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Nutzung von Lithium-Ionen-Akkus
#1
Hallo,

Laptops werden bekannterweise mit Lithium-Ionen-Akkus betrieben. Das folgende Bild zeigt einen solchen Akku, wie er für meinen Acer-Laptop benötigt wird.

   

Mich hat beim Betrieb des Laptops gestört, dass sich die Nutzungsdauer neuer Akkus sehr schnell verringerte. Nachdem ich den Akku ein zweites Mal auswechseln musste, hat mich die Neugier gepackt und ich habe den alten, defekten Akku zerlegt. Die einzelnen Zellen wurden getrennt und ihre Ladespannung gemessen.
Vier der 6 Zellen hatten noch eine Spannung von über 3,9 V, nur die anderen beiden lagen unter 3 Volt.
Jetzt wurde mein Bastlerehrgeiz geweckt und ich habe nach Möglichkeiten gesucht, die Zellen einzeln laden zu können. Bei der Suche im Netz fand ich Beiträge, in denen solche Lithium-Ionen-Akkus geladen wurden. Die Verfasser zeigten auch den Aufbau entsprechender Ladeschaltungen.
Im Netz fand ich die kleinen Lademodule (10 Stück für unter 4 €), ebenso sehr preiswerte Batteriehalterungen (5 Stück unter 2 €) und damit wurde eine Ladeschaltung zum gleichzeitigen Laden von 5 Akkus aufgebaut.

   
   

Zum Betrieb war noch ein passendes Netzgerät mit +5V und entsprechender Stromstärke notwendig. Es fand sich ein nicht mehr benötigtes Netzteil aus einem umgebauten Computer, das an 5V minimal 5 A liefert. Daraus habe ich ein kleines kompaktes Netzteil aufgebaut, welches ausser den 5V noch 3,3V, 12V. - 5V und -12V liefert. Zur Kontrolle der anliegenden Spannung und des entnommenen Stroms habe ich ein kleines digitales Anzeigemodul (100V / 10A) aus China eingebaut.

   
   

Im Ergebnis bin ich mit den beiden Schaltungen sehr zufrieden. Alle 6 Akku-Zellen wurden aufgeladen und erreichen im Vollzustand 4,1V. Die Lademodule leuchten während der Ladung rot, nach Erreichen der Ladeschlußspannung und im Leerlauf schaltet es auf blau.

   
   

Zwei der Akkus habe ich in ein Bastelradio eingebaut. In der Bastelkiste fand ich einen Lautsprecher, der früher zu einem Lautfernsprecher aus DDR-Produktion gehörte. Die Radioschaltung stammt aus einem Radiowecker. Der Uhrenteil wurde abgetrennt, das zugehörige Gehäuse entsprechend gekürzt und das Ganze auf die Rückseite des Lautsprechergehäuses gebaut. Der Empfang und die Lautstärke sind sehr zufriedenstellend.

   
   
   

Im Ergebnis dieser Bastelei kann man feststellen, dass Akkus, die sich am Laptop nicht mehr aufladen lassen, nicht entsorgt werden müssen. Einige (und wie in meinem Fall alle) Akkuzellen lassen sich wieder aktivieren und für verschiedene Anwendungen nutzen. Man spart somit Ressourcen und vergrößert die Müllberge nicht.

Vielleicht ist meine Bastelei auch für andere Mitglieder hier im Forum eine Anregung, ausgetauschte Laptop-Akkus nicht wegzuwerfen, sondern für andere Schaltungen weiterhin zu nutzen.

Beste Grüße
Jürgen
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#2
Ja das ist eine Gute Idee. Mache ich auch schon seit geraumer Zeit.
Mit einer Hülle benutze ich die sogar in meinen alten DDR Taschenlampen, wo die " Zwei-Zellen " , 3 Volt " Batterie drin sind. Auch mit Adapter werkeln einige in meinen Radios.
Gut ist, das diese nicht auslaufen, wenn die leer sind.
Ja und bitte keine Hinweise was alles mit den Lithium Zellen passieren kann. Ich denke jeder der sich mit sowas beschäftig, macht sich vor her schlau.
Smile
Habe immer soviel Arbeit, das ich mir eine aussuchen kann. Smile

