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LiPo-Akku


Lithium-Polymer-Akku

Lithium-Polymer-Akkus haben eine höhere Energiedichte als NiMH, NiCd etc. und andere Vorteile, deswegen werden sie immer häufiger eingesetzt. Im Folgenden möchte ich die Besonderheiten und den richtigen Umgang erläutern, da eine falsche Behandlung zur Zerstörung des Akkus und seiner Umgebung führen kann.


Allgemein

Lithium-Polymer-Akku

Akkupacks bestehen meist aus Einzelzellen, die seriell und/oder parallel miteinander verbunden sind. Eine Einzelzelle hat eine Nennspannung von 3.7 Volt.

Beispiel:

  • Akkupack 3s2p aus Zellen mit 1000 mAh.
  • Nennspannung: 11.1 V (3 x 3.7 V).
  • Kapazität: 2000 mAh (2 x 1000 mAh).
     

Verwendung

Metallfolien

Da LiPo-Akkus nur in dünne Metallfolien und Schrumpfschlauch eingepackt sind um Gewicht zu sparen, ist bei der Handhabung grösste Vorsicht geboten. Die Spannung einer Zelle darf zu keinem Zeitpunkt unter 3 Volt fallen. Die Akkus sollten nach der Verwendung aufgeladen werden und bei längerer Lagerung etwa zur Hälfte geladen sein. Die optimale Leistung erreichen sie bei Raumtemperatur.
LiPo-Akkus sollten nicht im Modell geladen oder aufbewahrt werden, sondern in sicherem Abstand zu brennbaren Materialien.


Grundlagen

Eine Lithium-Polymer- (LiPo) Akkuzelle liefert eine Nennspannung von 3,7 Volt. Bei voller Ladung maximal 4,2 Volt.
Eine LiPo-Akkuzelle nimmt Schaden wenn sie unter 3 Volt entladen wird.
Man spricht in diesem Zusammenhang von einer Tiefentladung.
Bei sachgerechter Anwendung kann eine LiPo-Zelle 100 oder mehr Ladezyklen halten, ohne spürbar an Leistung zu verlieren.
Um für den Modellbau sinnvolle Spannungen und Kapaziäten zu erreichen, werden in der Praxis einfach mehrere LiPo-Zellen in einem Akku zusammengeschaltet


Bezeichnungen von LiPo-Akkus

LiPo-Akkus werden oft in Kurzform bezeichnet. Zum Beispiel:
4S/1P 4000mAh, 20C oder 3S/2P, 2600mAh, 10C.

Mit dem S-Wert wird bezeichnet, wieviele Zellen in Serie geschaltet sind.
Der P-Wert sagt aus wieviele Zellen parallel geschaltet sind.
Die Leistung (Kapazität) des Akkus wird in mAh (Milliamperestunden) angegeben und der C-Wert sagt hier aus, wieviel Strom der Akku maximal liefern kann. Der Wert C bezieht sich auf die Akku-Kapazität:

Ein Akku mit 1000mAh und 12C liefert 1000mA x 12 = 12 Ampere
4000mAh und 20C wären dann 4000mA * 20 = 80 Ampere

Bei grösseren Helikoptern, welche 6S-Akkus benötigen, schliessen Piloten oft aus Kostengründen 2 Akkus à 3S in Serie zusammen.
Hier ergibt sich ein zusätzliches Problem: weil diese Akkus in der Regel separat geladen werden, kann das Ladegerät die Balancierung nicht vollständig vornehmen! Die Überwachung der einzelnen Zellen wird umso wichtiger!


Laden

Es dürfen nur Ladegeräte verwendet werden, die für das Laden von LiPo-Akkus ausgerüstet sind. Der maximale Ladestrom beträgt 1C (bei einem 1200-mAh-Akku also 1.2 A), die maximale Spannung 4.2 Volt pro Zelle.


Tiefentladung vermeiden

Von einer Tiefentladung bemerken Sie zunächst nichts. Beim nächsten Flug jedoch eine mehr oder weniger verkürzte Flugdauer.
Die Kapazität des Akkus kann in der Folge sehr rasch nachlassen und sich auf 50% oder weniger reduzieren - soweit, bis es keinen Spass mehr macht, diesen Akku nochmal zu laden.
Der Grenzwert für die Tiefentladung liegt bei 3 Volt Zellenspannung.


Warum die Zellenbalance wichtig ist

Was geschieht nun, wenn eine der beiden Zellen stärker entladen ist als die Andere? Angenommen, Zelle 1 liefert noch 3,3 Volt, Zelle 2 aber nur noch 3 Volt?
Von aussen betrachtet scheint der Akku noch nicht leer zu sein, wir messen ja 6,3 Volt Spannung. Der automatische Lipo-Schutz eines Helikopters wird also noch eine ganze Weile nicht aktiv (erst bei 6,0 Volt). Dennoch wird dieser Akku bald defekt sein oder nur noch eine geringe Kapazität aufweisen, wenn man damit jetzt noch weiterfliegt.
Mehrzellige LiPo-Akkus müssen deshalb beim Laden balanciert werden, sprich: das Ladegerät muss die einzelnen Zellen miteinander vergleichen und dafür sorgen, dass alle denselben Ladestand haben.
LiPo-Akkus sind zu teuer, um sie durch unsachgemässen Gebrauch vorzeitig zu zerstören. Mal ganz abgesehen vom ökologischen Aspekt.


