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Die Akku-Kapazität
INDEX:
Handy-Akku Original Nokia (860mAh)
Handy-Akku MaxPower (1700mAh)
Akku-Pack Kyosho (3000mAh)
Akku-Pack Team Orion (1600mAh)
Uniross Mignon (2700mAh)
Uniross Mignon (2300mAh)
GP ReCyko+ (2100mAh)
Varta Ready2Use (2100mAh)
ActivEnergy 9V Block (200mAh)
Strength 9V Block (270mAh)
Uniross Hybrio 9V Block (200mAh)
Sanyo eneloop Mignon (2000mAh)
Sanyo eneloop Micro (800mAh)
Handy-Akku Nokia (1200mAh)
Handy-Akku PolarCell (1300mAh)
ActivEnergy Ready-to-use (2300mAh)
Hier werden verschiedene Akkus auf Ihre echte Kapazität (mAh) geprüft. Leider sind viele billige Akkus stark "überlabeled", d.h. ihre angegebene Kapazität ist teilweise sehr viel höher, als ihre tatsächliche. Diese will ich entlarven und etwas Licht ins Dunkel bringen.Handy-Akku Original Nokia (860mAh)
Handy-Akku MaxPower (1700mAh)
Akku-Pack Kyosho (3000mAh)
Akku-Pack Team Orion (1600mAh)
Uniross Mignon (2700mAh)
Uniross Mignon (2300mAh)
GP ReCyko+ (2100mAh)
Varta Ready2Use (2100mAh)
ActivEnergy 9V Block (200mAh)
Strength 9V Block (270mAh)
Uniross Hybrio 9V Block (200mAh)
Sanyo eneloop Mignon (2000mAh)
Sanyo eneloop Micro (800mAh)
Handy-Akku Nokia (1200mAh)
Handy-Akku PolarCell (1300mAh)
ActivEnergy Ready-to-use (2300mAh)
Hier auch ein kurzer aber informativer Artikel darüber aus "GuterRat": Was taugt die neue Akku Generation?
Die Akku Kapazität!
Sicher bin ich nicht der Erste, der sich fragt, ob auch wirklich das in einem Akku steckt, was draufsteht. Ich habe schon so viele verschiedene Akkus getestet und war sehr oft enttäuscht über das, was sie nicht leisteten. Viel versprechende Labels wie "2500mAh" oder mehr und dann? Verreckten sie schneller als vermeintlich kleinere!Hauptsächlich ging es dabei um Akkus für meine Digicam oder das Handy. Gerade bei Handies findet man im Internet zu Hauf enorm günstige Akkus, die ein Doppeltes an Kapazität versprechen und doch nicht doppelt so lange halten.
Ich wollte diesmal Fakten haben! Wieviel passt wirklich in einen Akku, der 1700mAh verspricht? Dazu erst eine kurze Erklärung, was Kapazität eigentlich ist:
Stellt euch vor, ihr schließt einen Akku in einer Vorrichtung an, wo er immer genau 1A (Ampere) fließen läßt. Und angenommen, er schafft das genau eine Stunde lang, und ist danach leer. Dann hat er die Kapazität: 1 Ah ("Eine Ampere-Stunde"), weil er eine Stunde lang 1A abgeben konnte. Viele sagen fälschlicherweise "Ein Ampere pro Stunde", was totaler Unsinn ist, denn Ampere ist bereits eine Einheit, die "pro Zeit" beinhaltet. Er fließen zu jedem Zeitpunkt 1A. Das wäre ungefähr so, als würde man sagen: Der Stein wiegt 5 kg pro Stunde. Nein, er wiegt die ganze Zeit 5 kg und nicht erst nach jeder Stunde. Ein anderes Beispiel: Strecke (Kapazität) und Geschwindigkeit (Strom): Wenn etwas 200km/h schnell ist, weiß ich ja deswegen noch lange nicht, wie weit es kommt oder? Also "pro Stunde" ist hier sinnlos.