Grüße Frank, der Moschti
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#3
Hallo, ich habe beim Zerlegen immer ein kleines Elektronikmodul vorgefunden.
Das muss so etwas wie ein Laderegler / Stromwächter sein.
Kann man damit noch was anstellen? Ich meine : Sinnvoll weiterverwenden?
Gruß Manfred
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#4
Hallo Jürgen,
(15.03.2019, 10:01)TKOFreak61 schrieb: Vielleicht ist meine Bastelei auch für andere Mitglieder hier im Forum eine Anregung, ausgetauschte Laptop-Akkus nicht wegzuwerfen, sondern für andere Schaltungen weiterhin zu nutzen.
Nicht nur das, sondern auch die Idee, aus einem PC-Netzteil so ein schickes Experimentier-Netzgerät zu machen, ist super. Bei starken Netzteilen sollte man den 5-V-Ausgang extra absichern, da können leicht Leitungen durchbrennen.

Guter Beitrag, danke!

Gruß, Frank
Keiner von uns kommt lebend hier raus. Also hört auf, alles aufzusparen. Eßt leckeres Essen. Spaziert in der Sonne. Springt ins Meer. Sagt die Wahrheit und tragt euer Herz auf der Zunge. Seid albern. Seid freundlich. Seid komisch. Bastelt mit Radios. Für nichts anderes ist Zeit.
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#5
(15.03.2019, 11:10)Grießgram schrieb: Hallo, ich habe beim Zerlegen immer ein kleines Elektronikmodul vorgefunden.
Das muss so etwas wie ein Laderegler / Stromwächter sein.
Kann man damit noch was anstellen? Ich meine : Sinnvoll weiterverwenden?
Gruß Manfred

So "einfach" wie LithiumIon-Akkus ladbar sind (Konstantstromladung bis Ladeschlussspannung und dann Konstantspannungsladung bis der Ladeendstrom erreicht ist), in Akkupacks mit mehreren Akkuzellen braucht man eine "Balancer-Elektronik", die peinlichst genau die Ladung jeder einzelnen Akkuzelle überwacht und entsprechend anpasst. Dies auch beim Entladevorgang, weil LithiumIon-Akkus weder Tiefentladung noch Überladung gut vertragen.

Außer als "Balancer" für gleichartige (selbe Fertigungstechnologie) von anderen LithiumIon-Akkus ist die Elektronik kaum (sinnvoll) verwendbar.

Gruß

(Reflex-)Kalle
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#6
Wer nicht basteln möchte kauft sich so ein Fertiggerät.
Ideal für verschiedene Akkugrößen.
Angesteckt wir es an ein Handy Ladegerät. Je kräftiger das Ladegerät um so besser.

Hier ein Bild ohne Werbung zu machen.

   
Habe immer soviel Arbeit, das ich mir eine aussuchen kann. Smile

Grüße Frank, der Moschti
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#7
Hallo Kalle,

ja, die Reihenschaltung von Lithium(-ion-/-polymer-)zellen ist nicht unproblematisch und sollte (eigentlich) niemals ohne Balancer erfolgen. Deutlich einfacher geht es bei der Parallelschaltung. Die kann ohne weitere Schaltelemente einfach so erfolgen. Lade- und Entladeströme verteilen sich jeweils von selbst entsprechend dem jeweiligen Ladezustand der Zellen.

Gruß Ingo.
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#8
Schöne und sinnvolle Bastelei Smiley20

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#9
Hallo,


Frank, da gehe ich mit Dir.

Ich war auch mal so unbedarft und habe Li. Zellen auf die einfache schnelle geladen.

Vor 2 Jahren habe ich dann mit einem Freund die Batterie vom E-Bike erneuert und dabei auch so einen Banlacer mit verbaut. Wir bargen ihn aus dem alten Batteriepack, hat sich ausgezahlt, bin mit dem Li Zeugs eh vorsichtig.
Gruß vom Jürgen

Kaum macht man es richtig, schon gehts.

P.S.
für Dateiaustausch bitte an  jermel[at]gmx.net senden.
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#10
(15.03.2019, 15:49)ingo schrieb: Hallo Kalle,
...
Deutlich einfacher geht es bei der Parallelschaltung. Die kann ohne weitere Schaltelemente einfach so erfolgen. Lade- und Entladeströme verteilen sich jeweils von selbst entsprechend dem jeweiligen Ladezustand der Zellen.

Gruß Ingo.

Guten Abend Ingo,

wenn da eine defekte Lithium-Zelle in der Parallelschaltung ist, würde ich das Akku-Pack nicht mehr ohne „Balanceregler“ normal laden wollen.