Gefahren

Bei Kurzschlüssen, Tiefentladung (< 3 Volt pro Zelle), Überladen oder zu hohen Strömen kann sich die Anode zersetzen, wodurch Wasserstoff entsteht und die Zelle aufbläht. Sollte die Hülle aufreissen, verpufft das Gas und kann sich im schlimmsten Fall explosionsartig entzünden (Knallgas). Zum Löschen sollte man Sand, Decken oder Schaum verwenden, denn Wasser verschlimmert die Angelegenheit zusätzlich.


Sicherheitshinweis

  • Akku nicht mit mehr als 1C laden oder mit mehr als 10C zu entladen! Bei 1200 mAh-Zellen bedeutet das: Ladestrom max. 1,2 A / Entladestrom max. 12 A!
  • Akkus nicht im Modell laden, sondern nur auf einer feuerfesten Unterlage, mit ausreichender Wärmeableitung und unter Aufsicht.
  • Ein hochwertiges Ladegerät verwenden!
  • Hochwertige Kabel, Stecker usw. verwenden, sowohl am Modell wie auch am Ladegerät.
  • Vor Schlägen schützen.
  • Unter Beaufsichtigung laden.
  • Vor dem Laden abkühlen lassen.
  • Niemals tiefentladen!
  • Niemals leer einlagern!
  • Vor Kontakt mit Wasser schützen!
     

Transport

Achten Sie besonders beim Transport darauf, dass die Stecker der Akkus keinen Kurzschluss machen können!
Es bringt nicht viel, sechs Akkus zusammen in einen einzigen LiPo-Sack zu packen.


LipoSack (LiPo-Save)

LipoSack (LiPo-Save)

Der LipoSack wurde entworfen um mögliche Folgeschäden durch Ladefehler, Beschädigung etc. bei LiPo-Packs so gering wie möglich zu halten. Er besteht aus einem schwer brennbaren Material und verhindert bei einem LiPo-Brand ein übergreifen des Feuers.


LiPo-Sicherheitskoffer

LiPo-Sicherheitskoffer

Um die bei LiPo-Zellen durch die grosse Energiedichte entstehenden Gefahrenmomente abzuwenden, ist der Einsatz eines LiPo-Sicherheitskoffers unbedingt empfohlen, insbesondere wenn Ladungen und Lagerung von LiPo- und LiIo-Zellen im Hause oder im PKW vorgenommenwerden.

Der LiPo-Sicherheitskoffer schützt vor Entstehung gefährlicher Zimmerbrände und anderer Gefahrenmomenten, die bei Abbrennen bzw. Zerbersten von LiPo-Zellen bei unsachgemässer Behandlung, Kurzschluss oder Überladung entstehen.

  • LiPo-Sicherheitskoffer sind feuersichere Behälter zum sicheren Aufbewahren, Laden und Transport von Lithium-Polymer-Zellen.
  • LiPo-Sicherheitskoffer sind nach den Vorschriften der Gefahrenklasse F20 gefertigt.
  • Flammendurchschlagssichere Druckentlastung schützt gegen Heissgasaustritt im Brandfall.
  • Temperaturbeständiger Filterdeckel verhindert Russaustritt bei Akkubrand.
  • Schaumglasisolierung der Kofferschalegewährleistet Formstabilität bis max. 1200°C Temperatureinwirkung.
  • Temperaturübersprungschutz mit 4facher Sicherheit, damit wird Umgebungsbrand verhindert.
  • Installierter Kabelsatz zum Anschluss von LiPo-Zellen und externem Ladegerät.
     

 Technische Daten

  • Abmessungen ca. 400 x 300 x 140 mm
  • Gewicht ca. 5,0 kg
  • Innenabmessungen in ca.: 325 x 225 x 70 mm
     

LiPo Akkus lagern

Wer einen LiPo-Akku länger als 1..2 Wochen nicht verwendet, sollte ihn ca. auf 50% Kapazität laden (Zellenspanng ca. 3,85 Volt) und in einem LiPo-Sack einlagern. Der chemische Zerfall der Zellen ist mit diesem Ladestand am Geringsten.

Niemals einen leeren Akku einlagern um eine Tiefentladung zu vermeiden!


Geblähte Akkus

Aufgeblähte Akkus sollten nicht weiter verwendet werden. Bei manchen Akkus bläht sich scheinbar nur die Hülle - als ob ein Luftdruck zwischen Zellen und Verpackung herrschen würde. Auch diese Akkus gelten als gebläht und sollten entsorgt werden.

Niemals in einen geblähten Akku hineinstechen!


LiPo-Akkus entsorgen

Jeder Modellhändler, welcher Akkus verkauft, nimmt auch kostenlos defekte und geblähte Akkus zurück.

LiPo-Akkus gehören nicht in den Haushaltsmüll!

Um einen Akku zu entsorgen:

  • Schneiden Sie die Stecker nacheinander einzeln ab, falls Sie diese wieder verwenden wollen.
  • Isolieren Sie die Anschlüsse mit Klebeband, um einen Kurzschluss und eine Explosion im Entsorgungscontainer zu vermeiden!
  • Bringen Sie die Akkus zum Händler zurück, oder in eine entsprechende Entsorgungsstelle.
     

Es ist gefährlich, umweltschädigend und unsinnig, einen alten LiPo-Akku zum Spass hochgehen zu lassen.


Fazit

Wenn man diese Regeln einhält und gewissenhaft mit den Akkus umgeht, sind sie sehr sicher und bereiten dem Benutzer lange Freude. Diese Hinweise sind auf keinen Falls als Abschreckung zu verstehen, sondern als Informationen zur Erhöhung der Sicherheit.


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