LiPo-Akkus haben sich zu einer der beliebtesten Stromquellen für moderne elektronische Geräte entwickelt. Wenn man sich jedoch einen LiPo-Akku ansieht, stößt man auf Begriffe wie 3S, 11,1 V, 2200 mAh oder 50C. Haben Sie sich schon einmal gefragt, was diese Begriffe bedeuten? Es handelt sich dabei im Grunde um die technischen Daten eines LiPo-Akkus. Diese Angaben beschreiben die Leistung, Sicherheit und Lebensdauer des Akkus. Wenn diese Begriffe für Sie jedoch neu sind, wirken sie vielleicht etwas technisch. Aber keine Sorge! In diesem Leitfaden werde ich die Grundlagen der technischen Daten von LiPo-Akkus und deren Bedeutung erläutern. Also legen wir los.
Was sind die technischen Daten von LiPo-Akkus und warum sind sie wichtig?
Die technischen Daten eines LiPo-Akkus beschreiben dessen Eigenschaften und Leistungsmerkmale. Sie erläutern, wie ein LiPo-Akku funktioniert und wozu er geeignet ist bzw. wozu nicht, und sind auf dem Etikett des Akkus aufgedruckt oder in der Produktbeschreibung aufgeführt. Zu diesen technischen Daten gehören Angaben wie Spannung, Kapazität, Zellanzahl, C-Rate und Lade-Grenzwerte.
Einfach ausgedrückt dienen diese Spezifikationen als Orientierungshilfe zum Verständnis eines LiPo-Akkus. Sie geben Aufschluss darüber, wie viel Energie der Akku speichern und wie viel Leistung er sicher abgeben kann. Gleichzeitig geben sie Auskunft darüber, wie lange er läuft und wie er aufgeladen werden muss. Es gibt viele Gründe, warum es entscheidend ist, diese Spezifikationen zu verstehen.
Wie Sie wissen, ist jeder LiPo-Akku anders. Die Verwendung einer falschen Spannung, Kapazität oder Entladerate kann zu einer schlechten Leistung führen. Ein falscher Akku kann zudem Ihr Gerät beschädigen. Sobald Sie jedoch die technischen Daten kennen, müssen Sie nicht mehr raten, ob der LiPo-Akku für Ihr Gerät geeignet ist. Stattdessen können Sie diese technischen Daten ablesen und sich schnell einen Überblick über die Leistungsfähigkeit des Akkus verschaffen.
Anschließend können Sie das Modell auswählen, das den Anforderungen Ihres Geräts am besten entspricht. Darüber hinaus ist es wichtig, diese Aspekte zu verstehen, um die Sicherheit zu gewährleisten. Grundsätzlich sind LiPo-Akkus sehr leistungsstark. Schon ein kleiner Fehler bei der Handhabung kann zu Explosionen und schweren Verletzungen führen. Diese Spezifikationen verringern jedoch das Risiko einer Überhitzung oder Überladung. Beide Faktoren haben einen großen Einfluss auf die Sicherheit des Akkus.
Die wichtigsten technischen Daten zu LiPo-Akkus, die Sie kennen sollten
Nun haben Sie einen grundlegenden Überblick über die technischen Daten von LiPo-Akkus und deren Bedeutung. Richtig? Als Nächstes sollten Sie beachten, dass jeder Akku unterschiedliche technische Daten aufweist. Daher müssen Sie deren genaue Bedeutung kennen und wissen, wie man sie interpretiert. Für Anfänger kann das zunächst etwas überwältigend sein. Deshalb werde ich hier die wichtigsten technischen Daten von LiPo-Akkus erläutern, die Sie kennen sollten.