Nachdem wir das also geklärt haben, stellt sich die Frage: Wann gilt ein Akku, eine Batterie als leer? Und da müssen einfach Definitionen her, denn während ein Akku seinen Strom verbraucht, sinkt seine Spannung, aber erst bei 0V würde er 0A, also keinen Strom mehr abgeben. Der Zeipunkt, wo er sein Gerät nicht mehr ausreichend versorgen kann, ist aber wesentlich früher!
Man könnte viel eher sagen, leer ist ein Akku dann, wenn seine Spannung außergewöhlich schnell abfällt. Das bedeutet, er kann die vom Gerät benötigte Spannung nicht halten und das Gerät funktioniert nicht mehr richtig. Bei einer 1,2V Akku-Zelle geht man hier von 0.9V Entladespannung aus.
Nehmen wir als Beispiel einen Li-Ion Akku, wie er in den meisten Handies heutzutage üblich ist. Seine Nennspannung beträgt 3.7V. Als leer gilt er, wenn seine Spannung auf unter 3.0V absinkt. Auch das Verfahren, bei dem dies geschieht, ist recht genau definiert:
Man entnimmt dem Akku einen Strom, der einem fünftel seines Kapazitätsstroms entspricht. Bedeutet: Hat eine Akku eine Nennkapazität von 1000 mAh, so beträgt sein Kapazitätsstrom (CA - Capacity Amperes) 1000mA. Man entlädt ihn mit 0,2 CA, also 200mA.
Stimmt die Kapazitätsangabe zu 100%, hat er so in 5 Stunden seine 3.0V erreicht.
Ich machte den Versuch:
Mein erstes Testobjekt: Der originale Handy-Akku mit 860 mAh, von denen ich ausgehe, das sie korrekt sind.
Meine Messung ergab etwa 800 mAh, was doch gar nicht so schlecht ist, für einen solch semi-professionellen Versuchsablauf ;)
Ich konnte also davon ausgehen, daß meine Messmethode ausreichend genau ist.
Die Methode 1:
Da ich nicht die geeigneten Mittel habe, um den Strom konstant zu halten, entwickelte ich eine in etwa gleichwertige Messmethode:Ich errechnete den Widerstand, bei dem 0.2 CA (172 mA) bei 3.7V fließen würden: 21.5 Ω (s. Ohm'sches Gesetz)
Über diesen Widerstand schloss ich also die Kontakte des Akkus und kontrollierte permanent die Spannung des Akkus, die ich alle 15 Minuten lang dokumentierte.
Mit der durchschnittlichen Spannung über jeden Zeitraum und dem Widerstand errechnete ich den jeweiligen Strom. Jetzt brauchte ich nur den Strom mit der Zeitdauer zu multiplizieren und am Schluss zu addieren und hatte die Kapazität.
| C = | 860 | mAh | (Nenn-Kapazität des Akkus) |
| Ie = | 172 | mA | (0,2 CA, 1/5 des Kapazitäts-Stroms C / 1h) |
| R = | 22,60 | Ω | (Verfügbarer, konstanter Widerstand) |
| U0 ≈ | 4,20 | V | (Ladevorgang-Endspannung) |
| Ue = | 3,00 | V | (Entladespannung) |
| Δt = | (Zeit seit Startzeitpunkt der Messung) |
| Δt (min) | U (V) | I (mA) | ØI (mA) | C (mAh) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 4,09 | 180,97 | ||
| 15 | 4,03 | 178,32 | 179,65 | 44,91 |
| 30 | 3,98 | 176,11 | 177,21 | 44,30 |
| 45 | 3,94 | 174,34 | 175,22 | 43,81 |
| 60 | 3,90 | 172,57 | 173,45 | 43,36 |
| 75 | 3,86 | 170,80 | 171,68 | 42,92 |
| 90 | 3,82 | 169,03 | 169,91 | 42,48 |
| 105 | 3,79 | 167,70 | 168,36 | 42,09 |
