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Update 01/2017: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akkus ..
DeKoepi Offline
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Beitrag #1
Update 01/2017: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akkus ..
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Update 12/2016 vorneweg: Wir empfehlen nur Akkus, die den Vorgaben der Akkuträger-Herstellern entsprechen respektive die die Leistung bedienen können, die der Akkuträger abrufen kann bei Maximaleinstellungen. Dies hat auch Niederschlag in den Forenregeln gefunden.
Hierfür relevant sind die Angaben aus den Datenblättern zu den Akkus. Beispiel: Samsung Q30 sind 15A-Akkus, auch, wenn anekdotische Tests in anderen Foren für einzelne Zellen einer Charge etwas mehr hergaben. Sony VTC5a wären entsprechend 35A-Akkus.

Update 01/2017:Allerdings möchte Sony dafür eine Temperaturüberwachung. In Tests kam der Akku bei 20A Dauerlast nicht über 50°C, dies sollte man jedoch berücksichtigen: Die Zelle ist ohne Temperaturüberwachung daher kein 35A-Akku, sondern eher eine 30A-Zelle (Siehe Datenblatt S. 4: 30A without 80°C Cutoff). Sie ist jedoch anders als 15-20-25-A-Zellen immerhin für eine derartige Dauerlast spezifiziert. Daher reichen die anderen Zellen in keinem Fall, die VTC5A sind dann noch die sicherste Wahl, wenn auch streng genommen ebenfalls nicht ausreichend. Diskussionen hierzu können gerne in den vorhandenen Meta- und Feedback-Threads weitergeführt werden; in hiesigen Akku-Anfragen haben die jedoch nichts zu suchen und werden ab jetzt verwarnt. Update Ende.


Für Akkuträger, die mehr als 100W je Zelle ziehen, lassen sich nach den Vorgaben keine Akkus empfehlen (die Grenze mit Wandlungsverlusten ist bei 87,5W je Zelle bei angenommenen 35A Belastbarkeit). Hier müsste man die Zellen verwenden, die die höchste Leistung bieten (derzeit VTC5a), oder konsequent den Akkuträger-Herstellern zu verstehen geben, dass man die Geräte nicht sicher betreiben kann und sie somit nicht kaufen - was leider utopisch ist.


Update 01/2017:Für Akkuträger mit mehr als 87,5W Last je Akku gilt: Der Akkuträger ist nicht sicher zu betreiben, da es keine Zelle mit den geforderten Rahmendaten gibt; am sichersten fährt man noch mit dem streng genommen ebenfalls nicht ausreichenden VTC5A. Besorg besser einen Akkuträger, der sicher zu betreiben ist und nicht mehr als 75W je Akku fordert. - Dies wird nun Zusatz zu den Forenregeln zu Akkuempfehlungen! Update Ende.


Die Leistung, die ein Akku liefern können muss, berechnet sich aus Maximalleistung des Akkuträgers geteilt durch 3,0V (Entladeschlussspannung beim Akku), das Ergebnis dann durch Anzahl Zellen teilen und 20% Sicherheitsaufschlag für Wandlungsverluste im Akkuträger addieren.
Beispiel: 220 W / 3,0V = 73,3A; 73,3A / 2 Zellen = 36,67A / Zelle; Sicherheitsaufschlag 20%: *1,2= 44A. Es gibt keinen 18650er-Akku, der soviel liefern kann.
Es ist dafür irrelevant, was man bewusst einstellt beim Akkuträger. In der Praxis passiert es erstaunlich oft, dass die AT-Einstellungen durch blöde Zufälle auf Maximum gestellt und dann etwa durch Gehbewegungen der Feuertaster immer wieder ausgelöst wird, sodass keine Zugzeitbegrenzung greift: Dauerlast bei Maximum liegt an.
Für unsere Betrachtung ist egal, dass einige Hersteller aufdrucken "Only for use in battery packs" oder gar "Not for use in e-cigarettes". Das ist ein geduldiger Aufdruck, mehr nicht.

Jetzt zurück zum "normalen" Text von 2012 - der gilt insbesondere für Akkuträger, die den traditionellen Leistungsbereich bis 30W bedienen:
Es herrscht einige Verwirrung darum, welche Akkuchemie für welche Art von Akkuträgern die richtige ist. Zudem macht die Legende die Runde, man benötige besonders leistungsfähige Akkus zum Dampfen, was die Belastbarkeit in Ampere anbelangt. Hier ein Versuch, etwas dazu aufzuklären.

