18650: Kapazität mehr Schein als Sein?

Schutzschaltung von LIR 18650

Hallo,

ich habe die Schutzschaltungen von protected LIR18650 ansprechen lassen und gemessen.

Zum laden habe ich einen WolfEyes CH02 verwendet, da er keine Abschaltung hat, sondern so lange lädt, bis hoffentlich die Schutzschaltung der Zellen anspricht.

AW und schwarze TrustFire true 2400mAh zeigen ein sehr ähnliches Verhalten und lösen bei 4,35V aus.
Beide Zellen schließen den Stromkreis nicht mehr, da mit 4,7V eine viel zu hohe Spannung vom Lader anliegt.

Die Schutzschaltungen gegen Überladung sind bei AW und Trustfire gut ausgelegt und sprechen bereits 100mV oberhalb der 4,25V an,
die innerhalb der Toleranz liegen.

Bei der UltraFire spricht die Schutzschaltung zu spät an.
Die silberne UltraFire 2400mAh schaltet erst bei knapp 4,5V ab und schloss den Stromkreis auch nicht mehr.
Ich habe dennoch die grüne Kurve nicht weiter aufgezeichnet, da ich sofort die Leerlaufspannung der Zelle messen wollte.
Diese lag bei 4,20V, was den Eindruck erwecken könnte, man habe eine optimal geladene Zelle vor sich.
Dies ist mit Nichten der Fall, da keine Konstanspannungladung statt fand.

protection-chargeppcy.png



Sofort nach der Ladung wurden die Zellen entladen, bis die Schutzschaltung gegen Tiefenladung ansprach.
Dazu wurde der CBAII von West Mountain Radio verwendet. Der Entladestrom lag bei 2A.

AW schaltete bei 2,45V ab, TrustFire bei 2,3V, Ultrafire bei 2,25V eine blaue kaidomain bei 2,5V

protection-discharge2pka.png


Mit Zoom betrachtet
protection-discharge-zfqmp.png



Die Schutzschaltungen gegen Tiefentladung sprechen bei allen Fabrikaten viel zu spät an.
Unterhalb von 3V steckt praktisch keine Energie mehr in den Zellen, sodass es keinen Sinn macht tiefer zu entladen.
Bei 2,8V sollte die Abschaltung erfolgen, dann hätten Lampen mit low-batt. Warnung noch Zeit, ab 3,2V eine letze Warnung zu blinken.


Das Ansprechen der Kurzschluss Schutzschaltung habe ich ebenfalls geprüft, aber nicht aufgezeichnet,
da ich kein Speicheroszilloskop habe.
Der Schutz gegen Kurzschluss hat bei allen Zellen funktioniert.




Heinz
 
Für mich hört sich das jetzt so an:

Schutzschaltung gegen Tiefentladung in der Lampe spricht bei (fast) allen nicht rechtzeitig an, ist also über.

Schutzschaltung gegen Überladen funktioniert, es wird aber dringend geraten ein gescheites Ladegerät zu benutzen, das die Akkus nicht überlädt, und das ganze auch nicht unbeaufsichtigt und in feuerfester Umgebung zu tun. Eigentlich ist damit ja auch die Schutzschaltung hier über, oder?

Was bleibt ist der Kurzschlusschutz?
 
Die Schutzschaltung gegen Tiefentladung kann man in allen Fällen komplett vergessen.

Er hat die Zellen ja noch mit 2A belastet. Ich mein, wenn die in einer normalen Taschenlampe sind, zieht die gegen Ende nur einen Bruchteil davon. Meine Zelle von 2,72V ging quasi gar nicht mehr nach oben in der Leerlaufspannung. Wäre die also bis zu 2,25-2,45V entladen worden, wäre sie wohl so gut wie defekt gewesen.

