Tipps und Hinweise über den Umgang mit LiPo-Akkus

Häufig stelle ich fest, dass es viele Fragen zur richtigen Handhabung von LiPo-Akkus gibt.
Anfangs wollte ich einen kurzen Leitfaden erstellen, der aber leider etwas umfangreicher wurde.

Der Aufbau der LiPo-Akkus ist wie folgt zu beschreiben.

Die Lithium-Polymer-Akkus (kurz LiPo) bestehen aus vielen, beidseitig beschichteten Folien,
aus dünnem Kupfer und Aluminium.
Zwischen den einzelnen Schichten ist eine spezielle Kunstofffolie (Polymerfolie) als Separator eingelegt.
Um die Ionenleitfähigkeit zu verbessern, wird dem Polymer ein Gel-Elektrolyt beigefügt.
Das Elektrolyt besteht aus einem Lösungsmittel auf Alkoholbasis, das leicht süßlich riecht.

Die Kathode (negative Elektrode) besteht meist aus Graphit, die Anode (positive Elektrode) aus Lithium-Metalloxid.
An beiden Elektroden sind die uns bekannten Stromkabel, meistens mit Anschlusssteckern, angebracht.
Zusätzlich befindet sich bei Akkupacks mit mehr als einer Zelle einen Balanceranschluss.

Der Aufbau aus dünnem Kupfer, Aluminium und Polymerfolien sowie dem Gel-Elektrolyt bietet den Vorteil, dass die Zellen nicht mehr gerollt werden müssen (so, wie die bekannte Becherform der NI-Akkus).
Häufig findet man die LiPo-Akkus in flacher Bauform.
Akkus mit flüssigem Elektrolyt, wie z.B. LiFE-Akkus findet man daher auch nur in Becherform.
Das Elektrolyt beginnt bei einer Temperatur von 85-90° zu sieden, es wird instabil und beginnt zu Gasen.

Um die Anschlussseite der mehrzelligen LiPo-Akkus zu schützen, sollte diese mit einer speziellen Schutzfolie verstärkt sein. Dieser LiPo-Akkus sollte zusätzlich in einer dafür geeigneten Schrumpffolie eingeschrumpft sein.

Die Nennspannung einer LiPo-Zelle ist 3,7Volt, die Ladeschlussspannung ist 4,235Volt.

Ein LiPo-Akku enthält u.a. Lithium-Kobaltoxid (LiCoO2), Grafit, Lithium- Fluorphosphat und Ethylendicarbonat.
Keiner dieser Stoffe sollte an, oder in unseren Körper gelangen!

Es gibt einen Unterschied entschiedenen Unterschied bei dem Gel-Elektrolyt des Separators.

Bei LiPo-Akkus von Robbe, die ROXXY-Serie, wird ein dotiertes Gel-Elektrolyt eingesetzt.
Dieses behandelte Gel-Elektrolyt verhält sich wesentlich stabiler als das herkömmlich verwendete bei Fehlbehandlung und schützt dadurch den Akku eher vor Brand oder Explosion.
Allerdings sollten diese speziellen LiPo-Akkus genauso sorgsam behandelt werden, wie LiPo-Akkus mit herkömmlichen Elektrolyt.

Wir dürfen nie vergessen, dass ein LiPo-Akku eine sehr hohe Energiedichte hat und dadurch
immer eine Gefahr darstellt!

Nichtwissen schützt vor Schaden nicht!

Richtiger Umgang mit LiPo-Akkus.


Die optimale Arbeitstemperatur des Akkus, bei moderatem Einsatz, ist bei 15-30°C.
Beim Einsatz von stark stromziehenden Motoren ist eine Temperatur von 25-30°C ratsam.

LiPo-Akkus sollten daher kurz vor dem Einsatz in der kalten Jahreszeit auf Temperatur gebracht werden. Keinesfalls sollten die LiPo-Akkus zu lange auf Temperatur gehalten werden.

Werden LiPo-Akkus unterhalb dieser Temperatur betrieben, besteht die Gefahr, dass die Zellen beschädigt werden und sich aufblähen!

