Lipo-Technik

Allgemeine Tips und Hinweise zur Lipo-Technologie :

In den letzten Jahren wurde eine Akku-Technologie immer populärer:

Nämlich die Verwendung von sogenannten Lithium-Polymer (kurz Lipo) Akkus. Diese Akkus haben dazu beigetragen, das unsere Modelle deutlich Leistungsstärker wurden.

Natürlich wirft der Einsatz solcher Akkus viele Fragen auf. Ich möchte euch hier ein paar allgemeine Tips zum richtigen Umgang, mit dieser Technik geben.

Grundsätzliches zu Akkus:

- 1950 kamen die Nickel-Cadmium-Zellen (NiCd) auf den Markt. Diese dominierten lange Zeit den Akku-Sektor für verschiedenste Anwendungen, und haben sich auch im Modellflug bewährt. (auch heute noch)

- 1990 erschienen dann die ersten Nickel-Metall-Hydrid-Zellen (NiMH) und nur wenig später die Lithium-Ionen-Zellen (Li-Ion). Beide Zellentypen boten auf das Zellenvolumen gesehen, eine deutlich höhere Kapazität, wie auch deutlich mehr Leistung.

- 1999 war dann die Markteinführung der Lithium-Polymer-Akkus (Lipo). Diese sind eine Weiterentwicklung des Lithium-Ionen Akkus, haben eine noch größere Kapazität und Energiedichte, einen geringeren Innenwiderstand und eine etwas höhere Systemspannung pro Zelle. Lithium-Ionen = 3,6V, Lithium-Polymer = 3,7V.

Unterschied der NiCd, NiMH, Li-Ion-Akkus zu den Litium-Polymer-Akkus bestand darin, das die drei erstgenannten in der Regel von Stahlbechern umgeben waren.

Um den Stahlbecher zu eliminieren, wurde dem Polymer ein Gel-Elektrolyt beigefügt, um die Ionenleitfähigkeit zu verbessern. Dadurch sind diese Zellen bereits bei Raumtemperatur in der Lage, ihre volle Leistungsfähigkeit zu entwickeln.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, die verschiedenen Schichten des Akkumulators müssen nicht mehr zu Zylindern gerollt werden. Dadurch sind Zellen in nahezu jeder beliebigen Form und Größe herstellbar.

Lihium-Polymer-Akkus arbeiten bei höheren Temperaturen deutlich besser, dies liegt an der besseren Ionenleitfähigkeit und des dadurch geringeren Innenwiderstandes.

Um nämlich den Stromfluss zu erreichen, benötigt man einen Elektolyten, in dem sich die Ionen von einer Elektrode zur nächsten bewegen können. Je besser dies funktioniert, desto geringer der Innenwiderstand und desto mehr Strom kann fliessen.

Dies ist einer der Gründe, warum NiMH-Zellen und Lipo-Zellen bei höheren Temperaturen deutlich mehr ,,Druck'' (höhere Spannungslagen) haben.

Jedoch unterhalb von 10 bis 15 Grad keine richtige Leistung vorhanden ist, bei Temperaturen unterhalb von minus 25 Grad kann der Elektrolyt sogar einfrieren und den Akku zerstören.

Lithium-Polymer-Akkus bedürfen daher besonders aufmerksamer Behandlung. Die gilt sowohl bei Ladung und Entladung als auch bei Lagerung und sonstiger Handhabung.