Fazit: Ich kaufe mir in Zukunft unprotected Zellen, denn der von mir gewünschte Vorteil der protected ist für mich nicht (mehr) gegeben. :(
 
Ich rate weiterhin dazu Akkus mit Schutzschaltung zu kaufen.
Allein schon der Kurzschlussschutz kann schwere Schäden vermeiden.
Und besser ein etwas zu spät eingreifender Tiefentladeschutz als gar keiner.
Bei einzelligen Lampen mit Abwärtsschaltregler braucht man den Tiefentladeschutz nicht unbedingt wohl aber bei einzelligen Lampen mit Boost oder Buck-Boost Konverter.
In mehrzelligen Lampen ist der Tiefentladeschutz noch wichtiger - falls die schwächste Zelle am Ende der Betriebsdauer umgekehrt aufgeladen (umgepolt) wird kann's richtig gefährlich werden.
Und der Überladschutz kann immerhin dann noch hilfreich sein wenn es zu einem Defekt im Ladegerät kommt, wenn ein ungeeignetes Ladegerät genutzt wird oder das Ladegerät falsch eingestellt wird.

Und so schlimm find ich die von Heinz gemessenen Werte nicht.
Ich weiss nicht welchen Aufwand Heinz getrieben hat aber selbst bei optimalem Aufbau (niederohmig, Vierleitermessung) muss mindestens noch der Spannungsabfall an der Schutzschaltung berücksichtigt werden. Bei 2A Messstrom und 50 Milliohm Widerstand der Schutzschaltung ist die Spannung an den eigentlichen Kontakten der Zelle schon 0,1V höher als an den äußeren Kontakten.

Dass die Akkuspannung nach kurzer Erholung bei 3,4-3,5V lag ist doch ein gutes Zeichen.

Danke für die Messungen Heinz. Mit meinem ALC300PC hätte ich ziemlich tricksen müssen um selbst solche Messungen zu machen.
Im LiIon- und LiPol-Entladeprogramm ist 2,7V die unterste einstellbare Schwelle.

Stefan
 
Zuletzt bearbeitet:
Das die Spannung nach Erholung bei 3,4V lag ist natürlich gut, nur wird das bei mir nicht passieren. Bei mir würde es den Akku dann auf eine Leerlaufspannung von um die 2,4V leer ziehen und das würde er wohl nicht so gut weg stecken.

Das war für mich der Kaufgrund für protected Zellen. Ich habe eh nur einzellige Leuchten und die haben beide nen Abwärtsregler. Gegen Ende zieht die L2 wohl sehr wenig Strom. :(
Die anderen Vorteile kommen bei mir auch nicht zum Zug. Der Lader schaltet korrekt ab und ich achte genau darauf, die Zelle richtig herum einzulegen.

Im gesamten mögen protected durchaus empfehlenswert sein, für meine Einsatzzwecke kann ich aber in Zukunft darauf verzichten.
 
Hallo,

auch ich rate weiterhin zu Zellen mit Schutzschaltung, also protected LIR.

Auch wenn ich die Abschaltschwelle gegen Tiefentladung für nicht gut ausgelegt halte,
so funktioniert der Schutz gegen Überladung und Kurschluss doch richtig.

Gegen Kurschluss hilft auch das PTC Element, das in Markenzellen vorhanden sein sollte...
Nur welche populären Zellen sind Markenzellen...?

Der PTC Schutz ist eine selbstrückstellende Sicherung, die bei Überschreitung der Grenztemperatur hochohmig wird
und den Stromfluss unterbricht.
Damit wird ein Überhitzung verhindert, die das Berstventil zum Ansprechen brächte.
Letzteres darf niemals passieren, da fast alle Lampen derart dicht sind,
dass Überdruck gefährliche Folgen haben könnte.


Ganz allgemein betrachte ich die Schutzschaltung der protected LIR nur als letzte Barriere.

Meine Forderung ist, dass Ladegeräte eigensicher sein müssen
und die Lampen selbst die Akkus überwachen.

Bei Novatac, LiteFlux und RA ist das realisiert.
Auch Inova kann es.


Technisch ist das überhaupt kein Problem, wie die billigen Zweistufentreiber von NANJG beweisen.
Diese bei kaidomain erhältlichen Treiber schalten bei 3V auf low und warnen mit blinken.
Sinkt die Spannung weiter, schalten sie ab.



Derzeit teste ich das Abschaltverhalten von LIR18650 bei verschieden Strömen.
Das wird allerdings viel Zeit in Anspruch nehmen, da so ein LIR18650 einen ganzen Tag lang 100mA liefern kann.
Tests bei 50mA, 30mA und weniger können dauern..........
Wahrscheinlich werde ich die Tests bei niedrigen Strömen nicht mit vollen Zellen starten,
um schneller zu Ergebnissen zu kommen.



