Schutzschaltkreis

Handelsübliche Li-Ion Akkus enthalten oft ‚redundant’ Schutzvorrichtungen, um die Sicherheit unter allen erdenklichen Umständen zu gewährleisten. Die Ladung wird unterbrochen, falls die Spannung in einer Zelle 4.30 Volt übersteigt. Geht die Zelltemperatur über den Grenzwert von 90 ° C, wird sofort eine andere Sicherung ausgelöst. Ein Überdruckschutzschalter unterbricht den Ladestrom permanent, falls ein bestimmter Zellendruck überschritten wird; und ein interner Spannungskontrollschaltkreis lösst die Verbindung zum Akku bei zu niedriger und zu hoher Spannung. Ausnahmen von diesen Schutzvorkehrungen werden bei prismatischen oder zylindrischen Spinellpacks mit nur einer oder zwei Zellen gemacht.

Der Li-Ion Akku wird typisch zu 3 Volt pro Zelle entladen. Die geringste erlaubte ‘Niederspannung’ ist 2.5 Volt/Zelle. Bei längerer Lagerung ist jedoch eine Entladung unterhalb dieser Spannungsgrenze möglich. Manche Hersteller empfehlen eine kurze ‚trickle’ Ladung‘ um den Akku langsam wieder auf den ‘akzeptablen’ Spannungswert zu bringen. Nicht alle Ladegeräte sind geeignet um Akkus, die unter 2.5 Volt/ Zelle herabgesunken sind, wieder zu laden.

Manche Li-ion Akkus besitzen eine Schaltung, welche die Verbindung endgültig unterbricht, falls die Zellspannung unter 1.5 Volt absinkt. Diese Vorkehrung wird getroffen, um das Nachladen eines Akkus im falschen Spannungsbereich zu verhindern. Eine Tiefenentladung führt zum sogenannten Verkupferungseffekt, welcher einen Zellen-Kurzschluß auslösen kann.

Die meisten Hersteller liefern die Li-Ion Zellen nicht einzeln aus, sondern nur als Akkupack komplett mit einem Schutzschaltkreis. Diese Vorsichtsmaßnahme ist begreiflich, wenn man die bestehende Explosions- und Feuergefahr bedenkt, falls der Akku außerhalb der Sicherheitsgrenzen geladen oder entladen wird.

Besondere Vorsicht ist geboten, wenn durch statische Elektrizität oder durch ein fehlerhaftes Ladegerät der Schutzschaltkreis des Akkus zerstört wurde. Derartige Beschädigungen veranlassen den integrierten Sicherungshauptschalter durch Kurzschluss in die aktivierte „ON Position“ zu bringen, ohne daß der Anwender sich dessen bewußt wird. Ein Akku mit fehlerhaftem Schutzschaltkreis scheint dann normal zu funktionieren, ist jedoch nicht imstande die Sicherheit zu gewähren. Falls dieser Akku mit einem schlechten Ladegerät überladen wird, kann der Akku überhitzen, sich verformen und schließlich mit einer Stichflamme explodieren. Ein solcher Akku ist ebenfalls feuergefährlich, wenn die Kontakte unwissend kurzgeschlossen werden.

Analyser für Lithium Ion Akkus

In der Vergangenheit wurden die Akku-Analyser dazu benutzt, um Akkus, die unter dem „Memory Effekt“ litten, wieder aufzubereiten. Mit dem heute überwiegenden Gebrauch von nickelfreien Akkus ist Memory ein untergeordnetes Problem und die Aufgabe des Analysers schiebt sich zur Akku-Qualitätskontrolle, Schnelltesten und Verifikation der Akkukapazität.

Man sollte gemeinhin davon ausgehen, daß neue Akkus fehlerfrei arbeiten. Dennoch stellten viele Anwender fest, daß Akkus frisch aus der Schrumpfverpackung, nicht immer den Kapazitätspezifikationen der Hersteller entsprechen. Mittels eines entsprechenden Akku-Analysierers lassen sich alle neu erworbenen Akkus als Teil der Qualitätskontrolle genau prüfen. Darüber hinaus können so Garantiereklamationen substantiell festgehalten werden, falls das Speichervermögen während der Garantiezeit unterhalb der vom Hersteller spezifizierten Grenze abfällt.

Die typische Lebensdauer eines Li-Ion liegt zwischen 300-500 Entlade-und Ladezyklen oder bei zwei Jahren. Der Verlust an Akkukapazität erfolgt anfänglich oft ohne Wissen des Anwenders. Obwohl voll aufgeladen, regressiert der Akku zu einem Punkt, wo er möglicherweise weniger als die Hälfte seines ursprünglichen Speichervermögens halten kann. Die Funktion des Akku-Analysers liegt hauptsächlich darin, die Schwachen rechtzeitig auszusondern.

Ein Akku-Analyser kann auch dazu verwendet werden, um die Ursache von zu kurzen Betriebszeiten zu ermitteln. In einigen Fällen wird der Akku nie voll laden, oder ein tragbares Gerät zieht mehr Strom als erwartet. Viele der heutigen Akku-Analyser können die Entladung puls-genau simulieren und die Betriebszeite von digitalen Geräten nachvollziehen.

Eine der wichtigsten Eigenschaften von modernen Akku-Analysern ist die Fähigkeit den Akkuwiderstand abzulesen. Als Teil der natürlichen Alterung steigt der Innenwiderstand der Li-Ion und andern Akkus allmählich durch fortschreitende Zelloxidation. Je höher der Widerstand, desto schlechter ist der Zustand des Akkus.

Cadex hat ein eigenständiges pulsierendes Verfahren entwickelt, um den Innenwiderstand der Akkus zu messen. Bekannt als OhmTest, wird der Wert in Milliohm (mΩ) innerhalb von zehn Sekunden ermittelt, ohne daß der Akku entladen wird. Als ein Bestandteil der C7000 Akku-Analyser Serie läßt sich mittels des OhmTestes eine große Anzahl Akkus innerhalb Minuten durchprüfen. Diese Technik ist bei Unternehmen besonders nützlich, die Mengen von Akkus auf ihre Leistungswerte hin überprüfen müssen, bevor sie freigegeben werden.

<< Previous Page

Next Page >>