Zunächst gibt es Unterschiede, was die Lithium-Ionen-Akkus (LiIon) unter Dauerbelastung und dem, was sie als Impulsbelastung - also wenige Sekunden - abkönnen, ohne dass die Lebensdauer darunter leidet. Ein Missverständnis rührt daher, dass Modellbauer hier mit ganz anderen Werten arbeiten. Das hat mit unserem Einsatz aber nichts zu tun: Bei deren 150-200mAh LiPo-Zellen gehen Belastungen von bis zu 200C (die 200fache Kapazität des Akkus) für wenige Millisekunden. Wir werden aber niemals 400+ (200 * 2,x ) Ampere aus dem Akku ziehen. Zudem takten die Akkuträger und sollten daher ohnehin nur Millisekunden oder Bruchteile davon die Leistung aus dem Akku ziehen (siehe auch den getakteten Ausgang in den Schaubildern von werz99, die in seinem verlinkten Beitrag zu sehen sind).

Die Beanspruchung macht sich im Elektrodenmaterial durch Degeneration bemerkbar. Das passiert im normalen Einsatz genauso, allerdings langsamer. Das ist der Grund, warum LiIon-Akkus meist für 300 Ladezyklen spezifiziert sind. Unter "normaler" Nutzung halten sie dann nur noch 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität. Bei einem Akku mit 2.000 mAh spezifizierter Kapazität spricht man daher vom Lebensende, wenn er nur noch 1.600 mAh hält.

(Exkurs: Bei der Degeneration durch die Alterung bilden sich spitze Ablagerungen auf den Elektroden (Dendriten). Wenn die weiterwachsen, perforieren sie irgendwann den Separator - ein Kurzschluss entsteht. Mit den möglicherweise unschönen Nebeneffekten, dass die gesamte Energie dann durch diese Dendriten fließt und schlagartig freigesetzt wird, was zu hoher Erhitzung und Gasentwicklung führt -> *boom*. Daher gehören die Akkus dann in die Altbatteriesammlung zum Recyclen.)

Akkuchemie:
Akkus mit sogenannter Lithium-Mangan-Chemie (LiMn oder auch IMR genannt), also einem erhöhten Mangan-Anteil im Elektrodenmaterial, gelten als besonders sicher. Sie gasen bei Kurzschluss und ähnlicher Misshandlung viel weniger aus als andere Lithium-Chemie-Varianten. Sie sind in der Regel leistungsfähiger und verkraften höhere Ströme, oft 4C (also die vierfache Kapazität als Leistung) oder mehr unter Dauerbelastung. Impulsbelastung können IMR-Akkus noch stärker bedienen.
Der Nachteil ist die geringe Kapazität. Bei 18650er-IMR-Akkus ist die derzeitige Grenze bei etwa 2.200 mAh.

Die NCR-Akkus (Elektrodenmaterial ohne Mangan: LiNiCoAlO2 oder LiCoO2) hingegen sind recht empfindlich auf Kurzschluss, Tiefentladung oder Überladung. Sie gasen dann unter Wärmeentwicklung aus. In geschlossenen Röhren (etwa Akkuträger oder Taschenlampe ohne Lüftungsloch) kann das dann zum "Rohrbombeneffekt" führen. Daher empfiehlt sich für NCR-Akkus eine Schutzschaltung.

Sicherungsmaßnahmen:
Und jetzt kommt's: Vernünftige Ladegeräte wie der BIO Efest-Lader oder das Xtar WP2/WP6 haben eine ordentliche Abschaltung bei Vollladung des Akkus - sie überladen ihn also nicht. Akkuträger mit Regelung oder Taktung haben einen Kurzschluss- und Tiefentladungsschutz. Dies meint die bekannten und verbreiteten Modelle wie Provari, Lavatube (alle Variationen), Hatch/Indulgence und so weiter. Dies bedeutet, mit diesen Ladegeräten und Akkuträgern kann man getrost NCR-Akkus ohne Schutzschaltung nutzen. Lagern sollte man die Akkus auf jeden Fall in dafür vorgesehene Boxen, die einen Kurzschluss verhindern oder vor Wasser schützen, falls man die dann etwa in einer Blechdose oder ähnlichem aufbewahrt.

Eine Schutzschaltung ist in den getakteten oder geregelten Akkuträgern oftmals hinderlich. Billige Schutzschaltungen trennen die chemische Zelle bereits bei wenig Leistung elektrisch von der Außenwelt, da sie von einem Kurzschluss ausgehen. Das liegt bei Billigakkus schon bei 2,5A.