Der Messaufbau ist übrigens nicht mit vier Leitern, das lässt der CBA nicht zu.
Allerdings sind die Messstrippen nur 15cm lang und werden mit Reinsilberronden 999 an den Zellen kontaktiert.
Am Eingang des CBA sind zudem Abgriffe, um den Spannungsabfall an den Messleitungen zu prüfen.
Bei 2A sind dort ~7,5mV Spannungsabfall messbar, das scheint mir vernachlässigbar.

Richtig ist allerdings, dass an der Schutzschaltung ein Spannungsabfall auftritt,
der bei kleineren Strömen aber immer unbedeutender wird, ebenso wie der winzige Spannungsabfall an den Messleitungen.




Heinz
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo,

für die wenigen Interessenten:

Ansprechen der Tiefentladeschutzschaltung von TrustFire "true 2400mAh":

Die Leerlaufspannung war nicht mehr messbar, da die Schutzschaltung nicht mehr auf gemacht hat.

Nach super kurzem Reset mit einer CR123 lag die Leerlaufspannung genau bei der Leerlaufspannung der CR123.
Ergebnis also nicht verwertbar.

Die LIR18650 wurden demnach tief entladen, weil die Schutzschaltung viel zu spät ansprach.
Auf die Schutzschalung sollte man sich also nicht verlassen, sie ist nur eine letzte Barriere,
bevor die Zelle unweigerlich degeneriert wird.

Alle Fabrikate sind betroffen, auch wenn hier exemplarisch nur TrustFire gezeigt werden.


Heinz


@100mA
tf100maq2lj.png


@50mA
tf005a92zy.png
 
Hallo Heinz,

Die LIR18650 wurden demnach tief entladen, weil die Schutzschaltung viel zu spät ansprach.

ist imho etwas zu schnell geschossen. Auf den Schaubildern ist ja erstmal nichts weiter zu sehen, als daß die Schutzschaltung bei ca. 2,6V anspricht.

Jetzt müsste man die Leitstungsdaten Akkus vor dieser "Tiefentladung" und danach erfassen und vergleichen um den durch diese "Tiefentladung verursachten "Schaden" darzustellen.
Erst dann lässt sich beurteilen ob man von "viel zu spät" sprechen muss.

Wobei 0,05A natürlich bei Taschenlampen nicht unbedingt eine räpräsentative Belastung darstellen... (höchstens bei meiner M2C4- die zieht bei "off" einen geringen stand-by-Strom wie bei kontaktlosen Schaltern üblich).
Gerade bei solchen sehr kleinen Strömen elektronischer Schalter könnte die LiIon-Zelle sehr lange auf einem sehr niedrigen Spannungsniveau sein. Hier könnte ich mir relativ ausgeprägte Schäden, bzw. eine übermäßig schnelle Alterung vorstellen (weshalb ich die Zellen meiner M2C4 regelmäßig nachlade).


Investigator
 
Zuletzt bearbeitet:
Entschuldigt das ich das hier wieder ausgrabe, aber ab welcher Spannung gilt ein Akku als "zu tief entladen"? Meine L2 schaltet z.B. bei ~2,9-3V automatisch von der höchsten Stufe auf die mittlere und zeigt mir so, dass der Akku leer ist.
 
Hi, ich habe vor wenigen Tagen diese 18650er bei flashaholics bestellt.

Die Aufschrift zeigt:
AW +Power
IC Protection Built-in
Li-ion Rechargeable 3.7V
18650 2600mAh
Made in China

Farbe ist schwarz mit silbern glänzenden Etikett mit schwarzer Schrift, teilweise rot hinterlegt.

Diese Akkus funktionieren nicht mit meiner EagleTac T20C2 und T100C2.
Ich habe das auf flashaholics empfohlene Ladegerät mitbestellt und die Akkus vor der ersten Vewendung geladen.
Ein Voltmeter zeigt jetzt 4.18 VDC.
Ich habe in diesem Thread bereits was gelesen von wegen das manche Akkus in manche Lampen nicht passen.
Gibt es da eine genaue Übersicht?