1. Spannung (V)
Die erste sehr wichtige Angabe, auf die Sie stoßen werden, ist die Spannung des LiPo-Akkus. Sie gibt an, wie viel elektrische Leistung der Akku einem Gerät liefern kann. Sie wird in Volt (V) gemessen und oft als elektrische Spannung des Akkus bezeichnet. Jeder LiPo-Akku hat eine Nennspannung, die seiner normalen Betriebsspannung entspricht. Eine einzelne LiPo-Zelle hat eine Nennspannung von 3,7 V. Bei LiPo-Akkus sind jedoch viele Zellen in Reihe geschaltet.
Deshalb steigt die Gesamtspannung mit der Anzahl der Zellen. Ein 2S-LiPo-Akku hat beispielsweise eine Nennspannung von 7,4 V (3,7 + 3,7). Ebenso hat ein 3S-Akku 11,1 V. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass sich die Akkuspannung während des Gebrauchs verändert. Eine vollgeladene LiPo-Zelle erreicht etwa 4,2 V. Mit fortschreitender Nutzung des Akkus sinkt die Spannung jedoch allmählich. Um den Akku zu schützen, sollten Sie ihn daher niemals unter seine Mindestspannung entladen.
2. Zellzahl (S-Bewertung)
Die Zellanzahl, auch als „S-Wert“ bezeichnet, gibt an, wie viele einzelne LiPo-Zellen im Akku miteinander verbunden sind. Der Buchstabe „S“ steht für „Serie“, was bedeutet, dass die Zellen hintereinander geschaltet sind. Hat ein Akku einen 6S-Wert, bedeutet dies, dass er 6 in Reihe geschaltete Zellen enthält. Der S-Wert steht in engem Zusammenhang mit der Spannung.
Da jedes Batteriezelle hat eine Nennspannung von 3,7 V; durch Hinzufügen weiterer Zellen erhöht sich die Gesamtspannung. Ein Akku mit mehr Zellen hat somit eine höhere Spannung. Deshalb sollten Sie vor dem Kauf eines LiPo-Akkus zunächst die Spannungsanforderungen Ihres Geräts kennen. Anschließend können Sie den Akku mit der entsprechenden Zellanzahl auswählen.
3. Akkukapazität (mAh)
Die Akkukapazität gibt an, wie viel elektrische Energie ein LiPo-Akku speichern kann. Sie zeigt, wie lange ein Akku Strom liefern kann, bevor er wieder aufgeladen werden muss. Die Akkukapazität wird in der Regel in Milliampere-Stunden (mAh) gemessen. Ein Akku mit einer höheren mAh-Angabe versorgt ein Gerät in der Regel länger mit Strom und umgekehrt. Wenn Sie beispielsweise einen LiPo-Akku mit 3000 mAh kaufen, speichert dieser mehr Energie als ein Akku mit 1000 mAh. Wenn Sie beide Akkus im selben Gerät verwenden, hält der 3000-mAh-Akku länger.
Schnelles Highlight: Viele verwechseln die Akkukapazität mit der Akkuleistung. Man sollte jedoch bedenken, dass es sich dabei um zwei völlig unterschiedliche Dinge handelt. Bei der Akkukapazität geht es lediglich darum, wie viel Energie der Akku speichern kann. Ein höherer mAh-Wert bedeutet nicht, dass der Akku leistungsstärker oder schneller ist. Die tatsächliche Leistung hängt in hohem Maße von der Nennspannung ab.
4 – C-Bewertung (Entladungsrate)
Wie schnell ein LiPo-Akku seine gespeicherte Energie sicher an ein Gerät abgeben kann, wird durch den C-Wert oder die Entladerate angegeben. Dabei handelt es sich um die maximale Energiemenge, die ein Akku abgeben kann, ohne beschädigt zu werden. Hat ein Akku einen höheren C-Wert, bedeutet dies, dass er in kürzerer Zeit mehr Leistung liefert.
Eine niedrigere C-Rate eignet sich jedoch nur für Geräte, die nicht auf einmal viel Strom benötigen. Beachten Sie jedoch, dass die C-Rate allein nicht ausreicht, um einen LiPo-Akku auszuwählen. Es kommt auch stark auf die Akkukapazität an. Ein Akku mit hoher Kapazität und einer hohen C-Rate kann nur dann den maximalen Strom liefern.