Während des Einsatzes ist eine zu hohe Akkutemperatur zu vermeiden.
Der Innenwiderstand der LiPo-Akkus steigt mit zunehmender Temperatur und die Ionenleitfähigkeit nimmt zu. Der geringste Innenwiderstand ist bei ca. 60°C.
Diese Temperatur sollte auch nicht überschritten werden.
Allerdings ist zu beachten, dass sich durch diese Temperatur die Alterung der Zellen beschleunigt.
Häufig wird außer Acht gelassen, dass sich LiPo-Akkus, wenn sie im Modell gelassen werden, durch Sonneneinstrahlung sehr stark aufheizen.
Bitte beachten Sie auch, dass es im Auto hinter den Scheiben zu sehr hohe Temperaturen kommen kann.
Wie ich zuvor erwähnte, beginnt das Elektrolyt bei ca. 85°C zu sieden!
Die Zellen werden beim diesem „gasen“ beschädigt und spätestens beim nächsten Laden aufblähen.

Bei Kälte laufen die chemischen Prozesse langsamer ab, gleichzeitig nimmt die Viskosität des Elektrolyts zu. Der Innenwiderstand der Zellen steigt und die abgebbare Leistung sinkt.
Unter 5°C kann die Leistung so stark nachlassen, dass sie nicht mehr für den Einsatz reicht.

Zum Lagern empfiehlt sich eine Kapazität von 20 – 30% und eine Temperatur von 12 – 18°C.
Dabei ist es unerheblich, ob der Akku 5 Tage lagert, oder ob er „Überwintert“.
Die Selbstentladung der LiPo-Akkus ist sehr gering. Sie liegt bei ca. 5% pro Monat.
Beim Entladen ist unbedingt darauf zu achten dem Akku nur ca. 70 – 80% seiner Kapazität zu entnehmen.
Die Mindestspannung von 3,3V pro Zelle darf nicht unterschritten werden.

Sinkt die Spannung unter 3,0V pro Zelle, so ist der Akku tiefenentladen und dadurch geschädigt. Bei späteren Ladungen kann sich eine tiefenentladene Zelle aufblähen.

Aus dem vorgenannten Grund ist unbedingt darauf zu achten, dass der Akku 3,3V nicht unterschreitet.
Der Akku darf niemals tiefenentladen werden.
Selbst, wenn ein Ladegerät die LiPo-Akkus noch aufladen sollte, so ist der Akku sehr wahrscheinlich beschädigt und es wird im Laufe der Zeit eine schleichende Verschlechterung auftreten. Der LiPo-Akku wird entweder aufblähen, die Kapazität wird nachlassen oder die Zellenspannung wird zu sehr driften.

Sofern ein LiPo-Akku über einen Schalter ein- und ausgeschaltet wird, muss nach Gebrauch der LiPo-Akku von diesem Schalter getrennt werden. Obwohl sich der Schalter in der „Aus-Position“ befindet, fließt minimal Strom. Das führt dazu, dass der LiPo-Akku im Laufe der Zeit tiefenentlädt.

Bei jeder Ladung und Entladung altern die Zellen und macht sich durch das Verringern der
nutzbaren Kapazität bemerkbar. Je höher die Strombelastung und je tiefer das Entladen, umso stärker die Alterung des Akkus.
Die Praxis hat gezeigt, dass Akkus die bis auf eine Kapazität von 30% entladen werden, am wenigsten altern.

Wird ein LiPo-Akku bei jedem Einsatz stark belastet, kann es zu einem Kapazitätsverlust von 2-3% kommen. Dadurch stehen nach 20 solcher Belastungen nur noch ca. 50% der Nennkapazität zur Verfügung.

Generell darf ein LiPo-Akku nur mit Strömen belastet werden, für die er ausgelegt ist.
Diese Angabe finden Sie auf dem Akku und ist mit einem C-Wert angegeben.
So ist z.B. ein Akku dessen Nennkapazität 3600 mAh beträgt und die Angabe 30C aufweist,
im Dauerbetrieb mit dem 30fachen der Nennkapazität belastbar.
In diesem Beispiel wäre die zulässige Dauerlast 108 Ampere über den Zeitraum von einer Stunde (3600 mAh x 30 = 108000 mAh).
Zieht ein eingesetzter Motor im Dauerbetrieb mehr als 108Ah, so wird der Akku durch die erhöhte Stromabgabe überlastet, die Zellen werden durch diese Überlast erhitzen. Diese Überhitzung führt zum vergasen des Elektrolyts und somit zur Schädigung des Akkus, die sich, wie o.g., durch aufblähen der Zellen bemerkbar macht.

