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Li-Ion / NiMh - Wirkungsgrad?

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BJ10

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Hi Leute, hätte da mal eine Frage an die Fachleute, und zwar:

Habe mir für eine portable Soundstation vier NiMh-Akkus von Varta mit jeweils 2700 mAh gekauft.

Davor habe ich nach den Li-Ionen-Akkus von AW in AA-Größe geschaut, die aber nur 750 mAh haben.

Dann is mir irgendwann das mit der Spannung aufgefallen, die ja bei den Li-Ionen 3,6 und bei den AA-Batterien/NiMh-Akkus 1,5V ist.

1. Frage: Wäre das überhaupt gegangen?? Die Spannung der Li-Ionen-Akkus ist zwar höher, aber laut meinem Netzteil kommen aus diesem auch 12V raus?!?

Dann habe ich mal gerechnet: Die AW-Li-Ionen-Akkus haben ca. die 2,5-fache Spannung, also teile ich die 2700 mAh der NiMh-Akkus dadurch und erhalte 1080, was ja bedeuten würde, dass die NiMh eine höhere Kapazität hätten als die Li-Ionen-Akkus.

Irgendwo habe ich dann gelesen, dass das auch so sei, dass es bei Li-Ionen-Akkus im Wesentlichen um die Haltbarkeit und den Memory-Effekt ginge.

Bei Wikipedia steht aber, dass die Li-Ion auch eine höhere Kapazität als die NiMh haben...

2. Frage: Ja, welche haben denn nun den höheren Wirkungsgrad/ die höhere Kapazität?!??


Interessiert mich alles mal irgendwie, also wär nett wenn sich mal ein Fachmann hier ausklugscheißen könnte :glgl:
 
Ich bin mir ziemlich sicher, dass Li-Ionen-Akkus eine höhere Energiedichte bezogen auf ihr Gewicht haben. NiMH-Akkus sind bei gleicher Größe viel schwerer.

Was Dein Netzteil angeht, so hast Du sicher dessen Leerlaufspannung gemessen - also ohne die angeschlossene Soundstation. Wenn der Ausgang des Netzteils belastet wird, sinkt die Spannung deutlich - wahrscheinlich auf 9V oder so.
 
mico schrieb:
Was Dein Netzteil angeht, so hast Du sicher dessen Leerlaufspannung gemessen - also ohne die angeschlossene Soundstation. Wenn der Ausgang des Netzteils belastet wird, sinkt die Spannung deutlich - wahrscheinlich auf 9V oder so.
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Keine Ahnung, das was bei Output steht, hab garnichts gemessen :)
 
hmm.. hab ich eigentlich gelesen aber wahrscheinlich das wesentliche nich verstanden ;)
 
NiMH haben eine Nennspannung von 1,2V, es wird also mit Faktor 3 verglichen.

Beim AA-Format kommt LiIon tatsächlich nicht besonders gut weg, vermutlich weil es bei LiIon einfach keine besonders verbreitete Größe ist, ganz im Gegensatz zu NiMH.

Bei 18650-Zellen, die in so gut wie jedem Notebook zu finden sind, sieht es schon wieder ganz anders aus. Würde man diese von Volumen und Gewicht mit 14500 vergleichen, wären bei 14500 eigentlich >1000mAh möglich.
 
Okay, aber dann wäre es ja gleich auf sozusagen...

aber welche haben denn nun wirklich die höhere Energiedichte??


Was die gravimetrische Energiedichte angeht:

Wiki sagt:
Li-Ion 120-140 Wh/kg, NiMH 60-80

Die Quelle http://akkushoponline.eu/definition_akku.php sagt:
Li-Ion 70 Wh/kg, NiMH 60-80


Und bei der volumetrischen Energiedichte:

Sieht bei allen Quellen so aus, als hätten Li-Ionen mehr Kapazität im selben Raum (Wh/l):


http://de.computers.toshiba-europe....e=DE&WHITEPAPER_ID=whitepaper_akkutechnologie

http://www.egston.com/de/power_supplies/facts/ladegeraete.php

scheint als hättest du recht, dass bei den 14500 eigentlich 1000 mAh drin wären.. naja :)

Nochmal eine Frage für die Leute vom Fach:

Wenn ich jetzt theoretisch statt den NiMH-Akkus Li-Ionen mit 1000 mAh nehmen würde, hätte ich doch theoretisch eine längere Betriebszeit, oder?
Weil 1,2V*2700 mAh = ca. 3,3 Watt; 3,6*1000 mAh = 3,6 Watt, oder?

