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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Untere Temperaturgrenze für Akkus & Batterien



maxxle
24.06.2013, 16:12
Hallo,

wie kalt darf es denn für Batterien und Akkus werden, bevor die ihren Dienst versagen?
Wie verläuft die Leistungsabnahme?
Was passiert wenn die Teile wieder warm werden?

Vielleicht kann der eine oder andere ja aus eigener Erfahrung berichten. - Danke!

Fritsche
24.06.2013, 18:29
Eigene Erfahrung ohne Anspruch auf wissenschaftlichkeit:

je kälter, desto geringer ist der maximale Strom der fließt. Das ist nicht linear, bis irgendwie um 0° kam mir dieser Effekt schwach vor, danach gehts steil bergab. Dann bricht sehr schnell die Spannung ein, wenn hohe Ströme verlangt werden, was die Kapazität scheinbar stark sinken lässt. "Scheinbar" weil sich das erholt, wenn der Akku/die Batterie wieder warm wird.

Batterien sind ohnehin in allen Punkten Akkus unterlegen, von den teuren Lithium Batterien abgesehen, die sind sehr kältetauglich.

Bei NiMH Akkus ist der Effekt nicht so groß wie bei Batterien, bei LSD Akkus (besonders: eneloop) ist er am geringsten. Ab -20° Zellentemperatur läuft nichts mehr, und ich habe den Eindruck, dass das die Grenztemperatur für Schädigung bei Akkus ist.

Kaesehobler
24.06.2013, 19:31
Internetz (http://www.tecchannel.de/pc_mobile/komponenten/2023671/batterie_test_kaelte_reduziert_batterieleistung_und_laufdauer/)

Globetrotter bewirbt diese hier (https://www.globetrotter.de/shop/energie-elektronik/akkus-batterien/energizer-ultimate-2stk-164064/) mit einer hohen Temperaturbeständigkeit...

T0M
24.06.2013, 20:38
Internetz (http://www.tecchannel.de/pc_mobile/komponenten/2023671/batterie_test_kaelte_reduziert_batterieleistung_und_laufdauer/)

Globetrotter bewirbt diese hier (https://www.globetrotter.de/shop/energie-elektronik/akkus-batterien/energizer-ultimate-2stk-164064/) mit einer hohen Temperaturbeständigkeit...

Kann ich bestätigen, hatte sie im März in der Hardangervidda mit, auch morgens, nach kalten Nächten, lief das Gerät ohne Probleme und zeigte meiner Meinung realistische Ladewerte an.

Ultraheavy
24.06.2013, 20:46
Lithium Batterien funktionieren bei Minus-Temperaturen erfahrungsgemäß prächtig, also wie spezifiziert.
Lange lagerfägig, was für mich wichtig ist.
Man muß aber keine 3 Teuronen pro Stück bezahlen, das geht deutlich preiswerter;-)

Edith meint: Varta ist enpfehlenswert.

thowi
24.06.2013, 20:48
Schau doch spaßeshalber mal in das Datenblatt von den Energizer Ultimate Lithium:
http://data.energizer.com/PDFs/l91.pdf

Mindestens für 0°C gibts ein Diagramm. Ohne nähere Diagramme ist aber die Betriebstemperatur mit -40°C bis 60°C angegeben. Vielleicht liefert google aber noch detailliertere "Extremtests" bei sehr niedrigen Temperaturen.

Ansonsten kannst du aber nichts besseres als Lithium-batterien kaufen, sofern du dich an Primärzellen halten möchtest.
Ich benutze die Energizer selbst v.a. in Taschenlampen für den Winter. Funktioniert hervorragend für mich.

khyal
25.06.2013, 10:12
Eigene Erfahrung ohne Anspruch auf wissenschaftlichkeit:

je kälter, desto geringer ist der maximale Strom der fließt. Das ist nicht linear, bis irgendwie um 0° kam mir dieser Effekt schwach vor, danach gehts steil bergab. Dann bricht sehr schnell die Spannung ein, wenn hohe Ströme verlangt werden, was die Kapazität scheinbar stark sinken lässt. "Scheinbar" weil sich das erholt, wenn der Akku/die Batterie wieder warm wird.

Batterien sind ohnehin in allen Punkten Akkus unterlegen, von den teuren Lithium Batterien abgesehen, die sind sehr kältetauglich.

