Verschiedene 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 geht auf die spezifischen Gründe ein, warumErhaltungsladungist 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 bis 0,03 C der Batteriekapazität), um die Selbstentladung auszugleichen und die Batterie vollständig geladen zu halten. Diese Methode eignet sich besonders für Blei-Säure-, Nickel-Cadmium- (NiCd) oder Nickel-Metallhydrid- (NiMH) Batterien, da sie eine Tiefentladung ohne Schäden verhindern kann. Erhaltungsladung wird häufig in Anwendungen wie Fahrzeugbatterien eingesetzt, bei denen eine stabile Stromversorgung für die Langzeitlagerung unerlässlich ist.
Wie wird Erhaltungsladung erreicht?
Um die Erhaltungsladung zu erreichen, werden spezielleErhaltungsladegerätewerden verwendet. Diese Ladegeräte sind so konzipiert, dass sie einen niedrigen Strom, in der Regel weniger als 1 % der Gesamtkapazität des Akkus, abgeben, um den Akku schrittweise aufzuladen. Einige Ladegeräte sind mit der Funktion ausgestattet, den Ladezustand des Akkus zu überwachen und den Strom entsprechend anzupassen. Techniken wie Strombegrenzungswiderstände oder Konstantstromquellen können dazu beitragen, 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. ZusätzlichBatteriemanagementsysteme (BMS)In intelligenten Geräten kann in einen Erhaltungslademodus gewechselt werden, um ein Überladen zu verhindern, wenn der Akku fast voll ist.
Ist Erhaltungsladung für Lithium-Polymer-Batterien geeignet?
Lithium-Polymer-Akkus reagieren sehr empfindlich auf Lade- und Entladebedingungen. Hersteller verwenden Batteriemanagementsysteme (BMS), um den Ladezustand sorgfältig zu kontrollieren und Überladung oder Tiefentladung zu verhindern. Diese Empfindlichkeit stellt eine Herausforderung für die Erhaltungsladung dar, da längere Erhaltungsladung den Akku in einem niedrigen, aber kontinuierlichen Ladezustand halten kann. Dies birgt die Gefahr einer Überladung, die zu Kapazitätsverlust oder Beschädigung führen kann. Erhaltungsladegeräte liefern zwar einen konstant niedrigen Strom, können aber ohne Spannungsregelung Lithium-Akkus überladen. Ein geeignetes Erhaltungsladegerät für Lithium-Akkus muss konstant 4,2 V liefern können. Viele handelsübliche Erhaltungsladegeräte sind jedoch für NiCd- oder NiMH-Akkus ausgelegt, die eine unbegrenzte Überladung mit niedrigem Strom tolerieren. Diese Ladegeräte verfügen über keine Spannungsregelung und sind daher schädlich für Lithium-Polymer-Akkus.
Erhaltungsladung vs. Konstantspannungsladung
Beim Erhaltungsladen wird ein niedriger, kontinuierlicher Strom zugeführt, um die Batterie über einen längeren Zeitraum vollständig geladen zu halten. Dies ist nützlich, um die Selbstentladung gelagerter Batterien zu verhindern, ohne Schäden zu verursachen. Im Gegensatz dazuLaden mit konstanter SpannungHält die Spannung konstant und reduziert den Ladestrom, wenn die Batterie fast voll ist. Konstantspannungsladen eignet sich besser für Schnellladeanwendungen und verhindert Überladung durch allmähliches Absenken des Stroms. Erhaltungsladung dient der Aufrechterhaltung des Ladezustands, während Konstantspannungsladen effizient und ohne Risiko eine vollständige Ladung erreicht.
Beeinträchtigt die Erhaltungsladung die Batterielebensdauer?
Bei Akkus wie NiCd oder Blei-Säure, die eine hohe Selbstentladung (20–30 % pro Monat) aufweisen, wirkt sich Erhaltungsladung in der Regel nicht negativ auf die Lebensdauer aus. Sie ist so konzipiert, dass der Akku durch einen niedrigen Strom vollständig geladen bleibt, ohne dass es zu einer Überladung kommt. Bei Lithium-Polymer-Akkus kann es jedoch zu einer Überladung kommen, wenn übermäßige Erhaltungsladung erfolgt oder das Ladegerät keine ausreichende Spannungsregelung aufweist. Dies führt zu Kapazitätsverlust und verkürzt die Lebensdauer des Akkus. Generell ist Erhaltungsladung bei ordnungsgemäßer Anwendung mit hochwertigen Ladegeräten mit Spannungsregelung für Blei-Säure-Akkus sicher und vorteilhaft.
Tipps zur Verlängerung der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus
Abschluss
Bei einer Spannung von unter 4,2 V und sorgfältiger Steuerung der Ladezeit kann die Erhaltungsladung sicher bei Lithium-Polymer-Akkus angewendet werden. Sie kann sogar dazu beitragen, Akkus wiederzubeleben, die lange gelagert wurden und nicht normal aufgeladen werden können. Es ist jedoch nicht einfach, ein geeignetes Ladegerät auf dem Markt zu finden, da unsachgemäßes Laden zu ernsthaften Risiken wie Bränden führen kann. Bei Blei-Säure- oder NiCd-Akkus ist die Erhaltungsladung eine effektive Methode zur Erhaltung der Ladung, für Lithium-Ionen-Akkus ist sie jedoch ohne entsprechende Sicherheitsmaßnahmen im Allgemeinen ungeeignet.
Beitragszeit: 09.09.2024