MfG, Björn
 
BJ10 schrieb:
Wenn ich jetzt theoretisch statt den NiMH-Akkus Li-Ionen mit 1000 mAh nehmen würde, hätte ich doch theoretisch eine längere Betriebszeit, oder?
Weil 1,2V*2700 mAh = ca. 3,3 Watt; 3,6*1000 mAh = 3,6 Watt, oder?

MfG, Björn
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Theoretisch...jo. Aber theoretisch bin ich Millionööör! :irre:

Verkraftet deine Soundstation denn überhaupt diese Spannung? (Laut Datenblatt!)
Ich hab da nämlich ernsthafte Zweifel.
Wenn sie nur für Alkalis und NiMH ausgelegt ist, wirst du sie sehr sicher braten, wenn du die dreifache Spannung draufgibst.
Und damit hätte sich all die Theorie hier erledigt.

gruß
 
Hallo BJ10,

bin zwar kein Fachmann- aber mit klugscheißen kann ich teilweise dienen...

Zur ersten Frage: Möglicherweise werden die 12V vom Netzteil in der Soundbox auf einen anderen Wert geregelt.
Oder aber die Spannung bei Batterie/Akkuversorgung wird auf einen anderen Wert geregelt.
Insofern lässt sich aus der Tatsache, daß ein 12V-Netzteil ist nich wirklich viel ableiten.

Zu zweiten Frage:
Bei der Betrachtung der Energiedichte spielt die Bauform und der Formfaktor eine große Rolle.
Walzenförmig ist besser, als quadratischer Querschnitt. Großer Querschnitt ist deutlich besser als kleiner Querschnitt.
Wegen dem Verhältnis von Volumen zu Oberfläche...

Die volumetrische Energiedichte von LiIon und NiMH ist beim Formfaktor AA/14500 in der Tat sehr ähnlich.
Gute NiMH-Zellen der Größe AA können bis zu etwas über 3000mWh Energie speichern. Habe kürzlich einen Trustfire 14500 gemessen, bei dem ich nicht auf 3000mWh gekommen bin (~2750mWh).
Die Theorie spiegelt sich hier (wie so oft...) nicht wie erwartet in der Praxis wieder.

Wirkungsgrad ist aber wieder etwas anderes als Energiedichte!
Bei LiIon wird die elektrische Energie beim ladevorgang vollständiger in chemische Energie umgewandelt,als bei NiMH.
Deshalb erwärmt sich ein LiIon nicht beim laden.


Investigator
 
Hallo,

laut meiner Tabelle hier siehts so aus:


______________________NimH____________LiIon
-----------------------------------------------------------------------------
Wh/kg (realisiert)_________70____________100-120
-----------------------------------------------------------------------------
Wh/kg (theoretisch)_______300____________>450
-----------------------------------------------------------------------------
Wh/l_________________200-250__________200-300
-----------------------------------------------------------------------------
W/kg_________________100-200__________100-200
________________NiCd übrig. 150-200
-----------------------------------------------------------------------------
W/l__________________250-500___________250-500
-----------------------------------------------------------------------------
Wirkungsgrad [%]_______60-80______________80%



wobei beachtet werden sollte, dass LiIon Akkus von selbst altern, auch ohne Gebrauch, wenn sie voll geladen sind, und für einen schondenden Umgang, sollten immer 40% Restkapazität verbleiben....


mfg
markus


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Quelle ist meine Mitschrift zur Vorlesung Grundlagen Energietechnik





__________

.. Falls es dir um Laufzeit geht miss einfach die Spannung am Netzteil wenn das Ding läuft, rechne die Spannung auf die Benötigten Zellen um, Batteriehalter dazu und am Netzteilanschluss angeschlossen. ggf mit einem Widerstand nachhelfen...

Für alles andere müsstest du das Gerät zerlegen und nachschauen wie die Batterie und die Netzteilspannung gehandhabt werden. Dann könntest du ggf dort eingreifen und die Batteriefachanschlüsse verlegen, so dass du LiIon-Akkus verwenden kannst.
 
Zuletzt bearbeitet:
hallo,

kommt drauf an :

wenn du die Batterien in Reihe schaltest, also -b+ -b+ -b+ ... dann addieren sich die Spannungen

wenn du die Batterien parallel schaltest addieren sich die Kapazitäten, der Strom pro Zelle sinkt:

|-b+|
|-b+|
|-b+|
-Pol +Pol


sollte aber alles in der Schule mal drangewesen sein. Kirchhoff lässt grüßen.... ;-)
 
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