Bei NiMH Akkus ist der Effekt nicht so groß wie bei Batterien, bei LSD Akkus (besonders: eneloop) ist er am geringsten. Ab -20° Zellentemperatur läuft nichts mehr, und ich habe den Eindruck, dass das die Grenztemperatur für Schädigung bei Akkus ist.

Im Grossen und Ganzen rictig, der Leisstungseinbruch kommt zustande, da bei niedrigen Temps der Innenwiderstand steigt und da nun mal der Innenwiderstand des Akkus mit dem Widerstand des Geraetes einen Spannungsteiler bildet und dazu noch nach dem ohmschen Gesetz der Strom im selbren Verhaeltnis abnimmt, wie der Widerstand zu nimmt....

Wenn z.B. im normalen Betrieb der Innenwiderstand des Akku 1/3, der Geraetewiderstand 2/3 ist und durch die Kaelte der Innenwiderstand nur mal auf den Doppelten Wert ansteigt ist der Spannungsverlust 25%, die Stromminderung 25% und der Leistungsabfall ca 44 %

Manche Geraete, die einen hohen Anlaufstrom benoetigen, starten dann ueberhaupt nicht mehr, wuerden aber, wenn sie einmal laufen, weiterlaufen, da sie a) im Betrieb weniger Strom benoetigen und b) durch die "Verlustwaerme" eben auch die Akkus etwas aufgeheitzt werden...typisches Beispiel sind Note/Netbooks...z.B. will mein EEPC an kalten Winterabénden ab ca - 15 Grad nicht starten, fuer 15 min in den warmen Schlafsack gesteckt, startet das Teil und laeuft dann auch (ausserhalb des SS) durch...

Bei Eneloop habe ich bei - 15 - 20 Grad geschaetzt ca 10% Leistungsbverlust festgestellt.

maxxle
26.06.2013, 22:14
Bei Eneloop habe ich bei - 15 - 20 Grad geschaetzt ca 10% Leistungsbverlust festgestellt.

Danke für eure Antworten. Das hilft mir schonmal weiter! Das heißt auf jedenfall, dass man im Winter auf seine eneloops aufpassen sollte ;) Hatte mir da _bisher_ eigentlich keine großen Gedanken gemacht.

Und dabei wieder was gelernt - hätte nicht gedacht, dass Hersteller von Batterien so detaillierte Datenblätter im Netz haben :bg:

Zz
28.06.2013, 14:32
Hallo,
ich habe mich vor meiner Wintertour mit einem Spezialisten über das Thema unterhalten. Er riet von Akkus für meine Tour (Winter, Lappland) ab. Bei kalten Temperaturen werden die chemischen Prozesse in den Akkus behindert. Bei sehr tiefen Temperaturen ging nichts mehr mit Eneloops (Digitalkamera, GPS). In warmer Umgebung funktionierte wieder alles gut. Ebenso reichte es meist aus die Kamera am Körper aufzubewahren. Für den Notfall hatte ich Lithiumbatterien dabei. Für eine richtige Wintertour würde ich keine Akkus mehr verwenden.

Becks
28.06.2013, 19:42
Ein paar völlig unspektakuläre und nichtwissenschaftlich mit Diagrammen belegte Aussagen meinerseits:

Meine D7000 macht auch bei -20°C noch nicht schlapp, obwohl ich sie u.a. beim Winterskitreffen dauerhaft aussen ohne zusätzliche Schutzhülle habe herumbaumeln lassen.

Meiner Zebralight ist die Temp. auch egal, denn nach kurzer Zeit wird die eh von alleine warm wenn man sie im höheren Lichtmodus betreibt. Also anwerfen, nach 1-2 Minuten hat sie eh > 0°C und dann ist es Wurst

Meine D80 hatte am Acon auch keine Probleme (trotz -15°C nachts) und überlebte jede Wintertour.

Mein Handy mag Kälte nicht so sehr, da sieht man den Akkustand rapide einbrechen. Beim Iphone von Moritz war der Effekt so dramatisch dass nach grob 1 Stunde bei vielleicht -5°C der Akku als "leer" angezeigt wurde, sich aber wieder in der Hütte rasch erholte.

AlfBerlin
23.11.2014, 01:19
Eneloop-NiMH-Akkus sind nicht kältefest?
Die Eneloop-Datenblätter von Panasonic (http://www.panasonic-eneloop.eu/de/eneloop/technologie/datenblaetter.html) sagen für alle Akku-Typen: "Discharge Condition: 0°C - 50°C".

