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Radfahren Leistung
Nov 02, 2018

Finden Sie heraus, wie NiCd, NiMH und Li-Ion im Test funktionieren.

 

Um ältere und neuere Batteriesysteme zu vergleichen, testete Cadex ein großes Volumen an Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und Lithium-Ionen-Batterien, die in tragbaren Kommunikationsgeräten verwendet werden. Die Vorbereitungen beinhalteten eine Erstladung, gefolgt von einem Vollentladungs- / Ladezyklus mit einer Rate von 1 ° C. Die folgenden Tabellen zeigen die Kapazität in Prozent, die Messung des Gleichstromwiderstands und die Selbstentladung, die von Zeit zu Zeit durch Ablesen des Kapazitätsverlusts während einer 48-stündigen Ruhezeit ermittelt wird. Die Tests wurden an den Batterieanalysatoren der Cadex 7000-Serie mit einer Ladung und Entladung von 1 C und einer Entladungstiefe von 100 Prozent (DOD) durchgeführt.

 

Nickel-Cadmium

 

NiCd ist die dauerhafteste Batterie in Bezug auf die Lebensdauer. Abbildung 1 zeigt die Kapazität, den Innenwiderstand und die Selbstentladung eines Packs mit 7,2 V und 900 mA und einer NiCd-Standardzelle. Der Innenwiderstand blieb bei 75 mW niedrig und die Selbstentladung war stabil. Aus zeitlichen Gründen wurde der Test nach 2300 Zyklen abgebrochen.

 

Dieser Akku erhält die Note "A" für nahezu perfekte Leistung in Bezug auf minimalen Kapazitätsverlust beim Radfahren mit 100-prozentigem DOD-Wert und einen soliden Innenwiderstand während des gesamten Tests. NiCd ist die einzige Chemie, die mit wenig Stress ultraschnell aufgeladen werden kann. Aufgrund des sicheren Betriebs bleibt NiCd an Bord von Flugzeugen die bevorzugte Wahl der Batterie.

 

行业知识 

 

Abbildung 1: Leistung von Standard-NiCd (7,2 V, 900 mAh)

Dieser Akku erhält die Einstufung „A“ für stabile Kapazität, niedrigen Innenwiderstand und moderate Selbstentladung über viele Zyklen hinweg.

Mit freundlicher Genehmigung von Cadex

 

 

Nickel-Cadmium mit ultrahoher Kapazität bietet im Vergleich zur Standardversion eine um bis zu 60 Prozent höhere spezifische Energie. Dies geht jedoch mit einer verringerten Lebensdauer des Zyklus einher. In Abbildung 2 beobachten wir einen stetigen Abfall der Kapazität während 2.000 Zyklen, einen leichten Anstieg des Innenwiderstandes und einen Anstieg der Selbstentladung nach 1.000 Zyklen.

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Abbildung 2: Leistung von NiCd mit extrem hoher Kapazität (6 V, 700 mAh)

Diese Batterie bietet eine höhere spezifische Energie als die Standardversion, jedoch auf Kosten einer kürzeren Lebensdauer.

Mit freundlicher Genehmigung von Cadex

 

 

Nickel-Metallhydrid

Abbildung 3 zeigt NiMH, eine Batterie, die eine hohe spezifische Energie bietet, jedoch nach 300 Zyklen die Kapazität verliert. Es gibt auch einen schnellen Anstieg des Innenwiderstandes nach einer Zykluszählung von 700 und einen Anstieg der Selbstentladung nach 1000 Zyklen. Der Test wurde an einer älteren Generation von NiMH durchgeführt.

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3: Leistung von NiMH (6 V, 950 mAh).

Diese Batterie bietet auf den ersten 300 Zyklen eine gute Leistung, die Kapazität, der Innenwiderstand und die Selbstentladung beginnen schnell zuzunehmen.

Mit freundlicher Genehmigung von Cadex

 

 

Lithium-Ionen

Abbildung 4 zeigt den Kapazitätsschwund einer modernen Li-Ionen-Energiezelle bei einer Entladung von 2A, 10A, 15A und 20A. Mit höheren Lastströmen nehmen die Spannungen zu, dies gilt auch für die Schnellladung. (Siehe BU-401a: Ultraschnelles Laden von Li-Ionen.)

 

Li-Ionen-Hersteller geben den Anstieg des Innenwiderstandes und der Selbstentladung nur selten als Funktion des Zyklus an. Mit Elektrolytzusätzen, die den Widerstand über die meiste Lebensdauer der Batterie niedrig halten, wurden Fortschritte erzielt. Die Selbstentladung von Li-Ionen ist normalerweise niedrig, kann aber bei Missbrauch oder bei Tiefentladungen zunehmen.

 

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Abbildung 4: Zykluscharakteristik von IHR18650C von E-One Moli. (3,6 V, 2.000 mA). 18650 Power Cell wurde mit 2A aufgeladen und bei 2, 10, 15 und 20 A entladen. Der Innenwiderstand und die Selbstentladung sind nicht zutreffend.

Mit freundlicher Genehmigung von E-One Moli Energy

 

 

In einem Labor getestete Batterien liefern tendenziell bessere Ergebnisse als auf dem Feld. Elemente des Alltagsstresses übertragen sich nicht immer gut in ein Prüflabor. Das Altern spielt in einem Labor eine vernachlässigbare Rolle, da die Batterien nicht über die erwartete Betriebsdauer von mehreren Jahren, sondern über einen Zeitraum von wenigen Monaten betrieben werden. Die Temperatur ist oft mäßig und die Batterien werden unter kontrollierten Ladebedingungen und mit zugelassenen Ladegeräten geladen.

 

 

Die Lastsignatur spielt auch eine Rolle, da alle Batterien mit einer DC-Last entladen wurden. Batterien haben normalerweise eine geringere Lebensdauer, wenn sie mit Pulsen entladen werden. (Siehe BU-501: Grundlagen zum Entladen.) Überladen Sie den Akku nicht, da dies die Lebensdauer verkürzt. Wenn eine Batterie wiederholt mit Spitzenströmen geladen werden muss, wählen Sie ein Pack mit erhöhter Ah-Einstufung.