Durchführung der Akku-Tests (Technische Hintergründe)

Auf dieser Seite ist zusammengestellt, wie ich Akkus teste.

Was ist alles relevant beim Test von NiMH-Akkus?

  • Kapazität
  • Entladespannung
  • Selbstentladung
  • Lebensdauer
  • Verwendbarkeit bei Frost

Kapazitätsmessung

Bei der Bestimmung der Kapazität von Akkus ist zunächst schon einmal das Ladeverfahren wichtig. Hersteller geben die Kapazität der Akkus nach IEC 61951-2 an. Dabei wird der Akku für 16 Stunden mit C/10 geladen und dann mit C/5 entladen wird. Bei solch einer Ladung ist die Kapazität erfahrungsgemäß ca. 5-10% höher als bei Schnellladung mit Ladeschlusserkennung, welche die meisten Ladegeräte verwenden.

Anfangs habe ich für die Kapazitätsmessung meine eigene Entladeschaltung verwendet und die Kapazität bei verschiedenen Entladeströmen bestimmt.

Mittlerweile verwende ich aber auch oft das Powerex MH-C9000, welches die Kapazität nach IEC bestimmen kann und nach einigen Vergleichen mit meiner eigenen Messsschaltung bei der Kapazitätsmessung zumindest ausreichend genau ist.

Entladespannung / Entladekurve

Bei der Bestimmung der Entladekurve verwende ich meine eigene Entladeschaltung. Damit lässt sich der Spannungsverlauf eines Akkus während dem Entladevorgang bestimmen, was neben der Kapazität eine wichtige Messgröße ist.

Sanyo Eneloop Entladekurve

Bestimmung der Selbstentladung

Dies ist eine recht zeitraubende Prozedur. Besonders bei LSD-Akkus, die auch nach einem Jahr nur eine geringe Selbstentladung aufweisen. Also: nach der Kapazitätsbestimmung werden die Akkus geladen und eingelagert. Nach verschiedenen Zeitdauern wird dann die verbleiende Kapazität gemessen und mit der Anfangskapazität verglichen. Um sicherzugehen, lagere ich pro zu testender Zeitdauer meist mindestens zwei Akkus ein. Es wäre sonst recht ärgerlich, wenn nach einem Jahr Lagerung bei der Messung plötzlich die Batterie des Ladegeräts leer ist, der Rechner abstürzt oder sonstwas passiert.

Da die Selbstentladung von Akkus recht stark von der Umgebungstemperatur abhängt, lagere ich die Akkus immer bei “Zimmertemperatur”. Also sagen wir zwischen 18°C und im Hochsommer vielleicht auch mal jenseits der 30°C. Das sind zugegebenermaßen nicht gerade klar definierte Laborbedingungen, aber hoffentlich ausreichend, um Tendenzen feststellen zu können.
Bei kurzen Selbstentladungstests (Wochen oder wenige Monate) versuche ich den Hochsommer zu meiden, um die Tests nicht durch sehr hohe Temperaturen zu verfälschen.

Lebensdauer

Viele Hersteller geben an, wie viele Entladezyklen ein Akku aushält. Meistens steht dabei “bis zu x Ladezyklen”. Denn eines sollte klar sein: es gibt dabei eine große Streuung. Und ein Akku ist auch nicht während seiner gesamten Lebensdauer gleich gut und dann plötzlich kaputt. Vielmehr sinkt während der Lebensdauer die Kapazität und ggf. erhöht sich der Innenwiderstand, was sich besonders bei hohen Entladeströmen in einer geringeren Zellenspannung niederschlägt.

Die Herstelleranganben sind zudem unter optimalen Bedingungen ermittelt. Sprich mit geringen Ladeströmen von 0,1C. Wer ein Schnellladegerät verwendet, kann in jedem Fall mit mit deutlich weniger erreichbaren Ladezyklen rechnen. Wie viel weniger hängt stark von den Bedingungen ab (gewählter Ladestrom, Wärmeableitung im Ladegerät, Nutzungsverhalten der Akkus etc.).

Aktuell verwende ich das Powerex MH-C9000 Ladegerät um die Lebensdauer der Akkus zu testen. Im Ladegerät kann man bis zu 12 Lade-/Entladezyklen automatisch durchlaufen lassen, wobei die jeweilige Kapazität protokolliert wird. Trotzdem eine zeitraubende Prozedur, wenn man mehrere 100 Ladezyklen durchlaufen muss, bis man einen Akku mal “kaputtgeladen” hat.


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