Ein LiPo-Akku ist zwar kurzzeitig höher belastbar (häufig ist auch dieser Wert angegeben),
jedoch zieht auch ein Motor in Lastspitzen wesentlich mehr als den im Dauerbetrieb angegebene Strommenge. Leider fehlen auch nähere Angaben wie lange kurzzeitig ist!

Aber auch beim Laden müssen wir die zulässigen Ladeströme beachten.
Im Allgemeinen werden die LiPo-Akkus mit Strömen von 1 C geladen.
Im unseren Beispiel wird der Akku mit 3.600 mAh mit einem anfänglichen Ladestrom von 3600 mAh in ca. 1 Stunde aufgeladen.
Zum Ladeschluss sinkt der Ladestrom langsam ab, bis die Maximalspannung erreicht wird.

Bestimmte LiPo-Akkus dürfen mit höherem Strom, also in kürzerer Zeit, geladen werden.
Die Angabe der zulässigen Ladeströme ist ebenfalls bei den Akkus in C angegeben.
Allerdings bezieht sich diese Angabe auf das Verhältnis von Ladestrom zur Zellkapazität.
Ein LiPo-Akku muss aber nicht mit 1C geladen werden. Wird ein LiPo-Akku mit nur 0,5C geladen, so erfolgt die Ladung schonend und der Akku wird weniger belastet.

Neue LiPo-Akkus sollten vor ihrem ersten Einsatz schonend geladen werden.
Dazu sollte der Ladestrom der ersten Ladezyklen 0,5C betragen.
Bei den ersten Einsätzen sollte der Spitzenstrom bei ca. 70-80% betragen.
Durch diese vorsichtige Behandlung werden die LiPo-Akkus schonend „eingestellt“.
LiPo-Akkus können selbstverständlich generell mit 0,5C geladen werden. Diese schonende Behandlung führt zu einem langen und zuverlässigen Akkuleben.

Noch ein Hinweis zu der C-Rate:
Wird ein LiPo-Akku mit einem Ladestrom
von 0,5C geladen, so beträgt die Ladezeit 2 Stunden,
von 1,0C Ladestrom, beträgt die Ladezeit 1 Stunde,
von 2,0C Ladestrom, beträgt die Ladezeit 30 Minuten usw.

Häufig wird übersehen, dass einem Regler mit LiPo-Abschaltung nicht blind vertraut werden darf.
Ein Regler erkennt zwar die Mindestspannung des LiPo-Akkus, aber nicht die Spannung einer einzelnen Zelle.
Kommt es beim Entladen eine Zelle kurzfristig unter die Spannung von 3,3Volt und weisen die anderen Zellen des LiPo-Akkus eine hohe Spannung auf, wird der Regler unter Umständen diese Mindestspannung nicht erkennen. Dadurch kann die Zelle geschädigt werden und aufblähen.

Um das zu vermeiden, gibt es eine Einzelzellenüberwachung (z.B. MC-Balancer von Robbe), die sofort erkennt, wenn eine angeschlossene Zelle des LiPo-Akkus die Mindestspannung erreicht und früh genug reagiert, indem die Spannung reduziert wird.

Es empfiehlt sich jederzeit den genauen Zustand der Zellen zu kennen.
Dazu gibt es sogenannte Kapazitäts-Kontroller. Diese Kontroller informieren über den Zustand der einzelnen Zellen in Volt, mAh sowie den Zustand des gesamten LiPo-Akkus.

LiPo-Akkus sind in geeigneten Behälter zu lagern und zu transportieren
Das sollte mindestens eine LiPo-Tasche sein, der sog. LiPo-Bag, der aus speziellen, nichtbrennbaren Materialien hergestellt ist.
Oder zumindest ein LiPo-Koffer der stärker vor Schäden von brennenden oder explodierenden LiPo-Akkus schützt.
Diese LiPo-Koffer gibt es zum Beispiel von Graupner und von Robbe.

Der LiPo-Akku sollte niemals voll geladen transportiert oder gelagert werden.

Es empfiehlt sich den Akku mit 30% der angegebenen Kapazität zu lagern und zu transportieren. In diesem Zustand liegt die Spannung der Zellen bei ca. 3,3V.
Eine Explosion oder ein Brand bei dieser Spannung ist nicht so gefährlich, wie bei einem vollgeladenen LiPo-Akku!