Also wer seine Eneloops nicht warm hält und dann im Einsatz mit hohem Strom heizt (z.B. Lampe im höchsten Modus), sondern sie kalt (plötzlich) oder bei niedrigem Strom (geringe Selbstheizwirkung) einsetzen will, könnte auf Probleme stoßen.

EDIT: Manche ODSler sagen:
"Eneloop-NiMH-Akkus funktionieren auch bei Kälte."
siehe Antworten

walnut
23.11.2014, 05:53
Hummeln können nicht fliegen: meine Eneloops, egal ob schwarz oder weiß haben bisher problemlos auch bei minus 25-30 ihren Dienst getan, klar mit geringerer Kapazität, aber besser als alles andere was ich bisher mit hatte. Die meisten digitalen Kameras dürfen übrigens laut Hersteller auch nur bis 0 Grad benutzt werden, muß noch wirklich viele Analognutzer, natürlich rein mechanisch ohne Eneloops, unter den Winterknipsern geben:roll:

lorenz7433
23.11.2014, 07:03
Eneloop-NiMH-Akkus sind nicht kältefest?


http://www.panasonic-batteries.com/eu/news/panasonic-launches-eneloop-rechargeable

•Strong against cold temperatures; can even be used at -20°C

spar dir die Panikmache, jeder eneloop Nutzer hat dir schon mehrfach gesagt hat das die dinger bei jeder Temperatur bestens laufen.;-)

meine eneloops haben auch schon bei -25°C ihren dienst getan.


.... sondern sie kalt (plötzlich) oder bei niedrigem Strom (geringe Selbstheizwirkung) einsetzen will, könnte auf Probleme stoßen.

aso und welche Probleme sind das bei deinen eneloops den so?

ich lass meine gefroren meist bei ~0,1a laufen was keine heizwirkung ist und sie immer allerbestens laufen.

Detlef
23.11.2014, 11:35
....meine eneloops haben auch schon bei -25°C ihren dienst getan......

Meine auch noch bei -40,

Ditschi
23.11.2014, 11:53
Solchen extremen Temperaturen habe ich meine Eneloops noch nicht ausgesetzt. Normaler norddeutscher Winterkälte ja.
Sowohl was die Selbstentladung/ Lagerfähikeit als auch den Gebrauch bei Kälte angeht: die Zeiten, daß ein Gerät bei seltenem Gebrauch oder bei Kälte nicht mehr funktioniert, weil der Akku leer ist, sind vorbei. Das Problem kenne ich von früher noch gut. Mit Eneloops habe ich einen solchen Ausfall noch nicht erlebt und daher alles umgerüstet. Ich achte auch beim Kauf drauf, daß ich das Gerät ( Taschenlampe etc.) mit Eneloops betreiben kann.
Ditschi

Martin1978
23.11.2014, 15:10
Ich habe meine eneloops auch schon bei -20 in der stirnlampe ohne dass ich eine extreme Veränderung gespürt habe laufen gehabt. -5 bis -10 ist im Winter nicht unüblich zu den Zeiten an denen ich laufen gehe, ich hatte noch nie das Gefühl dass die eneloops das nicht mitmachen.

An ahlen Räschtshreipfehllern ist das Schmartfon schuld!

AlfBerlin
23.11.2014, 16:18
Danke für Eure Antworten: Ich habe meinen zweifelnden Post mit folgender Zeile ergänzt:

EDIT: Manche ODSler sagen:
"Eneloop-NiMH-Akkus funktionieren auch bei Kälte."

lemon
24.11.2014, 13:00
Danke für Eure Antworten: Ich habe meinen zweifelnden Post mit folgender Zeile ergänzt:

EDIT: ODSler sagen: "Eneloop-NiMH-Akkus funktionieren auch bei Kälte."

Da ich auch ein ODS´ler bin, ändere doch bitte deinen satz um in


Manche ODSler sagen ....

Ich habe mehrere elektrische "Gadgets", darunter auch leistungshungrige Taschenlampen, die unterschiedliche Helligkeitsstufen haben und je nach der Batterieladung, sich entsprechend "anpassen" - oder anders formuliert: Fällt die Spannung ab, reicht es nicht mehr für die aktuelle Leistung und die elektronische Regelung schaltet nach "unten". Bei +7 Grad machen die Eneloops schon schlapp - vor allem wenn sie zuvor nicht "gewärmt" wurden.

Nicht verwechseln: Ich rede hier nicht von einer Stirnlampe, die nur "wenig" Strom frisst, sondern von einer Leistungshungrigen Taschenlampe, die bei MAX in ca. 3 Stunden die Batterieladung 2er Eneloop AA komplett aufbraucht.

