Wie kann die Batterielebensdauer durch die Verwendung der richtigen Lademethoden verlängert werden?

Lithium-Ionen-Batterien gelten als weitaus besser als andere Batteriechemien, sind aber mit denen aller anderen Batterien identisch. Sie können sich der Tatsache nicht entziehen, dass sie nicht den ganzen Tag damit verbringen können, stark genutzte Gadgets oder Geräte mit Strom zu versorgen. Diese Batterien müssen irgendwann aufgeladen werden, was für Benutzer sehr frustrierend sein kann. Was passiert noch, wenn das Ladegerät fehlt oder kaputt ist? Hier stellen wir Ihnen eine Anleitung zum Laden eines Lithium-Ionen-Akkus ohne Ladegerät zur Verfügung.

Lassen wir Sie also nicht länger warten! Schauen Sie sich die Liste der Alternativen an, die Ihnen zum Laden eines Lithium-Ionen-Akkus zur Verfügung stehen.

Alternativen zum Laden von Lithium-Ionen-Akkus ohne Ladegerät

1. Die Vorteile elektronischer Geräte mit USB-Anschlüssen nutzen

2. Laden eines Li-Ionen-Akkus mit einem Clip-Ladegerät

3. Verwendung verschiedener Ladegeräte, die unterschiedliche Energiequellen nutzen

Dabei handelt es sich um ein spannungsbegrenzendes Gerät, das Ähnlichkeiten mit dem Blei-Säure-System aufweist. Die Unterschiede zu Li-Ion liegen in einer höheren Spannung pro Zelle, engeren Spannungstoleranzen und dem Fehlen einer Erhaltungs- oder Erhaltungsladung bei Vollladung. Während Bleisäure eine gewisse Flexibilität hinsichtlich der Spannungsabschaltung bietet, legen Hersteller von Li-Ionen-Zellen sehr strenge Wert auf die richtige Einstellung, da Li-Ionen keine Überladung vertragen. Das sogenannte Wunderladegerät, das mit Impulsen und anderen Gimmicks eine längere Akkulaufzeit und zusätzliche Kapazität verspricht, gibt es nicht. Li-Ion ist ein „sauberes“ System und nimmt nur das auf, was es aufnehmen kann.

Der empfohlene Ladestrom einer Energiezelle liegt zwischen 0,5 °C und 1 °C. Die vollständige Ladezeit beträgt ca. 2–3 Stunden. Hersteller dieser Zellen empfehlen das Laden bei 0,8 °C oder weniger, um die Batterielebensdauer zu verlängern; Allerdings können die meisten Power Cells bei geringer Belastung eine höhere Ladungs-C-Rate vertragen. Der Ladewirkungsgrad beträgt etwa 99 Prozent und die Zelle bleibt während des Ladevorgangs kühl.

Bei einigen Li-Ionen-Akkus kann es beim Erreichen der vollen Ladung zu einem Temperaturanstieg von etwa 5 °C (9 °F) kommen. Dies könnte an der Schutzschaltung und/oder einem erhöhten Innenwiderstand liegen. Benutzen Sie den Akku oder das Ladegerät nicht mehr, wenn die Temperatur bei mäßiger Ladegeschwindigkeit um mehr als 10 °C (18 °F) ansteigt.

Die vollständige Ladung erfolgt, wenn die Batterie die Spannungsschwelle erreicht und der Strom auf 3 Prozent des Nennstroms abfällt. Eine Batterie gilt auch dann als vollständig geladen, wenn sich der Strom einpendelt und nicht weiter sinken kann. Eine erhöhte Selbstentladung könnte die Ursache für diesen Zustand sein.

Eine Erhöhung des Ladestroms beschleunigt den Vollladezustand nicht wesentlich. Der Akku erreicht zwar schneller die Spannungsspitze, allerdings dauert die Sättigungsladung entsprechend länger. Bei einem höheren Strom ist Stufe 1 kürzer, aber die Sättigung während Stufe 2 dauert länger. Durch eine Hochstromladung wird der Akku jedoch schnell zu etwa 70 Prozent gefüllt.

Li-Ion muss nicht wie Bleisäure vollständig aufgeladen sein und ist auch nicht wünschenswert. Tatsächlich ist es besser, nicht vollständig aufzuladen, da eine hohe Spannung den Akku belastet. Die Wahl eines niedrigeren Spannungsschwellenwerts oder der vollständige Verzicht auf die Sättigungsladung verlängert die Batterielebensdauer, verkürzt jedoch die Laufzeit. Ladegeräte für Verbraucherprodukte streben nach maximaler Kapazität und können nicht angepasst werden; Eine längere Lebensdauer wird als weniger wichtig wahrgenommen.

Einige kostengünstigere Verbraucherladegeräte verwenden möglicherweise die vereinfachte „Charge-and-Run“-Methode, die einen Lithium-Ionen-Akku in einer Stunde oder weniger auflädt, ohne zur Sättigungsladung der Stufe 2 zu wechseln. „Bereit“ erscheint, wenn die Batterie die Spannungsschwelle in Stufe 1 erreicht. Der Ladezustand (State of Charge, SoC) beträgt zu diesem Zeitpunkt etwa 85 Prozent, ein Wert, der für viele Benutzer ausreichend sein könnte.

