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#1

Li-Po

in Akku´s 14.04.2012 04:12
von Benny (gelöscht)
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Ein Lithium-Polymer-Akku (auch LiPoly oder LiPo) ist ein wiederaufladbarer Energiespeicher (Akkumulator) und eine Ausführung des Lithium-Ionen-Akkus.

Wie bei den meisten Lithium-Ionen-Akku besteht die negative Elektrode aus Graphit, die Positive aus Lithium-Metalloxid. Jedoch enthalten Lithium-Polymer-Akkus keinen flüssigen Elektrolyten, sondern einen auf Polymerbasis, der als feste bis gelartige Folie vorliegt. Die Komponenten des Akkus – Stromzuführung, negative Elektrode, Elektrolyt, positive Elektrode – lassen sich preiswert als Schichtfolien mit einer Dicke von weniger als 100 Mikrometern herstellen. Die Bauform der Lithium-Polymer-Akkus unterliegt praktisch keinen Beschränkungen



Eigenschaften
Feste Elektrolyt-Folien erreichen eine ausreichend hohe Ionenleitfähigkeit erst ab einer Betriebstemperatur von rund 60 °C. In modernen Lithium-Polymer-Akkus kommt jedoch als Elektrolyt ein Gel zum Einsatz, das bereits bei Raumtemperatur eine ausreichende (Ionen-)Leitfähigkeit besitzt.
Da Lithium mit -3,05 V ein sehr tiefes Potential in der elektrochemischen Spannungsreihe aufweist, ist eine hohe Potentialdifferenz zu fast jedem Kathodenmaterial gewährleistet. Die Zellspannung liegt je nach verwendetem Material für die positive Elektrode zwischen 3,5 und 4,3 V; die Nennspannung eines solchen Akkumulators beträgt meist 3,7 V.
Durch seine besonderen chemischen Eigenschaften erreicht der feste Lithium-Polymer-Akku höhere Energiedichten als ein herkömmlicher Lithium-Ionen-Akku auf der Basis von LiCoO2. Da das Elektrolyt bei einem Lithium-Polymer-Akku in einem Polymer (=Kunststoff) gebunden ist und nicht flüssig wie bei einem Lithium-Ionen-Akku, benötigt der Akku kein Metallgehäuse um nicht zu brechen oder auszulaufen. Daher kann er in fast jeder beliebigen Form produziert werden und das Gewicht des Metallgehäuses entfällt, was ebenfalls zur einer etwas höheren Energiedichte führt.
Technische Daten:
• gravimetrische Energiedichte: circa 140 Wh/kg (bis zu 180 Wh/kg, Stand: April 2005)
• gravimetrische Leistungsdichte: circa 300 W/kg (bis zu 5000 W/kg, Stand: September 2011)
Die anfangs durch die aufwändige Herstellung hohen Preise sind wegen steigender Stückzahlen deutlich gesunken. Aufgrund des hervorragenden Leistungsgewichts und der sich stetig verbessernden Belastbarkeit werden sie auch immer häufiger im Modellbau eingesetzt. Für elektrisch betriebene Rennboot-, Auto- und Flugmodelle sind sie inzwischen Standard. Seit 2004 werden elektrische Antriebssysteme mit Lithium-Polymer-Akkus auch bei der F3A-WM erfolgreich verwendet.
Lithium-Polymer-Akkus sind elektrisch und thermisch empfindlich: Überladen, Tiefentladen, zu hohe Ströme, Betrieb bei zu hohen (größer 60 °C) oder zu niedrigen Temperaturen (kleiner 0 °C) und langes Lagern in entladenem Zustand schädigen oder zerstören die Zelle in den meisten Fällen.
Lithium-Polymer-Akkus können sich bei Überladung entzünden oder auch verpuffen – daher ist zur Ladung unbedingt ein für diesen Akku konstruiertes beziehungsweise ein spezielles Li-Akku-Ladegerät (I/U-Verfahren) zu verwenden, siehe Artikel Lithium-Ionen-Akku. Entzündungsgefahr und mechanische Belastbarkeit konnten durch die von der Li-Tec GmbH entwickelte keramische Separatorfolie deutlich verbessert werden.
Im Handel erhältliche Lithium-Polymer-Akkupacks für Verbrauchergeräte enthalten bereits eine für den jeweiligen Akku entwickelte Schutzschaltung (gegen Unterspannung und Überstrom); das Zell- und Lademanagement (siehe Batterie-Management-System) ist meistens im zugehörigen Gerät integriert, jedoch werden oftmals Zelldaten im Akkupack gespeichert und per SMBus ausgelesen. Das erschwert es, Akkus anderer Hersteller einzusetzen oder Ersatzakkus für ein veraltetes Modell zu finden.
Ladevorgang
Neue Lithium-Polymer-Akkumulatoren werden vom Hersteller vorgeladen ausgeliefert, um eine schädliche Tiefentladung bis zum Einsatz zu vermeiden. Vor dem Ersteinsatz sollten die Zellen /Batterien mit einem geeigneten Ladegerät voll geladen und evtentuelle Spannungsdifferenzen zwischen den Zellen ausgeglichen (balanciert) werden.
Lithium-Polymer-Akkumulatoren reagieren bei Überladung wesentlich empfindlicher als andere Akkutypen (bis hin zur Zerstörung durch Brand) und werden dadurch meist unbrauchbar. Als Maximalspannung wird häufig 4,2 V angegeben, als Minimum 3 V. Aufgrund der Gefahren beim Überladen müssen spezielle Ladegeräte verwendet werden.