Bei -5 Grad ist die "Start-Helligkeit" (bei ausgekühlter Batterie) nur noch bei max. 50% - ein deutlicher Unterschied, wenn man Alkaline AA aus dem Supermarkt zum Vergleich benutzt, die die Temperaturen besser wegstecken.

Wo die Eneloops bei -10 Grad (kälter hatte ich es bisher nicht getestet), sind leistungsschwache Geräte, wie z.B. Krill Lights - da reicht die Leistung aus.

Ich habe mir für "Kälte" Perioden eine Art Alternative gebastelt (bisher nur testweise bei Plusgraden getrestet! Einen 9er Block Batteriehalter, mitsamt einem Step-Down-Wandler von Pollin (5V), wo dann ein USB-Kabel eingesteckt wird und am anderen Ende des USB-Kabels kommt wahlweise eine USB-LED (1W rot oder 3W weiss) drauf. Diese "Box" bleibt im Rucksack und wird da nicht so stark auskühlen!

Fritsche
24.11.2014, 13:18
Lemon, sicher, dass mit deinem Ladegerät alles OK ist?

Ich habe nach der Geburt des Kleinen regelmäßig Joggingtouren mit dem Buggy gemacht. Dieser Winter war bei uns ausnahmsweise "kalt", abends zwischen -5 und -10. Vorne auf dem Buggy hatte ich eine Lampe befestigt, SipikSK68. Laufzeit, außen am Buggy montiert:

eneloop: 1h (ab der 50. Minute dunkel werdend, herausgenommen ab 55-60 Minuten). Ist im Sommer übrigens die gleiche Laufzeit.
Trustfire/AW 14500: weniger als 0,5h (PCB schaltet ab) (dafür aber ordentlich hell) .
Alkaline: Von Beginn an ein paar Minuten Funzellicht bis das Gefunzel nervte und dann herausgenommen.

Übrigens, wenn ich hier "eneloop" schreibe dann meine ich allgemein LSD Akkus. Das Konzept gibts auch von Panasonic, Varta, Aldi (sicherlich auch weitere Anbieter). Ich habe jedoch fast nur eneloop, auch wenn die je 2 Varta und Panasonic die ich habe alle auf einem ungefähren Niveau liegen.

Moltebaer
24.11.2014, 15:48
Irgendwas scheine ich im lappländischen Februar falsch zu machen, meine Eneloops liefern Strom...

Fritsche
24.11.2014, 15:59
Irgendwas scheine ich im lappländischen Februar falsch zu machen, meine Eneloops liefern Strom...der lappländische Februar ist wahrscheinlich zu läppisch :bg:

Kalauer, komm raus, ich weiß, aber der musste jetzt sein

Scrat79
24.11.2014, 16:20
Irgendwas scheine ich im lappländischen Februar falsch zu machen, meine Eneloops liefern Strom...

Willkommen im Club.
Wenn die im Rucksack gelagerten Lampen so kalt sind, dass man sie nicht mehr mit bloßen (weichei) Fingern anfassen will und trotzdem noch gut funktionieren dann macht man wohl was falsch.
Das diese doofen Eneloops auch kein eingebautes Thermometer haben, das ihnen sagt, dass sie nicht mehr funktionieren dürfen. Tss. :grins:

lemon
24.11.2014, 16:24
Habe schon mehrer Ladegeräte (auch teurere) ausprobiert - ohne Verbesserung. Vielleicht liegt das wirklich an der Taschenlampe, das sie so empfindlich auf Spannungseinbrüche reagiert (elektrische Licht-Steuerung).

Nichtdestotrotz sollte man vielleicht mal in Erfahrung bringen, welche Akkus / Taschenlampen /etc. unsere Forscher in der Antarktis benutzen, genauer ob sie Akkus oder Alkaline-Batterien nutzen? Wer erklärt sich bereit, da mal nachzuhaken?

*wegduck*

PS: Hat nicht die "NASA" die Ersten Akkuschrauber im All dabei gehabt? Am Besten fragne wir mal die ESA an ...

Echnathon
24.11.2014, 16:28
Und meine Alkalines sind einfach gestorben.
Im gleichen Lappland im gleichen Februar.