Dazu muss man folgenden Hintergrund kennen: Geregelte Akkuträger wie die Lavatube 1 und 4 sowie der LT Robust liefern am Verdampfer bis rund 2,5A. Durch die Buck-Boost-Schaltung entstehen am Akku allerdings größere Belastungen, im Extrem so um die 4A. Die Lavatube 1.5 und 2.0 sowie der Provari können bis etwa 3,5A am Verdampfer anliefern und belasten den Akku entsprechend höher, schätzungsweise im Extremfall bis zu 7-8A. Das maximal für 10 Sekunden (Zuglängenbegrenzung im Akkuträger) - das ist keine Dauerlast, sondern Impulsbelastung.
(Hintergründe und Beispielrechnungen von werz99 hier: http://www.e-rauchen-forum.de/thread-530...pid1065397 )

Wenn nun die Schutzschaltung viel früher abriegelt, können Extremdampfer (hohe Spannung bei niedrigem Widerstand des Verdampfers) das Phänomen erleben, dass der Akkuträger nur kurz feuert. Der Akku macht dann einfach dicht.

Bei ungetakteten und ungeregelten Akkuträgern ist hingegen eine Schutzschaltung oder eine sicherere Zellchemie wie LiMn Pflicht.

Also welche Akkus denn nun nehmen:
Ein Argument für die IMR-Akkus mit LiMn-Chemie ist deren Hochstromfähigkeit. 18650er IMR-Akkus können locker 10A und mehr als Dauerlast abgeben. Wir nutzen beim Dampfen jedoch eine Impulslast - für wenige Sekunden, nicht für Minuten oder Stunden feuern wir den Verdampfer an. Und da können _alle_ Akkus wesentlich mehr ab und liefern, ohne großartig an Lebensdauer zu verlieren. Daher sind die NCR-Akkus, die als Dauerlast in der Regel 2C (die doppelte Kapazität - also in der Regel 5A und mehr) abgeben können, völlig ausreichend. Die haben zudem den Vorteil, nicht schon nach einem Tag schlapp zu machen, sondern gerne zwei Tage durchzuhalten (als Beispielwerte, hängt von der persönlichen Nutzungsart ab).

Woher kommen die Horrorgeschichten um explodierende, unsichere Akkus?
Das Ganze geht zumeist zurück auf den einen Fall von Billigstakkus (Ultrafire), die entgegen der Angabe auf der Hülle keine Schutzschaltung besaßen und zu drei Stück in Reihe in einer Taschenlampe verwendet wurden. Diese Akkus waren dann tiefentladen, der Besitzer hat sie arglos einfach wieder aufgeladen - und dabei kam es in der Taschenlampe zur Polungsumkehr mit schlagartigem Ausgasen, was in dem Fall der Taschenlampe mit geschlossener Röhre ohne Entlüftung zur Rohrbombe avancierte und seine Küche in ein Trümmerfeld verwandelt hat.

Ein zweiter Fall mit einer Dampfe ging deshalb schief, weil dort ebenfalls zwei Akkus in Reihe verwendet wurden und es dazu noch ein "gepfuschter" Selbstbau-Akkuträger war. Der Fall ging ebenfalls durch die Medien und hat diesen "NCR ist gefährlich"-Hype angeschoben.

Dieser sogenannte Stacking-Betrieb ist mit wesentlich höherem Risiko behaftet als der Normalbetrieb. Deshalb gibt es hier bei derartigen Akkuträgern immer den Hinweis, die Akkus immer nur paarweise zu nutzen und nie, wirklich nie durcheinander zu würfeln.

Mir ist kein Fall bekannt, in dem bei Einzelbetrieb ein LiIon-Akku vergleichbar hochgegangen wäre.

Edit:
03.12.2012 Link auf Berechnungen der Last am Akku von werz99 eingefügt
03.12.2012 Erklärung zum Entsorgen von Akkus bei "Lebensende" ergänzt
23.12.2016 Einleitung zu korrekten Akkuempfehlungen für extreme Akkuträger ergänzt.
14.01.2017 Dezember-Ansagen noch mal verdeutlicht und erläutert.
02.12.2012 23:49
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PalimPalim Offline
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Beitrag #2
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
Sehr informativ, vielen Dank für die Zusammenfassung. Smile
02.12.2012 23:57
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Albtraum Offline
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Beitrag #3
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
(02.12.2012 23:49)DeKoepi schrieb:  Unter "normaler" Nutzung halten sie dann nur noch 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität. Bei einem Akku mit 2.000 mAh spezifizierter Kapazität spricht man daher vom Lebensende, wenn er nur noch 1.600 mAh hält.

Und wenn der Akku nu seine xhundert Ladezyklen hinter sich und nur noch 80% Kapazität hat, bedeutet das:
a) die Kapazität nimmt mit weiteren Ladezyklen in der gleichen Rate wie davor weiter ab, man kann sie aber problemlos weiter nutzen, dann halt pro Ladung nicht mehr so lang

b) die Kapazität nimmt mit weiteren Ladezyklen stärker ab als vorher und man kann damit rechnen, dass die 18650er bald ähnlich lang wie frische 18350er halten
oder
c) die Akkus sollten wegen der Änderungen in der Chemie bald entsorgt werden, da Probleme auftreten können
?

