Zellen das im Betrieb können müssen dann brauche ich sie nicht mit weniger testen. Da wären sie nämlich deutlich besser. Als für eine Funkmaus etc. durchaus noch ok.

Zeitpunkte hat hier niemand festgelegt!

Entladeende ist bei Erreichen des üblichen Minimums. Ladeende entweder beim Delta-Knick oder notfalls bei Erreichen eines Sicherheitslimits der Spannung oder der Ladezeit.

Ich weiss nicht, was es daran auszusetzen gibt. Erklär mal bitte

Das macht mein Lader. Das ändert aber nichts am Verhalten. Ausserdem musst du mir nicht erklären, wie ein guter Lader funktioniert. Das weiss ich und tut auch nichts zu Sache. Ich habe einen guten Lader.

Hattest du nicht Passendes auf die eigentliche Frage? Oder wolltest du nur aus Langeweile mitmischen?

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Jens Fittig

Hallo Wiebus Wiebus schrieb:

So habe ich das auch kennengelernt. Gerade der Ansmann ist da "so einer" Bei faulen Eiern geht er entweder sehr schnell in Störung oder überlädt die Dinger gnadenlos. Eher letzteres :-(

Die reinste Akkukochmaschine. Und nur für wirklich gute Akkus zu empfehlen.

Da mache ich nicht lange rum. Wenn mir so ein Akku bei der Nutzung oder am Ansmann auffällt, dann kommt er einmal an meinen Speziallader. Entweder der schafft im ersten Durchlauf (3 Zyklen) den Akku wieder richtig zu formieren. Oder das Teil fliegt in die Kiste. Mit Akkus ärgere ich mich nicht rum.

Höchstens mit der Verbesserung der Ladetechnik

Ist schwer

Ack. Deswegen stehe ich nicht auf Vollautomatik. Mindestens die Kapazität möchte ich vorgeben können. Und die Strömesowie antürlich den Akkutyp.

Schönen Restsonntag noch

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Jens Fittig

Matthias Kordell schrieb:

Vergiss es. Mit solchen Zellen ärgere ich mich nicht rum. Selbst wenn die heute mit mehreren Zyklen noch mal 10 oder 20 Prozent zulegen. In

4 Wochen sind die erfahrungsgemäß wieder unten.
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Jens Fittig

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