| 120 | 3,76 | 166,37 | 167,04 | 41,76 |
| 135 | 3,74 | 165,49 | 165,93 | 41,48 |
| 150 | 3,73 | 165,04 | 165,27 | 41,32 |
| 165 | 3,71 | 164,16 | 164,60 | 41,15 |
| 180 | 3,70 | 163,72 | 163,94 | 40,98 |
| 195 | 3,69 | 163,27 | 163,50 | 40,87 |
| 210 | 3,68 | 162,83 | 163,05 | 40,76 |
| 225 | 3,66 | 161,95 | 162,39 | 40,60 |
| 240 | 3,62 | 160,18 | 161,06 | 40,27 |
| 255 | 3,61 | 159,73 | 159,96 | 39,99 |
| 270 | 3,54 | 156,64 | 158,19 | 39,55 |
| 285 | 3,16 | 139,82 | 148,23 | 37,06 |
| 287,5 | 3,00 | 132,74 | 136,28 | 5,68 |
Die Methode 2:
Auch ich mache Fortschritte, und so habe ich meine Methode etwas verbessert. Das Beste daran ist, dass ich die Messung unbeobachtet durchführen kann, durch mein schönes, neues Multimeter VA18B, das USB Schnittstelle + Software für den PC bietet!Jetzt kann ich minütlich Werte in eine Tabelle speichern lassen und muss diese später nur in Excel importieren. Der Graph ist dann nur noch Formsache. Das ist mehr als praktisch, denn so eine Messung dauerte schon immer so ihre 3-5 Stunden, bei denen ich anwesend sein musste!
Auch messe ich jetzt nicht mehr die Spannung und errechne den Strom, sondern messe den Strom, und errechne die Spannung, die jetzt nur noch dazu benutzt wird, das Ende der Messung zu bestimmen (Entladespannung). Der Strom ist so aber genauer (weil nicht errechnet, sondern gemessen) und führt zu einem besseren Ergebnis! Zur Bestimmung des Endes reicht die Errechnung der Spannung allemal aus.
Ich errechne immernoch den durchschnittlichen Strom aus der aktuellen und der Vorgänger-Zeile und multipliziere diesen mit der Zeit in Stunden (hier jetzt 1/60).
Die Spalte C(mAh) listet jetzt die kumulierte Kapazität bis zu der aktuellen Zeile auf.
| C0 = | 3000 | mAh | (Nenn-Kapazität des Akkus) |
| Ie = | 600 | mA | (0,2 CA, 1/5 des Kapazitäts-Stroms C / 1h) |
| R0 = | 14 | Ω | (errechneter erforderlicher Widerstand) |
| R = | 17,6 | Ω | (verfügbarer, konstanter Widerstand) |
| U0 = | 7,20 | V | (Nennspannung) |
| Ue = | 5,40 | V | (Entladespannung) |
| Δt = | (Zeit seit Startzeitpunkt der Messung) |
| Δt (min) | I (mA) | U (V) | ØI (mA) | C (mAh) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 480,00 | 8,45 | ||
| 1 | 479,00 | 8,43 | 479,50 | 7,99 |
| 2 | 477,00 | 8,40 | 478,00 | 15,96 |
| 3 | 476,00 | 8,38 | 476,50 | 23,90 |
| 4 | 474,00 | 8,34 | 475,00 | 31,82 |
| 5 | 473,00 | 8,32 | 473,50 | 39,71 |
| ... | ... | ... | ... | ... |
| 382 | 261,00 | 4,59 | 289,50 | 2738,68 |
Die Akku-Test-Station:
Um noch etwas mehr Komfort und weniger Unordnung zu haben, habe ich mir diese praktische Akku-Teststation gebastelt. Sie bietet Platz für die gängigsten Akkus und links einen universellen Plus Minus Anschluss für exotische, auf die ich mich nicht vorbereiten kann. Widerstand und Poti, die ich zum Einstellen des jeweiligen Widerstandes brauche, sind hier untergebracht und natürlich der Anschluss für das Multimeter, das mit meinem Laptop mit der Aufzeichnungs-Software verbunden ist.