Unterschiedliche Batterietypen erfordern unterschiedliche Lademethoden, um Lebensdauer und Leistung zu maximieren. Die Verwendung der falschen Methode kann zu schneller Alterung oder sogar gefährlichen Ausfällen wie Überhitzung oder Explosionen führen.Erhaltungsladung, eine Methode, die häufig für Blei-Säure- oder Nickel-basierte Batterien verwendet wird, ist eine solche Methode, die sich erheblich von anderen Techniken, wie dem Konstantstromladen, unterscheiden kann. Dieser Artikel befasst sich mit den spezifischen Gründen dafürErhaltungsladungist ungeeignet fürLithium-Polymer-Batterienund vergleicht es mit anderen Lademethoden.
Was ist Erhaltungsladung?
Beim Erhaltungsladen wird einer Batterie kontinuierlich ein sehr geringer Strom zugeführt (normalerweise 0,01 °C bis 0,03 °C der Batteriekapazität), um die Selbstentladung auszugleichen und die Batterie in einem vollständig geladenen Zustand zu halten. Diese Methode ist besonders nützlich für Blei-Säure-, Nickel-Cadmium- (NiCd) oder Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH), da sie eine Tiefentladung verhindern kann, ohne Schäden zu verursachen. Erhaltungsladung wird häufig in Anwendungen wie Fahrzeugbatterien eingesetzt, bei denen die Aufrechterhaltung einer konstanten Stromversorgung für die Langzeitspeicherung unerlässlich ist.
Wie wird eine Erhaltungsladung erreicht?
Um eine Erhaltungsladung zu erreichen, spezialisiertErhaltungsladegerätewerden verwendet. Diese Ladegeräte sind so konzipiert, dass sie einen geringen Strom, normalerweise weniger als 1 % der Gesamtkapazität des Akkus, zuführen, um den Akku schrittweise aufzuladen. Einige Ladegeräte verfügen über die Möglichkeit, den Ladezustand des Akkus zu überwachen und den Strom entsprechend anzupassen. Techniken wie Strombegrenzungswiderstände oder Konstantstromquellen können dabei helfen, einen niedrigen Ladestrom aufrechtzuerhalten. Beispielsweise würde ein 1000-mAh-Akku eine Erhaltungsladung von 10 mA oder weniger erhalten, um ein sicheres Laden über längere Zeiträume zu gewährleisten. Zusätzlich,Batteriemanagementsysteme (BMS)Bei Smart-Geräten kann auf einen Erhaltungslademodus umgeschaltet werden, um ein Überladen zu verhindern, wenn der Akku fast voll ist.
Ist die Erhaltungsladung für Lithium-Polymer-Batterien geeignet?
Lithium-Polymer-Akkus reagieren sehr empfindlich auf Lade- und Entladebedingungen. Hersteller nutzen BMS, um den Ladezustand sorgfältig zu kontrollieren und Überladung oder Tiefentladung zu verhindern. Diese Empfindlichkeit stellt die Erhaltungsladung vor Herausforderungen, da eine längere Erhaltungsladung die Batterie in einem niedrigen, aber kontinuierlichen Ladezustand halten kann. Dadurch besteht die Gefahr einer Überladung, die zu Kapazitätsverlusten oder Schäden führen kann. Während Erhaltungsladegeräte einen konstant niedrigen Strom liefern, können Lithiumbatterien überladen werden, wenn sie nicht über eine Spannungsregelung verfügen. Ein geeignetes Erhaltungsladegerät für Lithiumbatterien muss in der Lage sein, eine konstante Spannung von 4,2 V bereitzustellen. Viele im Handel erhältliche Erhaltungsladegeräte sind jedoch für NiCd- oder NiMH-Batterien ausgelegt, die eine unbegrenzte Überladung mit niedriger Rate vertragen. Diesen Ladegeräten fehlt die Spannungsregelung, was sie schädlich für Lithium-Polymer-Batterien macht.
Erhaltungsladung vs. Konstantspannungsladung
Beim Erhaltungsladen wird ein geringer, kontinuierlicher Strom zugeführt, um eine voll geladene Batterie über einen längeren Zeitraum hinweg aufrechtzuerhalten. Es ist nützlich, um die Selbstentladung gelagerter Batterien zu verhindern, ohne Schaden zu verursachen. Im Gegensatz,Laden mit konstanter SpannungHält die Spannung konstant und reduziert den Ladestrom, wenn die Batterie ihre volle Kapazität erreicht. Das Laden mit konstanter Spannung eignet sich besser für Schnellladeanwendungen und verhindert ein Überladen, indem der Strom schrittweise reduziert wird. Beim Erhaltungsladen geht es darum, den Ladezustand aufrechtzuerhalten, während beim Laden mit konstanter Spannung effizient und ohne Risiko eine Vollladung erreicht wird.
Beeinflusst Erhaltungsladung die Batterielebensdauer?
Bei Batterien wie NiCd oder Bleisäure, die eine hohe Selbstentladungsrate (20–30 % pro Monat) aufweisen, wirkt sich die Erhaltungsladung normalerweise nicht negativ auf die Batterielebensdauer aus. Es ist so konzipiert, dass der Akku durch die Verwendung eines geringen Stroms vollständig aufgeladen bleibt, ohne dass es zu einer Überladung kommt. Bei Lithium-Polymer-Akkus kann es jedoch zu einer Überladung kommen, wenn es zu einer übermäßigen Erhaltungsladung kommt oder das Ladegerät keine ordnungsgemäße Spannungsregelung aufweist. Dies führt zu einer Verschlechterung der Kapazität und verkürzt die Lebensdauer der Batterie. Im Allgemeinen ist die Erhaltungsladung bei ordnungsgemäßer Durchführung mit hochwertigen Ladegeräten, die die Spannung regulieren, sicher und vorteilhaft für Blei-Säure-Batterien.
Tipps zur Verlängerung der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus
Abschluss
Bei Einhaltung einer 4,2-V-Grenze und sorgfältiger Ladezeit kann die Erhaltungsladung bei Lithium-Polymer-Batterien sicher angewendet werden. Es kann sogar dazu beitragen, Batterien wiederzubeleben, die über einen längeren Zeitraum gelagert wurden und nicht normal aufgeladen werden können. Es ist jedoch nicht einfach, auf dem Markt ein geeignetes Ladegerät zu finden, zumal unsachgemäßes Laden zu schwerwiegenden Risiken wie Bränden führen kann. Bei Blei-Säure- oder NiCd-Batterien ist die Erhaltungsladung eine wirksame Methode zur Ladungserhaltung, bei Lithium-Ionen-Batterien ist sie jedoch ohne entsprechende Sicherheitsmaßnahmen im Allgemeinen ungeeignet.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 09.09.2024