Der LiPo-Akku darf niemals mechanisch beschädigt werden.
Dazu zählt ein Verformen der LiPo-Zellen, wenn der Akku z.B. auf den Boden fällt.
Keinesfalls darf die Schutzfolie des LiPo-Akkus beschädigt werden (z.B. durchstechen oder durchbohren).
Die Beschädigung der Ummantelung ist zu vermeiden!
Kurzschluss vermeiden! Die Pole des Li-Po Akkus/Akkupacks dürfen weder versehentlich noch vorsätzlich mit Metallgegenständen in Berührung kommen, da dies in der Regel Kurzschluss verursacht!
Bei Kurzschluss entsteht in Millisekunden ein extrem hoher Strom, das führt zu Überhitzung der Zellen => Auslaufen von Elektrolyt, Explosionsgefahr, starke Flammenbildung !
Eine Überladung oder auch ein Kurzschluss kann zu einer Überhitzung des LiPo-Akkus führen und dadurch brennen oder explodieren können.
Auch aus diesem Grund sollten LiPo-Akkus nicht voll geladen gelagert oder transportiert werden!!

Einmal aufgeblähte Akkus sind defekt und dürfen nicht mehr verwendet werden.
Beim Laden oder im Betrieb kann es bei diesen Akkus zu Verpuffungen kommen, die dazu führen, dass der LiPo-Akku brennt oder explodiert!!

Durch falsche Behandlung oder durch Beschädigung des LiPo-Akkus kann es zu einem sich selbst steigernden Prozess kommen, bei dem sich die Zellen so stark erhitzen, dass sie brennen oder explodieren!
Ein LiPo-Akku kann bis zu 30min. nachdem er beschädigt wurde, durch diesen sich selbst steigernden Prozess, brennen oder sogar explodieren!!

Einen brennenden LiPo-Akku nicht mit Wasser löschen.
Zum löschen entweder Sand oder einen Feuerlöscher verwenden.

Defekte oder unbrauchbare LiPo-Akkus sind Sondermüll und müssen entsprechend entsorgt werden. In Deutschland sind Hersteller und Importeure zur Rücknahme der Batterien verpflichtet, für deren Entsorgung entstehen „Entsorgungskostenbeiträge“.

LiPo-Akkus, vom Verbraucher direkt importiert (z.B. China), enthalten diese Beiträge nicht und können auch daher günstiger angeboten werden!

LiPo-Akkus laden und balancieren

Wir dürfen nicht außer Acht lassen, dass auch bei LiPo-Akkus ein Effekt auftritt, den wir von NI-Zellen kennen. Ich meine damit die Veränderung der Stromabgabe bei nachgeladenen Akkus. Weiter oben habe ich auf die geeignete „Lagerladung“ von 20-30% der Akkukapazität hingewiesen. Wird ein LiPo-Akku z.B. ein Akku mit 50% seiner Kapazität geladen und gelagert, so kommt es durch die Lagerung zu einer Erhöhung des Innenwiderstands.

Wird der Akku vor dem Einsatz nachgeladen, so kommt es zu einem Spannungseinbruch, sobald der nachgeladene Strom verbraucht ist und die „ältere Ladung“ entnommen wird.

Die Erhöhung des Innenwiderstands der Zellen führt dazu, dass der LiPo-Akku geringer belastbar ist und sich unter hoher Last aufbläht, die ein optimal geladener LiPo-Akku ohne Schaden überstehen würde.

Zum Laden von LiPo-Akkus sind nur geeignete Ladegeräte zu verwenden.

Häufig sind bei ARF, RTR, RTF Modellen einfache Ladegeräte im Lieferumfang enthalten.
Diese Ladegeräte sind nicht für einen längerfristigen Einsatz geeignet und sollten möglichst schnell durch ein hochwertiges Ladegerät ersetzt werden!
Die Ladung der LiPo-Akkus ist immer unter Aufsicht zu erfolgen!
Es gibt viele Gründe, wieso ein LiPo-Akku niemals unbeaufsichtigt geladen werden.
Wie bereits beschrieben, kann es bei einem beschädigtem Akku beim Laden zu Verpuffungen kommen, die zur Explosion oder zum Brand führen können.
Ebenso kann ein falsch gewähltes Ladeprogramm oder ein zu hoher Ladestrom den Akku zerstören.
Ein plötzlich auftretender Defekt des Ladegeräts ist ebenfalls nie auszuschließen!!

LiPo-Akkus mit mehr als 1 Zelle verfügen über einen Balanceranschluss.
Leider scheint es wohl mehr eine Unternehmensphilosophie zu sein, den Kunden an eigene Ladegeräte zu binden, als sich auf einen Standard zu einigen (geht ja auch bei den Servosteckern).