Bestimmte Industrieladegeräte setzen die Ladespannungsschwelle absichtlich niedriger, um die Batterielebensdauer zu verlängern. Tabelle 2 zeigt die geschätzten Kapazitäten beim Laden auf verschiedene Spannungsschwellen mit und ohne Sättigungsladung.

Wenn der Akku zum ersten Mal aufgeladen wird, steigt die Spannung schnell an. Dieses Verhalten kann mit dem Heben eines Gewichts mit einem Gummiband verglichen werden, was zu einer Verzögerung führt. Die Kapazität wird schließlich aufgeholt, wenn der Akku fast vollständig geladen ist (Abbildung 3). Diese Ladecharakteristik ist typisch für alle Batterien. Je höher der Ladestrom ist, desto größer ist der Gummibandeffekt. Kalte Temperaturen oder das Laden einer Zelle mit hohem Innenwiderstand verstärken den Effekt.

Die Schätzung des SoC durch Ablesen der Spannung einer geladenen Batterie ist unpraktisch; Ein besserer Indikator ist die Messung der Leerlaufspannung (OCV), nachdem die Batterie einige Stunden lang ruht. Wie bei allen Batterien beeinflusst die Temperatur den OCV, ebenso wie das aktive Material von Li-Ionen. Der SoC von Smartphones, Laptops und anderen Geräten wird durch Coulomb-Zählung geschätzt.

Li-Ion kann keine Überladung absorbieren. Bei voller Ladung muss der Ladestrom unterbrochen werden. Eine kontinuierliche Erhaltungsladung würde zur Plattierung von metallischem Lithium führen und die Sicherheit gefährden. Um Stress zu minimieren, halten Sie den Lithium-Ionen-Akku so kurz wie möglich in der Spitzenabschaltung.

Sobald der Ladevorgang beendet ist, beginnt die Batteriespannung zu sinken. Dadurch wird die Spannungsbelastung gemildert. Mit der Zeit pendelt sich die Leerlaufspannung auf einen Wert zwischen 3,70 V und 3,90 V/Zelle ein. Beachten Sie, dass ein Li-Ionen-Akku, der eine vollständige Sättigungsladung erhalten hat, die Spannung länger hoch hält als einer, der keine Sättigungsladung erhalten hat.

Wenn Lithium-Ionen-Akkus zur Betriebsbereitschaft im Ladegerät belassen werden müssen, führen einige Ladegeräte eine kurze Aufladeladung durch, um die geringe Selbstentladung des Akkus und seiner Schutzschaltung auszugleichen. Das Ladegerät schaltet sich möglicherweise ein, wenn die Leerlaufspannung auf 4,05 V/Zelle sinkt, und schaltet sich bei 4,20 V/Zelle wieder ab. Ladegeräte, die für den Betriebsbereitschafts- oder Standby-Modus ausgelegt sind, lassen die Batteriespannung oft auf 4,00 V/Zelle sinken und laden nur auf 4,05 V/Zelle statt auf die vollen 4,20 V/Zelle auf. Dies reduziert spannungsbedingte Belastungen und verlängert die Batterielebensdauer.

Einige tragbare Geräte befinden sich in der EIN-Position in einer Ladestation. Der durch das Gerät gezogene Strom wird als parasitäre Last bezeichnet und kann den Ladezyklus verzerren. Batteriehersteller raten von parasitären Belastungen beim Laden ab, da diese Minizyklen induzieren. Dies lässt sich nicht immer vermeiden, und ein an das Stromnetz angeschlossener Laptop ist ein solcher Fall. Der Akku kann auf 4,20 V/Zelle aufgeladen und dann vom Gerät entladen werden. Die Belastung der Batterie ist hoch, da die Zyklen an der Hochspannungsgrenze stattfinden, oft auch bei erhöhten Temperaturen.

Ein tragbares Gerät sollte während des Ladevorgangs ausgeschaltet sein. Dadurch kann die Batterie ungehindert die eingestellte Spannungsschwelle und den Stromsättigungspunkt erreichen. Eine parasitäre Last verwirrt das Ladegerät, indem sie die Batteriespannung senkt und verhindert, dass der Strom in der Sättigungsstufe ausreichend absinkt, indem sie einen Leckstrom zieht. Eine Batterie kann zwar vollständig aufgeladen sein, aber die vorherrschenden Bedingungen erfordern eine weitere Aufladung, was zu Stress führt.

Einfache Richtlinien zum Aufladen Lithiumbasierte Batterien

• Schalten Sie das Gerät aus oder trennen Sie die Last während des Ladevorgangs, damit der Strom während der Sättigung ungehindert abfallen kann. Eine parasitäre Last bringt das Ladegerät durcheinander.
• Bei mäßiger Temperatur aufladen. Nicht bei Gefriertemperatur aufladen.
• Lithium-Ionen müssen nicht vollständig aufgeladen werden; eine Teilladung ist besser.
• Nicht alle Ladegeräte führen eine vollständige Aufladung durch und der Akku ist möglicherweise nicht vollständig geladen, wenn das „Bereit“-Signal erscheint; Eine 100-prozentige Anzeige einer Tankanzeige kann eine Lüge sein.
• Benutzen Sie das Ladegerät und/oder den Akku nicht mehr, wenn der Akku übermäßig warm wird.
• Laden Sie einen leeren Akku vor der Lagerung etwas auf (40–50 Prozent Ladezustand sind ideal).