LiIo

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LiIo-Mn-Becherzelle 26650

Sign li.png Kurzbezeichnung für Lithium-Ionen-Akku. Im Modellbau haben insbesondere die Becherzellen der Typen 26650 oder auch 18650 (wie sie in Notebooks verwendet werden) für Antriebszwecke oder als Empfängerstromversorgung Bedeutung erlangt.

Bei der Typbezeichnung steht die Zahlenkombination jeweils als Schlüssel für die Dimensionen der Zelle. So weisen die o.g. Typen einen Durchmesser von 18 bzw. 26mm auf und sind 65mm lang.

Aufbau

Beim Lithium-Ionen-Akku besteht die Anode (negative Elektrode) aus Graphit, die Kathode aus oxidiertem Lithium-Metall.

Im Gegensatz zum Lithium-Polymer-Akku verwendet der "normale" LiIo-Akku einen flüssigen Elektrolyten und ist daher mit einem stabilen Gehäuse (Becherzelle) versehen.

Je nach chemischer Struktur der Kathode unterscheidet man mehrere Typen:

  • LiCoO2
  • LiMn2O4
  • LiFePO4

Die Nennspannung der verschiedenen Typen liegt zwischen 3,3V und 3,8V. Ebenso unterscheidet sich die Maximalspannung, was beim Laden unbedingt zu beachten ist.

Eigenschaften

Im Vergleich mit Nixx-Zellen haben LiIon-Akkus eine sehr geringe Selbstentladung und einen hohen Wirkungsgrad, der allerdings bei niedrigen Temperaturen stark nachläßt. Die Energiedichte ist mit ~ 150Wh/kg etwa doppelt so hoch. Allerdings sind LiIo-Akkus erheblich empfindlicher in bezug auf Überladung und Tiefentladung.

Lebensdauer

Typischerweise sollen LiIo-Akkus etwa 500 Lade-/Entladezyklen überstehen, sofern sie mit nicht mehr als 1C ge- und entladen werden. Allerdings unterliegen LiIo-Akkus einer nutzungsunabhängigen Alterung. Überladung, Tiefentladung, Überlastung und falsche Lagerung können die Lebensdauer drastisch senken.

Ladung

Das Ladeverfahren für LiIo-Akkus ist ausgesprochen einfach: Strom und Spannung werden entsprechend der Herstellerangaben begrenzt, d.h. der leere Akku wird zunächst mit dem maximal zulässigen Strom geladen, bis die Ladeendspannung erreicht wird; danach wird der Ladestrom bei gleicher Spannung so lange reduziert, bis der Akku voll ist. Allerdings reagieren LiIo-Akkus extrem empfindlich auf Überladung, d.h. die angegebene Ladespannung darf keinesfalls überschritten werden! Um versehentliche Überladung einzelner Zellen in einem Akkupack zu vermeiden, sollte beim Laden von Packs unbedingt ein Balancer eingesetzt werden. Die Ladung der LiIo-Akkus wie auch der LiPo-Akkus sollte bei Raumtemperatur erfolgen. Ein Laden bei zu niedrigen Temperaturen kann zur Überladung führen, wenn diese Akkus vollgeladen wieder in Räume mit normalen Temperaturen verbracht werden.

Entladung

Bei der Entladung von LiIo-Akkus sind die Empfehlungen der Hersteller und Lieferanten zu beachten. Normalerweiser können die im Modellbau verwendeten LiIo-Typen je nach Spezifikation mit 1-4C geladen und mit bis zu 10-35C (Dauer) entladen werden (15-50C Impuls), ohne dabei größeren Schaden zu nehmen. Tiefentladung ist unbedingt zu vermeiden. Sinkt die Klemmenspannung unter 2,5/2,0V (abhängig vom Zellentyp), nimmt der Akku irreversiblen Schaden. LiIo-Akkus sollten daher nur in Verbindung mit Reglern eingesetzt werden, die bei Unterschreitung einer Schwellspannung den Motor vom Akku trennen, oder besser vor Erreichen der Minimalspannung die Leistungsabgabe reduzieren.

Lagerung

Es ist unbedingt darauf zu achten, dass LiIo-Akkus nicht leer gelagert werden. Da diese Akkus eine (wenn auch geringe) Selbstentladung besitzen, kann der Akku während der Lagerung eine Tiefentladung erfahren und dadurch zerstört werden. Andererseits nimmt die Alterung des Akkus mit höherem Ladestand zu. Hersteller empfehlen daher als Kompromiß meistens eine Einlagerung mit 50%-60% Ladung. Die Lagertemperatur sollte kühl sein, starker Frost ist aber zu vermeiden.

120px-Achtung svg.png Gefahrenhinweise

Aufgrund ihrer hohen Energiedichte und der Verwendung hochreaktiven Lithiums (wenn auch in gebundener Form) ist im Umgang mit LiIo-Akkus Vorsicht geboten.

  • mechanisch beschädigte Zellen dürfen nicht weiter verwendet werden. Explosionsgefahr.
  • Kontakt mit Wasser vermeiden. Brennende Zellen dürfen nicht mit Wasser gelöscht werden, Sand ist besser.
  • LiIo-Zellen haben keine Sicherheitsventile und können bei andauernder Überladung aufgrund des Überdrucks explodieren