Aus diesem Grund verkaufe ich nur Akkus mit den am häufigst eingesetzten Balanceranschluss:
EHR: wird verwendet von z.B.: Kokam, Graupner, Robbe, Emcotec, Lipolice, Lipomex,
AHA, Redpower, LipoSun, X-Cell.
XHP: wird verwendet von z.B.: RC1, Topmodel, E-Flite, X-Cell
dieser Anschluss ist auch bei vielen Helikopter-Akkus vorhanden

Zusätzlich sind noch anzutreffen:
PQ: wird verwendet von z.B.: Polyquest, Hyperion, E-Tec.
FTP: wird verwendet von z.B.: Flightpower, Thunderpower, Mulltiplex.

Der Balanceranschluss darf nicht zum Entladen genutzt werden.

Wie zuvor erwähnt, sollten LiPo-Akkus vor dem ersten Einsatz schonend geladen werden
Die ersten Ladezyklen sollten daher mit 0,5C erfolgen.
LiPo-Akkus können selbstverständlich generell mit 0,5C geladen werden. Diese schonende Behandlung führt zu einem langen und zuverlässigen Akkuleben.

LiPo-Akkus dürfen nur mit geeigneten Ladegeräten geladen werden, die bei einer Ladeschlussspannung von 4,2V, den Ladevorgang beenden.
Zusätzlich sollten die Ladegeräte mit einem Balancer (oder bei Robbe-Ladern mit einem Equalizer) ausgestattet sein. Ist das nicht der Fall, so muss ein externer Balancer oder Equalizer mit Ladeunterbrechnungsfunktion!! angeschlossen werden.
Der Balancer oder das Ladegerät erkennt mittels der Balanceranschlüsse die richtige Anzahl der Zellen. Über den Balanceranschluss werden die einzelnen Zellen des LiPo-Akkus gleichmäßig aufgeladen.
Das Ladegerät muss den Defekt einer Zelle erkennen und den Ladevorgang beenden!!
Dabei ist auf die vom Hersteller angegebene maximale Laderate zu beachten.
Häufig ist diese 1C. Man lädt also mit der Nennspannung des LiPo-Akkus.

Beim Laden sollen sich die LiPo-Akkus auf einer feuerfesten Unterlage befinden.

Von Graupner gibt es den LiPo-Koffer, in dem die LiPo-Akkus geladen werden können, indem die Ladekabel aus dem Koffer geführt werden. Dieser Koffer ist mit feuerhemmenden Platten ausgelegt und besitzt zusätzlich noch ein Ventil, durch das bei einer evtl. Explosion der Akkus, der Druck entweicht und die Umgebung vor Feuer, chemischen Gasen usw. schützt.

Die oben angesprochenen Equalizer besitzen den Vorteil, dass sie die Möglichkeit bieten, den Akku unabhängig vom Ladegerät die Zellen zu balancieren.
Dabei werden die Zellen des LiPo-Akkus solange angeglichen, bis die Spannungslage der Zellen gleich ist. Danach geht der Equalizer in den Stromsparmodus.


Folgendes ist im Umgang mit LiPo-Akkus immer zu befolgen:

IMMER auf ebener, nicht brennbaren Fläche laden
IMMER genügend Sicherheitsabstand zu brennbaren Materialien einhalten
IMMER auf die richtige Temperatur beim lagern und Betrieb achten
IMMER die maximalen Lade- und Entladeraten einhalten
IMMER unter Aufsicht laden
NIEMALS mit zu hohen Strömen laden
NIEMALS Akkus mit falscher Polarität laden
NIEMALS beschädigte Akkus laden
NIEMALS den Akku in Flüssigkeit eintauchen oder in Verbindung bringen
NIEMALS den Akkupack mechanischen Belastungen (Druck, Verdrehen usw.) aussetzen
NIEMALS den Akkupack öffnen oder mechanisch verändern
NIEMALS den Balanceranschluss für die Entladung nutzen
NIEMALS LiPo-Akkus mit anderen Akkus mischen
NIEMALS Lipo-Akkus kurzschließenNIEMALS LiPo-Akkus voll geladen lagern oder transportieren
NIEMALS LiPo-Akkus unter 3,0V entladen



Meine Tipps werden sorgfältig geprüft. Wir können jedoch keine Garantie dafür übernehmen. Eine Haftung für Personen-, Sach- und Vermögensschäden ist ausgeschlossen.



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