Die Zellen haben am Minuspol die drei kleinen Nippel und am Pluspol ist der Akku flach. Der Kontakt ist sogar leicht versenkt zur Isolierung.

Ist das bereits bekannt das diese Akkus mit den genannten Lampen nicht funktionieren? - Was kann ich dagegen tun?

danke, Grüße
Zero
 
Diese Akkus funktionieren nicht mit meiner EagleTac T20C2 und T100C2.[...]
Die Zellen haben am Minuspol die drei kleinen Nippel und am Pluspol ist der Akku flach. Der Kontakt ist sogar leicht versenkt zur Isolierung.
Ja, bekommt der Akku so denn überhaupt Kontakt zur Lampe? Hat der Pluskontakt (der Lampe) eine entsprechende Erhebung oder eine Feder?
 
Da kommt kein Kontakt zwischen Akku-Pluspol und Lampe zustande ...

Bei meiner T100C2 (MK2) ist der Kontakt im Lampenkopf etwa einen halben Millimeter niedriger als der umgebende Gehäuseteil. Flache Akkus, also ohne "Nippel" am Pluspol funktionieren daher nicht.

Aufgrund der Kurzschlussgefahr würde ich auf Spacermagnete verzichten. Einzig etwas auf den Pluskontakt (der Lampe) "aufzulöten" könnte ggf. funktionieren ... oder die naheliegende Lösung: andere Akkus (mit erhöhtem Pluspol) verwenden.
 
Zero,
der mechanische Verpolungsschutz (der Ring um den Pluskontakt) in deinen beiden EagleTacs verhindert, dass Flat Top 18650er (Akkus ohne Nippel am Pluspol) funktionieren.
Für mein Laufzeitdiagramm der EagleTac T100C2 mit dem 2600mAh 18650er von AW hatte ich einen dünnen Draht um und über den +-Kontaktstift am Lampenkopf geknotet.

T100C2-mod-flat-top.jpg


Wenn man das etwas sorgfältiger macht als ich es auf die Schnelle für dieses Foto gemacht habe dann sollte das längere Zeit halten.
Der Draht darf den Verpolungsschutz (inneren Ring) berühren aber nicht den äußeren gefederten Kontaktring.

Stefan
 
Hi Hmblgrmpf und an alle anderen die so schnell geantwortet haben.
Sowas wie das mit dem Draht ist mir auch schon in den Sinn gekommen.

Ich spiel auch grad mit dem Gedanken einfach einen kleinen Punkt Lötzinn
am Pluspol des Akkus anzulöten um sozusagen ein DIY Nippel zu basteln.
Dann könnte ich wenigstens auch die CR123 weiterhin verwenden.
 
Ist die Kontaktfläche der Akkus magnetisch?
Update: Ich hab das mal mit einem Büromagneten getestet - scheint magnetisch zu sein. - Aber ist das auch ungefährlich?

Wäre es von elektronischer Sicht her denkbar z.B. Neodym Magnete als Nippel zu verwenden?

z.B. sowas? - oder Magnete aus einer defekten Festplatte?
 
Zuletzt bearbeitet:
Auf keinen Fall am Akku löten!

Magnete haften am Akku. Bei Magneten besteht aber die Gefahr, dass sie verutschen und dann einen Kurzschluss verursachen.
Bei den EagleTacs sollte der Verpolungsschutzring ein Verrutschen verhindern.

Ich hab gerade noch eine weiter mögliche Lösung ausprobiert.
Ich habe eine knapp 4mm dicke M5 Mutter von einem Ende her auf 5mm aufgebohrt, dabei am anderen Ende ein kurzes Stück des Gewindes stehen gelassen und die Mutter dann über den +-Kontakt gestülpt:
T100C2-mod-flat-top2.jpg

Mit etwas Klebstoff könnte man die Mutter am Verpolungsschutzring befestigen.

Noch besser wäre es allerdings für die beiden Lampen noch passende Akkus mit Nippel zu besorgen. Die schwarz-roten Trustfires gibt's für wenig Geld bei kaidomain und dealextreme.

Stefan
 
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