Da sich bei tiefen Temperaturen generell die Beweglichkeit der Elektronen verringert und viele Lithium-Polymer-Akkumulatoren unterhalb des Gefriepunktes unbrauchbar werden, ist meist eine Lagerung /Gebrauch oberhalb 10°C empfohlen. Die durch den inneren Widerstand der Zellen beim Laden auftretenden Verluste führen zur Erwärmung. Daher wird oft beim Laden eine Temperaturüberwachung /Kühlung verwendet.
Der Ladevorgang erfolgt üblicherweise nach dem I/U-Verfahren zunächst mit konstantem Strom von typischerweise 1 C (bei geeigneten Zellen bis zu 6 C). Die Abkürzung „C“ steht hier für die Stromstärke "Kapazität geteilt durch eine Stunde (1 h)" und ist nicht mit der Einheit Coulomb zu verwechseln. Ein Ladestrom von 1 C bedeutet: Eine Zelle, deren Kapazität z.B. mit 2 Ah angegeben ist, wird mit einem Ladestom von 2 A geladen.
Erreicht eine Zelle die Maximalspannung, wird mit konstanter Spannung weitergeladen (um die Maximalspannung nicht zu überschreiten), wobei der Ladestrom langsam absinkt. Ist er auf ein festgelegtes Minimum (z.B. 5 Prozent des ursprünglichen Ladestroms) gesunken, so gilt die Ladung als beendet und die Zelle als voll.
Im Vergleich zu NiCd- oder NiMH-Akkus haben LiPo-Akkus nur eine geringe Selbstentladung und können ein bis zwei Monate ohne nennenswerten Ladungsverlust gelagert werden. Für Langzeitlagerung empfehlen einige Hersteller das (teilweise) Entladen und die Lagerung an einem kühlen Ort.
Spannungsangleichung
Wegen Streuungen und Fertigungstoleranzen haben zu einer Batterie in Serie zusammengeschaltete Zellen (im Modellbau üblicherweise 2 bis 6 Stück) meist nicht völlig gleiche Eigenschaften (Kapazität, Selbstentladung, Stromfestigkeit, Alterung, ...). Würde das Ladegerät nur die Gesamtspannung aller Zellen messen und danach den Strom regeln, käme es bei den schwächeren Zellen immer wieder zur Überladung und damit weiter verkürzter Leistung und Lebensdauer.
Bei kleineren Akkumulatoren im Konsumbereich ist die entsprechende Elektronik oft im Akkugehäuse integriert. LiPo-Akkupacks für den Modellbau verfügen neben den Anschlüssen der in Serie geschalteten Zellen über einen weiteren Steckeranschluss, auf dem jeder Zellenkontakt einzeln herausgeführt ist. Ein sogenannter Balancer (englisch für „Ausgleicher“) misst beim Ladevorgang über diese Leitungen die individuellen Zellspannungen und regelt darauf den Ladestrom für jede Zelle. Damit werden alle Zellen zur vollen Kapazität geladen, ohne einzelne zu überladen. Wegen der geringeren dabei fließenden Ströme können die Kabel für den Balancer mit geringerem Querschnitt ausgelegt werden. Es gibt unterschiedliche Steckertypen.
Bei größeren Zellen wie bei Traktionsbatterien ist der Balancer ein Teil des Batteriemanagementsystem. Dabei gibt es auch die Möglichkeit, während der Entladung die Zellspannungen anzugleichen, um eine unterschiedliche Entladung oder vorzeitige Tiefentladung einzelner Zellen zu verhindern. Bei den meisten Anwendungen wird auf diese Möglichkeit aus Kostengründen verzichtet.
Lebensdauer
Bei der Lebensdauer von Lithium-Polymer-Akkumulatoren ist die Zyklenfestigkeit und die kalendarische Alterung zu unterscheiden. Allgemein gilt ein Akkumulator als verschlissen, wenn er weniger als 80% der Nennkapazität besitzt. Allgemeine Aussagen sind schwer zu treffen, da neben der technischen Ausführung und Qualität die praktischen Einsatzbedingungen großen Einfluss haben. Während LiPo-Zellen im Modellbau oft an der Leistungs- und Spezifikationsgrenze betrieben werden und dementsprechend schnell verschleißen, halten flach gezykelte Traktionsbatterien, beispielsweise im Elektroauto viele Jahre. Die Zyklenfestigkeit wird dabei zum Einen konstruktiv bestimmt, zum Anderen verbessert häufiges Nachladen ohne Überladung den gesamten erreichbaren Energieumsatz, also die Zyklenfestigkeit. Nachteilig wirkt sich in Alltagsgeräten meist billige Elektronik und vor allem fehlende Kühlung aus, die zu schneller kalendarischer Alterung führt. Dabei nimmt die Akkukapazität auch ohne Nutzung durch irreversible Vorgänge in der Zelle ab.
Empfehlungen:
• häufiges Nachladen (flache Entladezyklen)
• hochwertiges Batteriemanagementsystem, oft durch den Nutzer nicht beeinflussbar
• Betrieb im optimalen Temperaturbereich, Lagerung bei Nichtgebrauch eher kühl