Gruß
Albtraum
02.12.2012 23:58
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DeKoepi Offline
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Beitrag #4
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
Bei der Degeneration bilden sich spitze Ablagerungen auf den Elektroden (Dendriten). Wenn die weiterwachsen, perforieren sie irgendwann den Separator - ein Kurzschluss entsteht. Mit den oben erläuterten, möglicherweise unschönen Nebeneffekten. Daher ist Antwort c) die richtige. Die Akkus gehören dann in die Altbatteriesammlung zum Recyclen.
03.12.2012 00:03
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quai11 Offline
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Beitrag #5
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
Danke für den informativen Beitrag.
03.12.2012 00:08
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manuqueeni Offline
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Beitrag #6
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
Super toller Thread - Vielen Dank dafür
03.12.2012 00:13
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Gewitterwolke Offline
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Beitrag #7
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
Sehr gut formuliert und da ich auch ganz bei Dir bin, mal gleich eine Frage: Kannst Du mir eine Quelle nennen wo ich einen gescheiten 14650er herbekomme? Eine Keeppower in Kanada zu bestellen habe ich keine Lust. Bei den ganzen Modelbauern finde ich auch nix gescheites. 14500 ist kein Problem.

LG
Stefan
03.12.2012 00:15
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Holledauerin Abwesend
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Beitrag #8
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
und woher weiss ich wann dieses lebensende erreicht ist?
ich hab ein paar akkus mit zugzähler - da ist das einfach, da die auf einmal nur noch die hälfte an zügen hielten.
aber zb der 1000er twist hält bei mir mal 2 std mal den ganzen nachmittag - ganz einfach abhängig vom zustand des vd, eingestellter spannung etc.
manchmal hält er für mich überraschend lang, manchmal überraschend kurz - ich schiebs darauf, dass ich manchmal schlicht nicht wirklich mitkrieg wie die zeit vergangen ist, oder wieviel ich gedampft habe (je nachdem was ich grad mach)
aber - wie will ich das dann von seinem lebensende unterscheiden?


2. frage: ich habe mir einen akkuträger gekauft (vamo - ist noch unterwegs) nun steht der akkukauf an, 18650er sollens werden.
im moment habe ich nur ein billigst ladegerät, das bei der xbomb dabei war und nicht mal ohne adapter in eine normale steckdose passt.
ich denke nicht, dass das eine schutzelektronik welcher art auch immer hat. (auch wenn bisher nix passiert ist und ich die xbomb akkus, die nichtmal richtig gelabelt waren, darin genauso "dauergeladen" habe wie die imist und egoakkus mit überladeschutz - nach lektüre dieses threads vermutlich glückssache..)
ein gutes ladegerät anzuschaffen möchte ich nach möglichkeit noch etwas hintanstellen, ist aber mittelfristig sicher geplant.
wenn ich deine ausführungen richtig interpretiere müsste ich mit imr akkus halbwegs auf der sicheren seite sein oder?
oder doch besser protected?

danke für den thread btw - sehr aufschlussreich.
03.12.2012 00:16
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Gewitterwolke Offline
Ringträger
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Beitrag #9
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
@Holledauerin: Bei den 18650er kann ich Dir nur wärmstens den besten Akku empfehlen den es zur Zeit gibt: den Panasonic CGR18650CG (IMR)

LG
Stefan
03.12.2012 00:20
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DeKoepi Offline
Akkuboard-Chef
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Beitrag #10
RE: Welche Akkus nehmen? Verwirrung um Akku-Leistung und -Chemie (IMR, NCR, …)
Das bei normalen eGo-Akkus wie dem Twist zu erkennen, dürfte schwierig sein. Wenn sich die Ladezeit von derzeit 3 auf etwas über 2 Stunden verkürzt (nur Beispielwerte, kenne deine Ladezeiten nicht), wenn du den Akku leergenuckelt hast, passt nur noch etwas über 70% der ursprünglichen Kapazität rein. Das wäre dann die Zeit zum Austausch.

Mit dem vernünftigen Ladegerät würde ich nicht lange warten. Als Überladungsschutz hilft nur eine Schutzelektronik im Akku - LiMn/IMR kannst du ebenfalls überladen und so zerstören.

@Gewitterwolke: "Den" besten Akku gibt es nicht. Wie oben erläutert, sehe ich eh den Panasonic NCR 18650 PD als die bessere Wahl ...
03.12.2012 00:25
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