Gruß

(Reflex-)Kalle
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#11
(15.03.2019, 20:40)Reflex-Kalle schrieb: wenn da eine defekte Lithium-Zelle in der Parallelschaltung ist, würde ich das Akku-Pack nicht mehr ohne „Balanceregler“ normal laden wollen.

Hallo Kalle, magst das etwas genauer erläutern? Ich hab da nämlich zu wenig Ahnung. Dachte, die Balancer sind dazu da, daß in einer Reihenschaltung keine Zelle überladen wird? Wobei ich auch da nicht weiß, wie das funktioniert....
Gruß,
Uli
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#12
hallo, Balanceregler für Reihenschaltung leuchtet mir ein.
Laden in Parallelschaltung mit einer hochohmigen Zelle im Verband sollte auch kein Problem sein.
Aber wenn der Defekt in Richtung "niederohmig" geht, dann bleibt da kein Auge trocken.
Ladestrombegrenzung ist da unbedingt erforderlich.
Oder ein Feuerlöscher.

Gruß Manfred
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#13
Da bis zum Erreichen der Ladeendspannung mit Konstantstrom geladen wird und der sich auf den Gesamtstrom der parallelgeschalteten Zellen bezieht, würden bei einer hochohmigen Zelle die andere(n) Zellen mit zu viel Strom geladen werden. Bei Schnellladern (die laden mit bis zu 10fachen Ah/h) wird es dann bei Lithium-Zellen sehr kritisch, wenn nicht der Ladestrom jeder einzelnen Zelle der Parallelschaltung durch zusätzliche Elektronik je Zelle begrenzt wird.
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#14
Das BMS schaltet den kompletten Akku ab wenn es einen parallelen Strang mit einer zu geringen Spannung detektiert.
Das Problem ist, dass viele der billigen BMS aus China nicht fehlerfrei arbeiten und so mehr Schaden anrichten können als sie verhindern. 

Meinen letzten Antriebsakku für meinen E- Roller hab ich deswegen ganz ohne Schutzelektronik konfektioniert  als
10p 16s, also 160 Einzelzellen .
Die Sony Konion haben so gut wie keine Drift.
Jeder Strang wurde auf eine Buchsenleiste nach aussen geführt. So kann ich hin und wieder nachmessen.
Das eigentliche Laden und Entladen ist ja trivial.
Bis jetzt hab ich 2000 km runter und die Drift der einzelnen Stränge liegt bei wenigen mV.
Von daher erscheint ein BMS bei hochwertigen Zellen durchaus entbehrlich wenn der Akku nicht in Laienhand ist.
Leider sind Notebookzellen meist von miserabler Qualität und deshalb so schnell defekt. 

Gruß ,
Achim
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#15
Hallo Kalle,

ich schalte schon seit vielen Jahren LiPo-Zellen parallel und lade sie mit einem Gesamtstrom, der deutlich geringer ist, als der für eine Zelle erlaubte. Das verlangt in meinem Fall eine Ladezeit von >6 Stunden. Aber das ist so gewollt. Bisher ist nicht eine Zelle defekt und der Schaltungsaufwand ist sehr gering. Die parallelgeschalteten Zellen versorgen kleine autonome Meßsysteme, die ich dienstlich aufgebaut habe. Das funktioniert bei bisher 40 Einheiten ohne Probleme. Wäre eine Zelle niederohmig, so begrenzt der eingesetzte Ladekontroller den Strom. Ich halte deshalb die Parallelschaltung - vorausgesetzt man geht nicht an die Grenzen der Auf- und Entladeströme - für eine einfache, sichere Konfiguration. Ich verwende Zellen, von denen jede über eine Schutzschaltung (aus zwei FETs) zur Strom- und Spannungsbegrenzung verfügt, würde diese aber auch ohne eine solche Schutzschaltung parallelschalten.

Gruß Ingo.
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#16
Hallo, ich gebe zu bedenken:

In einer Ladeschaltung ist nicht nur das Ladegerät eine Energiequelle.
Schon geladene oder teilgeladene Zellen entwickeln einen Kurzschlußstrom, wenn die Bedingungen günstig sind.
Und in der Parallelschaltung wirken die sich im niederohmigen Element aus.
Da ist die Ladereglung für jede Zelle extra schon die bessere Variante.

Nehmt es mir nicht übel, aber 40 Berufsjahre in der Energiewirtschaft hinterlassen bleibende Spuren.
Da reichen die Erfahrungen von einer verschmorten Schützspule bis hin zu einer runtergebrannten Trafostation.
Gruß Manfred
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