Quelle ist http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Polymer-Akkumulator


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#2

RE: Li-Po

in Akku´s 14.04.2012 05:03
von Benny (gelöscht)
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Kleine 1x1 der lipo´s

mAh sagt in erster linie aus wieviel kapazität der akku hat.
beispiel: 1000 mAh = 10 min Fahrzeit
2000 mAh = 20 min Fahrzeit usw. ( Fahrzeit ist geschätzt und dient nur als beispiel)
in zweiter linie bedeutet mehr mAh aber auch mehr amp. die dem Motor zu verfügung stehen.= eine bessere Beschleunigung.

Dann haben wir die Volt Zahl.
eine zelle hat 3,7 Volt = 1S
Zwei Zellen haben 7,4 Volt = 2S
usw.....
also ein lipo der als 3S Bezeichnet wird hat eine Spannung von 11,1 Volt.


Dann Haben Wir da noch das alles entscheidende Große C
C steht für den zu verfügung stehenden entladestrom (V x mAh)

2500 mAh 50C = 5000mAh 25C ( gleicher entladestrom / unterschiedliche Fahrzeit )

(2500mAh) 2,5Ah x 50C = 125 Amp ( Fahrzeit 25 min. )
(5000mAh) 5,0Ah x 25C = 125 Amp ( Fahrzeit 50 min. )


das ist der kurzzeitige spitzenentladestrom den der akku schafft.

wenn also euer fahrtenregler kurzzeitig 300Amp verkraftet
könnt ihr maximal 5800mAh 50C Akku Fahren !

(5800mAh) 5,8Ah x 50C = 290 Amp


Laden der lipo´s.

wenn ihr einen 1000mAh Lipo mit 1amp ladet dauert es eine stunde bis er voll ist.
2000er dann 2h 3000er 3h und so weiter.
ein 2S lipo hat ja nun die spannung von 7,4 volt. wird aber bis 8,4 volt geladen. das ist völlig normal.

Entladen:
anders wie bei den Ni-mi und Ni-ci dürfen lipo´s niemals unter 2,8 volt pro zelle entladen werden.
wenn doch ist er TIEFENTLADEN und in den meisten
fällen läd kein balancer ihn mehr auf da er unterspannung hat. = SCHROTT
deswegen auch der cutoff bei den fahrtenreglern.
der cutoff sollte min auf 3,0 volt pro zelle eingestellt sein.

der vorteil der lipos ist ,das ihr den akku laden könnt und nach 3 monaten hat er nochimmer die gleiche spannung.
er entläd sich nicht annähernd so schnell durch luftfeuchtigkeit wie Zb. ein Ni-mh akku.

gelagert werden sollten lipo´s über einen längeren zeitraum bei 7,0 volt.