AlfBerlin
25.11.2014, 18:42
Infos aus dem Energizer Nickel Metal Hydride (NiMH) Handbook and Application Manual (http://data.energizer.com/PDFs/nickelmetalhydride_appman.pdf):

NiMH-Akku

Kapazität bei -20°C 20%, bei 0°C 80%. "Operates well at a wide range of temperatures: Charging 0° C to 50° C, Discharging 0° C to 50° C. Use of nickel metal hydride batteries in cold environments may force significant capacity derating from room-temperature values."
Spannung bei 0°C < 1,2V.
"Typical expectancy life is 2 to 5 years."

Vergleich NIMH-Akku mit Lithium-Batterie

[*Rated Voltage: 1.25V vs. 1.5V.
Self Discharge Rate: NiMH retains 50-80% @ 6 months, Lithium retains 80% @ 15 years.
Low Temperature Performance: Lithium better than NiMH.
Discharge Capacity: NiMH will not last as long as primary lithium (single cycle).
Battery Weight: Lithium is lighter.

Fritsche
25.11.2014, 18:44
Alf, du hast immer noch nicht verstanden, dass sich LSD NiMH anders verhalten als NiMH. Und wir reden hier alle von LSD Akkus. Von nicht-LSD Akkus redet man in "High-Performance" Bereich genausowenig wie von Alkalines, weil dies es ganusowenig bringen wie Alkalines.

Wenn Vergleich, dann LSD NiMH mit primär-Lithium. Und nicht NiMH mit primär-Lithium.

AlfBerlin
25.11.2014, 18:47
Wo sind belastbare Daten für LSD NiMH-Akkus? Also Herstellerinfos oder gründliche Tests?

Fritsche
25.11.2014, 18:55
Sind Laufzeitmessungen von Alkaline, NiMH, LSD NiMH und Primär Lithium bei zwei Temperaturen (-22 und +22°C) gegen die Helligkeit einer Tala belastbar genug? Dann hier: http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?241606-AA-battery-tests-incl-freezer-test.

Wobei ich mittlerweile daran zweifle, dass -22°C bei dir als kalt gelten.

Fritsche
25.11.2014, 19:12
Ne kleine Lesehilfe um das Diagramm besser zu verstehen:

der Tester hat die Testlampe mit den Akkus ein paar Stunden gekühlt und dann bei Zimmertemperatur den Test gemacht. Das bedeutet, dass die Lampe und somit der Akku sich innerhalb ein paar Minuten auf Raumtemperatur aufwärmt. Der Witz an dem Diagramm ist somit die blaue Kurve in den ersten wenigen Minuten.

Dort sieht man, dass die beiden LSD Akkus ungefähr auf der gleichen Höhe starten wie bei raumwarmen Akkus. Die non-LSD Akkus starten deutlich tiefer. Die Lithium - auch.

Völlig abnippeln tun die beiden Alkalines.

Nichts anderes sagen wir hier in zwei Threads seit zig Beiträgen.

khyal
25.11.2014, 19:19
Wo sind belastbare Daten für LSD NiMH-Akkus? Also Herstellerinfos oder gründliche Tests?

Die hast Du doch jetzt ohne Ende gelesen, Praxiserfahrungen draussen im Winter sind doch imho deutlich mehr wert als irgendein Herstzeller-Blabla oder Labortest, deine Touren machst Du doch auch nicht um den Wohnzimmertisch oder im Labor :bg:

AlfBerlin
25.11.2014, 20:10
Danke für den Test.

Die Lampen sind ja im Test von -22°C auf höhere Temperaturen aufgewärmt worden. Die NiMH-Akkus haben sich dabei gut geschlagen. Aber es würde mich schon interessieren, ob die Ausdauer bei konstanter Kühlung ebenso gut ist. Man hätte ja die Taschenlampen während des Tests in Kühlakkus packen können. Außerdem wäre interessant, wie es bei geringeren Strömen aussieht. Am meisten verwende ich meine Stirnleuchten im Camp zwischen 1 und 10 Lumen und über der Mütze, also bei nahezu Außentemperatur.

AlfBerlin
25.11.2014, 20:42
Muss ich denn alles selber machen?

Hier (http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?296372-Cold-weather-AA-NiMH-performance&p=3557366&viewfull=1#post3557366) hat jemand 2 gleiche Eneloop-NiMH-Akkus einmal bei Zimmertemperatur und einmal im Gefrierfach bei 5°F = -15°C mit 1A entladen und 85% der Kapazität gefunden. Die restlichen 15% konnte er dann noch bei Zimmertemperatur entladen.

:kapituliere: