LiPo, LiPo-HV, LiIo und LiFe

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  • Ausführliche Erklärung der Akkutypen aus der Li-XX-Gruppe, umgangssprachlich LiPo genannt
    Es handelt sich um leistungsfähige Akkus, mit denen man elektrische Geräte betreiben kann, RC-Fahrzeuge, Fernsteuerungen etc.

    Man unterscheidet im Modellbau mittlerweile 4 verschiedene Typen.
    LiPo, LiPo-HV, LiIo und LiFe (LIFePo4).
    Alle diese Akkus sind auf Lithiumbasis, und besitzen im Vergleich zu früheren NiXX-Akkus eine hohe Ladedichte bei geringem Gewicht.

    Legende:

    LiPo: Lithium-Polymer, dürfte mittlerweile die bekannteste Art der Akkus sein. Besitzt die höchste Energiedichte, kann die höchsten Ströme abgeben.
    Nennspannung: 3,7 Volt. Ladeschlussspannung: 4,2 Volt, Entladeschlussspannung: 3,0 Volt, Lagerspannung: 3,85 Volt.
    Laderate sind meist maximal 1 C, Entladeraten gehen bei sehr guten Akkus mittlerweile bis über 100 C. Für uns und unsere Fahrzeuge braucht es nicht viel C.
    LiPos müssen sehr genau nach Herstellerangaben behandelt werden, da sie sonst zur Selbstentzündung neigen. Jedoch hat man dies heute wesentlich besser im Griff als vor etwa 10 Jahren.

    LiPo-HV: Ebenfalls ein LiPo, aber mit erhöhter Ladeschlussspannung von 4,35 V. Diese Akkus sollen sich mit bis zu 6 C laden lassen. Sind noch relativ neu und vor allem in der Fliegerscene setzen sie sich gerade durch (Drohnen).

    LiIo: Lithium-Ionen-Akku, früher oft in Handys anzutreffen, oder mittlerweile in Akkuschraubern etc. Sind sehr robust, aber nicht so belastbar wie LiPo oder LiFe. Auch haben sie eine niedrigere Energiedichte. Nennspannung: 3,6 Volt, Ladeschlussspannung: 4,1 Volt und Entladespannung: 2,5 Volt. Laderate bis zu 1 C, Lagerspannung: 3,75 Volt.
    Diese Akkus sind relativ "eigensicher".

    LiFe (LiFePo4): Lithium-Feroxyd-Akku: Die robustesten, eigensichersten. Laderaten bis zu 5 C, Entladeraten bis ca 40 C. Geringere Spannungslage als LiPo, und geringere Energiedichte.
    Nennspannung: 3,3 Volt, Ladeschlussspannung: 3,6 Volt, Entladeschlussspannung: ca 2,0 Volt. Lagerspannung: 3,3 Volt.
    Werden oft verpönt wegen des etwas höheren Gewichts und der niedrigeren Spannungslage gegenüber LiPos.
    Empfehlen sich immer dann, wenn jemand kein vertrauen oder Erfahrung mit LiPos hat (so wie bei mir).

    Hier noch ein paar Begriffserklärungen:

    Energiedichte: Je höher die Energiedichte, desto mehr Energie passt in einen Akku, der Akku hat viel mAh und ist leicht.
    Ein Akku mit gleich viel mAh aber geringerer Energiedichte wäre größer und schwerer.

    Laderate/Entladerate (C): C ist einmal die Kapazität eines Akkus. Bei ein 5000 mAh-Akku bedeutet das also 5 A.
    Ein Akku mit 5000 mAh, einer Laderate von 2 C und einer Entladerate von 50 C hat demzufolge:
    2xC (C=5A) 10 A Ladestrom, maximal.
    Entladestrom wäre: 50 C, also 50xC (C=5A) also 250 A Entladestrom. Hier wird oftmals unterschieden in "burst-current" (Spitzenbelastung, kurzzeitig) und "continous-current" (Dauerbelastung, durchgehend). "Current" bedeutet "Stromfluss"

    Was bedeutet S oder P bei einer Akkuangabe?
    Nehmen wir als Beispiel einen LiPo. 3S2P.
    Dieser besteht aus 3 Zellen in "S"erie und diese 3 Zellen sind noch 2 "P"arallel geschaltet.
    Nehmen wir an, eine einzelne Zelle hat 1000 mAh und 3,7 Vol, so ergibt sich daraus: 3S, also 3x die Einzelspannung von 3,7 Volt, und 2 "p", also 2 mal die Kapazität.
    Solch ein Akku hat insgesamt 6 Zellen (3S x 2P) und eine Spannung von 3S (3x 3,7 Volt), 11,2 Volt bei 2P (2x Kapazität C ), 2000 mAh.
    Also 6 Zellen, 11,2 Volt und 2000 mAh.
    Das mag kompliziert klingen, ist aber logisch, und hat man es sich einmal verinnerlicht, eine feine Sache :)

    Es ist zwingend notwendig, LiXX-Akkus nur mit Ladegeräten zu laden die einen "Balanceranschluss" besitzen. Durch diesen Anschluss werden die verschiedenen Zellspannungen der einzelnen Zellen (Zellendrift) einander angeglichen-

    Es gibt 4 Arten balancerstecker: HP/PQ, EH/F, XH und EH.
    Es gibt aber auch "Multi-Balancerboards" die man an sein Ladegerät macht, und die dann alle Arten von Balancersteckern unterstützen.

    Zum Beispiel dieses hier: klick-klick

    Wird ein LiXX-Akku längere Zeit nicht benutzt, so sollte er auf die bereits erwähnte Lagerspannung gebracht werden.
    ACHTUNG: Überladen kann zu Bränden führen und ist das Schlimmste was man einem LiPo antun kann!
    Aber auch Tiefentladen schädigt ihn irreparabel!

    Wenn ein LiXX-Akku sich merklich aufbläht ist er defekt, er hat im Inneren angefangen zu "gasen", dies lässt sich nicht rückgängig machen, Akku bitte Entsorgen!

    766 mal gelesen

Kommentare 3

  • Lifthrasir -

    Lithium Ionen Akkus ist der Oberbegriff der Akkus auf Lithium Basis, darunter fallen dann auch die beiden gebräuchlichsten Gruppen wie die der Lithium Polymer Akkus (LiPo) oder Lithium Eisenphosphat Akkus (LiFe), wobei der LiFePO4 Akku der bekannteste unter den LiFe Akkus ist. Darüber hinaus gibt es noch andere Gruppen von Lithium Ionen Akkus, als da wären unter anderem Lithium Titanat, Lithium Carbon, Lithium Mangan, Lithium Cobalt und weitere.

  • Guden -

    Ist soweit 100% korrekt :)

    Ich verstehe nur nicht, warum ihr immer von LiIo-Akkus redet?
    Diese sind genau wie LiPo und LiFe eine Unterart der Li-XX Akkus.
    Und LiIo hat bei uns so gut wie niemand in Gebrauch?

    Oder doch?

    LG

  • Lifthrasir -

    Der große Vorteil der Lithium Ionen Akku Familie gegenüber herkömmlichen Akkus wie Blei-Akku, NiCd oder NiMH Akkus ist ganz einfach der Aufbau. Alle bisher gängigen Akkutypen benötigen zwischen den Ladungsträgern ein flüssiges Elektrolyt. Eine geladene Autobatterie die trocken ist, wird keinen Strom abgeben können. Erst mit dem Einfüllen von verdünnter Schwefelsäure als Elektrolyt, findet ein Ladungsaustausch zwischen den Ladungsträgern (Anode / Kathode) statt und es kann Strom fließen.

    Der Vorteil von Lithium Ionen Akkus besteht nun darin, dass das Elektrolyt zwischen Anode und Kathode nicht flüssiger Natur ist, sondern Gel-artig oder sogar in fester Form zur Verwendung kommt. Dieser Umstand ermöglicht, das Lithium Ionen Akkus ohne festes und dem Elektrolyt gegenüber unempfindliches Gehäuse auskommen. Dadurch werden die Akkus nicht nur leichter sondern können in verschiedensten Bauformen gefertigt werden.

    NiCd oder NiMH Akkus gibt es Aufgrund ihres Aufbaues nur in Metall Gehäusen, die schwer sind und in der Masse/Raum nicht zum Energiespeicher beitragen, es gibt sie aus fertigungstechnischen Gründen auch nur in zylindrischer Form. Mehrere Akkus zusammengefügt in einem rechteckigen Raum untergebracht lassen ungenutzte Hohlräume entstehen.
    Ein Lithium Ionen Akku kann durch seinen Aufbau ohne das schwere Metall Gehäuse auskommen, der Akku wird dadurch nicht nur leichter, sondern der Raum für das Gehäuses entfällt ebenfalls. Die Akkus gibt es in der herkömmlichen zylindrischen Form, aber auch handelsüblichen rechteckigen Formen, der Raum den ein rechteckiger Akku einnimmt wird so nahezu komplett als Energiespeicher genutzt.

    Der Nachteil des fehlenden Metall Gehäuses ist die Anfälligkeit gegen mechanische Beschädigung von Außen, deshalb sollten Lithium Ionen Akkus sorgfältiger und achtsamer behandelt, gelagert und transportiert werden.