Allgemeine Tips um lange Freude an seinen Lipo-Akkus zu haben :

Zum Laden der Lipos nur geeignetet Ladegeräte verwenden. Die maximale Ladespannung von 4,235V pro Zelle sollte nicht überschritten werden.
Bei mehrzelligen Akkus ist der Einsatz eines Balancers zu empfehlen, um ein ,,Auseinanderdriften'' der Zellen zu vermeiden.
Ladestrom sollte nicht höher als 1C sein. Beispiel bei einem Akku mit 1000 mAh beträgt der Ladestrom 1A (1C), Akku mit 500 mAh - Ladestrom 0,5A (1C). Ausnahme sind neue Akkytypen von Kokam, diese können schon mit bis zu 2C geladen werden.
Beim Entladen sollte man darauf achten, dem Akku nur etwa 70-80% seiner angegebenen Kapazität zu entnehmen. Dies verhindert ein ,,Tiefenentladen'' der Zelle (nicht unter etwa 3,3V/Zelle, auf keinen Fall jedoch unter 3,0V/Zelle).
Auch Lipos sollten vor dem ersten Einsatz formiert werden. Ich lade z.B. die ersten Zyklen nicht mit dem höchsten Ladestrom (1C), sondern meistens mit 0,5C. So werden die Akkus schonend ,,eingefahren''.
Bei ersten Einsätzen, wie auch danach, sollte der Spitzenstrom ebenfalls nur 70-80% der angegebenen Kapazität betragen. Der maximale Spitzenstrom jedoch nicht länger als 5 - 10 Sekunden betragen, um den Akku nicht dauerhaft zu schädigen.
Lipos nur bei höheren Aussentemperaturen verwenden, unterhalb von 10-15 Grad verlieren sie deutlich an Leistung. Eine Möglichkeit wäre hier die Akkus vorzuwärmen.
Auch eine zu hohe Temperatur (über 55 Grad) mögen sie nicht gerne, hier ist für eine ausreichende Kühlung zu sorgen.
Vor dem nächsten Ladevorgang, die Lipos abkühlen lassen.
Auf keinen Fall, Lipos entladen lagern. Lagerung in einem kühlen Raum bei einer 40 bis 60% Ladung wäre optimal.
Da Lipo-Akkus auch bei einer ,,Nichtbenutzung'' altern und an Kapazität verlieren, ist es besser den Akku ,,aufzubrauchen''.

Zusätzliche Sicherheitshinweise:

Akkus niemals kurzschliessen. Dies führt zu Elektrolytverlust, Gasen oder sogar zur Explosion der Zellen.
Die Gehäuse-Folie (Aluminium) kann leicht durch scharfe Gegenstände beschädigt werden. Diese machen den Akku unbrauchbar.
Lipo-Akkus sind mechanisch nicht so stabil wie Akkus in Metallgehäusen. Daher sind mechanische Schocks, wie Herunterfallen, Schlagen, Verbiegen usw. zu vermeiden. Auch sollte Druck auf den Akku bzw. Anschlüssen vermieden werden.
Beschädigte Zellen keinesfalls weiterverwenden. Kennzeichen dafür sind: Beschädigtes Gehäuse, Verformung, Geruch von Elektrolyt bzw. auslaufendes Elektrolyt usw.
Akkus nicht ins Feuer werfen. Ebenso ist jeglicher Kontakt mit Flüssigkeiten zu vermeiden.
Akkus ausserhalb der Reichweite von Kindern aufbewahren.
Akkus rechtzeitig aufladen, um Tiefenentladung zu verhindern. Tiefenentladene Lipo-Akkus sind defekt, und sollten nicht mehr verwendet werden.
Beschädigte oder unbrauchbare Zellen sind Sondermüll und müssen entsprechend entsorgt werden. Auf keinen Fall in den Hausmüll geben.

Fazit: Lipo-Akkus bieten viele Vorteile, sollten jedoch mit der notwendigen Sorgfalt behandelt werden. Explosionen und andere Negativmeldungen haben ihre Ursachen meist in Falschbehandlung (Kurzschluss, falsch eingestellte Ladegeräte, mechanische Zerstörung).

Falsche Behandlung führt zu einem dauerhaften Kapazitätsverlust der Zellen.

Da Lipos auch ihren Preis haben, ist ein sorgsamer Umgang mit ihnen notwendig.

Nur so ist sichergestellt, lange Freude an seinen Akkus zu haben.

Tips zum Umgang mit Ladegeräten und Balancern, findet ihr im eigenen Unterordner.