Kleinerer Innenwiderstand verlängert die Bertiebszeit

Der Innenwiderstand eines Akkus ist ein wichtiges Element, der sich hautsächlich bei digitalen Geräten stark bemerkbar macht. Gemessen in Milli-Ohm (mW), ist der Innenwiderstand (Ri) der Wächter des Akkus, welcher zu einem erheblichen Teil die Betriebszeit eines Packs bestimmt. Je niederiger der Widerstand, um so geringer sind die physikalischen Einschränkungen die der Akku bei pulsierender Belastungen erfährt. Ein hoher Widerstand macht den Akku ‘weich’ und verursacht einen Spannungssturz, sobald eine starke Stromabnahme angeschlossen wird. Ein scheinbar guter Akku erscheint als schwach, weil die verfügbare Energie nicht vollständig abgegeben wird.

Wie läßt sich der Innenwiderstand eines Akkus messen? Die Gleichstrom- (DC) Methode ist am meisten verbreitet. Hier wird der Akku mit einem Widerstand belasted und der Spannungsabfall wird gemessen. Über R=U:I läßt sich der Innenwiderstand ermitteln. Die Wechselstrom-(AC)-Methode, auch als „Konduktivtest“ bzw. „Leitfähigkeitstest“ bekannt, mißt die elektro-chemischen Eigenschaften des Akkus mit Hilfe von Wechselstrom. Akkukorrosion und andere Defekte lassen sich so identifizieren.

Die Cadex C7000 Akku-Analyser Serie (Bild 6) erlaubt die Impedanzmessung mit einem von Cadex entwickeltem Verfahren, das Ohmtest™ genannt wird. Die Testzeit dauert zehn Sekunden und arbeitet mit diskreten Lade- und Entlade Pulsiermethoden, ohne daß der Akku dabei entladen wird

Je nach Akku-Typ kann der Innenwiderstand kann stark variieren. Deshalb muß sich der Anwender mit den Eichwerten eines bestimmten Akku-Modells vertraut machen. Parameter, die die Werte des Widerstandes beeinflussen, sind z.B. chemische Zusammensetzung, Zellgröße (mAh), Zelltyp, Anzahl der in Serie verbundenen Zellen sowie die Art der Verkabelung und der Kontakte.

Um Referenzwerte zu bekommen, mißt man einen guten Akku und benützt ihn als Bezugsgrösse. Gut angeschlossene Endverbinder sind hier entscheidend, denn schlechte Kontakte führen zu erhöhten Werten. Krokodil-Klemmverbinder und lange Akku-Verbindungen sind ungeeignet. Es ist wichtig, daß ein Akku zumindest eine 50%ige Ladung besitzt, damit aussagefähige Werte des Innenwiderstandes abgelesen werden können. Gleich nach der Ladung weist ein Akku einen höheren Innenwiderstand auf. Es ist angeraten, den Akku ein bis zwei Stunden ruhen zu lassen bevor die Messung genommen wird.

Durch das Messen des Innenwiderstandes lassen sich auch Schnelltests leicht durchführen. Die schnellen Ohm-Tests erlauben die Prüfung einer großen Anzahl von Akkus innerhalb weniger Minuten.

Zusammenfassung

Zusammenfassend läßt sich folgendes über den Status Quo der Akku-Technik sagen: Mit der Einführung neuer Akkuchemien ging es der NiCd-Technik an der Kragen. Die relativ kurze Betriebszeit, das Memory-Speicherphänomen, sowie Entsorgungsprobleme haben diese Akkus aus dem Rennen geworfen. Auch die NiMH-Akkus stellen keine herausragende Lösung für die Belange ihrer Zeit dar. Die Lebensdauer ist vielfach zu kurz. Als „leuchtenden Stern am Akku-Himmel“ kann man derzeit am ehesten die Li-Ion-Technik bezeichnen. Doch auch hier ergeben sich Beschränkungen durch den integrierten Schutzschaltkreis, der aus Sicherheitsgründen hohe Ladeströme ausschließt. Zudem unterliegen diese Akkus Materialveränderungen und einer frühen Alterung. Aber geben wir die Hoffnung nicht auf. Auch auf dem Akku-Sektor ist die Entwicklung nicht aufzuhalten.

Dieser Artikel ist ein Auszug aus  Batteries in a Portable World — A Handbook on Rechargeable Batteries for Non-Engineers (second edition) {Ein Handbuch über wiederaufladbare Batterien für Nicht-Ingenieure}. In diesem Buch wertet Herr Buchmann den Akku im täglichen Gebrauch und erklärt seine Stärken und Schwächen. Das dreihundertseitige Buch ist erhältlich bei Cadex Electronics Inc. über book@cadex.com, tel. +1 604 231-7777 oder in den meisten Buchhandlungen. Um mehr Details über das Buch zu erhalten, besuchen sie die Website www.buchmann.ca.

Zum Autor

Isidor Buchmann ist Gründer und Geschäftsleiter CEO  von Cadex Electronics Inc. in Richmond (Vancouver) BC, Kanada. Herr Buchmann kommt aus der Radio Kommunikation und hat das Verhalten von Akkumulatoren in allen täglichen Anwendungsbereichen über zwei Jahrzehnte studiert. Als Autor vieler Artikel, Schriften und Bücher mit Themen über die Akkuwartungstechnologie ist Herr Buchmann ein weithin als Fachberater bekannter Vortragsredner, der technische Schriften und Präsentationen auf Seminaren und Konferenzen rund um die Welt durchführt.

Die Firma
Cadex Electronics Inc. ist einer der führenden Anbieter in Design und Herstellung von hochwertigen Akkuanalysierern und Ladegeräten. Die preisgekrönten Erzeugnisse werden eingesetzt, um die Lebensdauer von Akkus im Einsatz bei der drahtlosen Kommunikation, bei Notdiensten, der Biomedizin, mobilen Computern, Rundfunk, Luftfahrttechnik, und auf dem Sektor der Wehrtechnik und Weltraum zu verlängern und zu warten. Cadex Produkte werden in über 100 Länder verkauft.