Hoffe es hat den einen oder anderen geholfen.
die fahrzeiten sind nur beispiele zur veranschauung.


zuletzt bearbeitet 14.04.2012 05:26 | nach oben springen

#3

RE: Li-Po

in Akku´s 14.04.2012 08:46
von Sonic Profi 400-999 Punkte | 60 Beiträge | 688 Punkte

danke Benny super infos


Alle sagten immer: "Das geht nicht!"
Dann kam einer, der wusste das nicht, und hat es einfach gemacht.


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#4

Lipo Reparatur

in Akku´s 22.06.2012 00:59
von Spanier Meister 6000-9999 Punkte | 878 Beiträge | 9806 Punkte

Was tun wenn der Lipo plötzlich nur noch 0 Volt hat ?? Eine Messung über den Balancer-Anschluss ergab dass 3 Zellen 0 Volt hatten.
Der Lader zeigte mir einen Connect Break.
Nachdem Sven und Benny mich ermutigten das Teil zu öffnen hab ich es gewagt.
Also das Case auf einer Seite geöffnet und das Paket herausgezogen:



Die Lipo-Zellen haben Alufahnen die mit normal lötbaren Fahnen verpresst sind .
Leider war in meinem Fall die Alufahne gebrochen.
Zum Glück hatte ich noch Alulot und hab den Bruch wieder verlötet. (Alulöten ist eine Wissenschaft für sich und nichts für Anfänger ;-) )
Dann Lipo wieder ins Case und mit Heisskleber vergossen .

Ran ans Ladegerät ....alles wieder Ok !! Mal schaun wie lange die Lötung hält !!

Das ist hier keine Anleitung sondern nur ein Erfahrungsbericht !!


mfG



zuletzt bearbeitet 22.06.2012 01:09 | nach oben springen

#5

RE: Lipo Reparatur

in Akku´s 22.06.2012 10:02
von Benny (gelöscht)
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Ist ja cool das du den lipo wieder repa.... hast.
aber komisch ist doch warum eine zelle noch da war und nur drei 0 volt hatten bzw. nicht in Funktion waren.
Hat da jemand ne erklärung zu??


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#6

RE: Lipo Reparatur

in Akku´s 22.06.2012 10:13
von Spanier Meister 6000-9999 Punkte | 878 Beiträge | 9806 Punkte

Ja ich , das liegt an dem Balancer Anschluss der hat 1x Masse und 4x Plus und ist auf einer Platine verlötet.
Als ich alle Zellen direkt im Lipo gemessen habe hatten alle 3,5 V. Ergo musste ja irgendwo eine Unterbrechung Richtung Platine sein .
Den Bruch konnte ich mit blossen Auge nicht sehen erst mit dem Multimeter fand ich ihn.

mfG



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#7

RE: Lipo Reparatur

in Akku´s 22.06.2012 10:19
von Benny (gelöscht)
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Ahhsooo.,
also zusätzlicher platienenbruch.
oh mann bei der lipo geschichte ist immer irgendetwas....
kannst froh sein das du nicht in die alufolie gelötet hast.
bei einen bekannten ist mal etwas lötzinn gespritzt ...genau auf die zellenfolie....
hat nur kurz pffffzzzzischpfffisch..... gemacht und der lipo war schrott...


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#8

RE: Lipo Reparatur

in Akku´s 23.06.2012 00:02
von Spanier Meister 6000-9999 Punkte | 878 Beiträge | 9806 Punkte

Kein Platinenbruch , hier nochmal die Bruchstelle an der Alufahne .
Ich frag mich echt wie es dazu kommen konnte , denn äusserlich waren kein Schäden am Lipo weder am Case noch sonstwo.




Hab den Lipo heut mal leer gefahren und alles TOP .

mfG



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#9

RE: Lipo Reparatur

in Akku´s 23.06.2012 07:15
von Benny (gelöscht)
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Vieleicht war es ein herstellungsfehler oder sowas.


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#10

RE: Lipo Reparatur

in Akku´s 05.01.2013 18:46
von Xer Meister 6000-9999 Punkte | 522 Beiträge | 7379 Punkte

Also, Lipos sind und bleiben sehr gefährlich, vieles gibst bei Youtube zu sehen.

Deshalb habe ich mich für etwas mehr Sicherheit entschieden.

Ich hab mir zwischen den Feirertagen eine Box bei Aldi geholt. 35 Euro.

(840 °C, bis 30 min, von Aussen)
Na bei dem Volumen werden die Flammen im Inneren erstickt und ich denke, dass meine lipos gut aufgehoben sind. (der Rest drumherum auch)

Wie bewahrt Ihr Eure Lipos auf ?

LG Xer


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