5 – Energie (Wh)
Ein weiteres Merkmal von LiPo-Akkus ist ihre Energiekapazität, die in Wattstunden (Wh) gemessen wird. Im Grunde gibt dieser Wert die Gesamtmenge an Energie an, die in einem LiPo-Akku gespeichert ist. Der Wh-Wert hängt von zwei Faktoren ab: der Spannung (V) und der Akkukapazität (mAh). Steigt entweder die Spannung oder die Kapazität, erhöht sich auch die im Akku gespeicherte Gesamtenergie.
Angenommen, es gibt zwei LiPo-Akkus mit einer Kapazität von jeweils 2200 mAh. Wenn nun einer davon eine höhere Spannung aufweist, hat er auch eine höhere Wh-Leistung. Das bedeutet, dass beide Akkus die gleiche Ladungsmenge speichern, derjenige mit der höheren Spannung jedoch mehr Gesamtenergie enthält.
6. Ladestrom (Ladestrom-Nennwert)
Nun gibt es bei LiPo-Akkus eine Ladegeschwindigkeit, die angibt, wie schnell sie aufgeladen werden können. Für jeden LiPo-Akku gibt es eine vom Hersteller festgelegte empfohlene Ladegeschwindigkeit. Wird der Akku über diesen Grenzwert hinaus geladen, kann dies zu dauerhaften Schäden führen. Die meisten LiPo-Akkus sind für eine Ladegeschwindigkeit von 1C ausgelegt.
Das bedeutet, dass der Akku mit einer Ladestromstärke geladen werden sollte, die seiner Kapazität entspricht. Mittlerweile gibt es einige moderne LiPo-Akkus, die Ladestromstärken von 2C und 3C unterstützen. Diese Ladestromstärken ermöglichen ein schnelleres Aufladen. Sie sollten eine höhere Ladestromstärke jedoch nur dann verwenden, wenn der Hersteller ausdrücklich angibt, dass der Akku dies unterstützt.
7 – Maximale Ladespannung
Die maximale Ladespannung ist die höchste Spannung, die ein LiPo-Akku während des Ladevorgangs sicher erreichen kann. Diese Ladespannung ist direkt proportional zur Anzahl der Zellen (Zellanzahl). Bei einem Standard-LiPo-Akku beträgt die maximale Ladespannung 4,2 V pro Zelle. Je höher die Zellanzahl, desto höher ist die maximale Ladespannung.
Zum Beispiel ein 1S Lithium-Polymer Batterie kann auf 4,2 V aufgeladen werden, ein 2S-Akku auf 8,4 V und ein 3S-Akku auf 12,6 V. Wird der Akku jedoch über seine maximale Ladegrenze hinaus aufgeladen, kann er anschwellen und platzen. Um dies zu verhindern, Maßgefertigte Lithium-Ionen-Akkus sind nun mit LiPo-kompatiblen Ausgleichsladegeräten ausgestattet. Diese sorgen dafür, dass der Ladevorgang automatisch beendet wird, sobald der Akku seine sichere Höchstspannung erreicht hat.
8 – Minimale Sicherheitsspannung
Die minimale Sicherheitsspannung ist die niedrigste Spannung, die ein LiPo-Akku während des Betriebs erreichen darf. Sie gibt an, in welchem Umfang Sie den Akku nutzen können. Während des Betriebs eines LiPo-Akkus sinkt dessen Spannung langsam ab. Das ist normal. Sie sollten den Akku jedoch aus dem Betrieb nehmen, bevor die Spannung zu stark abfällt.
Bei LiPo-Akkus liegt dieser Wert in der Regel bei etwa 3,0 V pro Zelle. Wenn die Akkuspannung unter diesen Wert fällt, kann der Akku beschädigt werden. Das bedeutet, dass diese sichere Mindestspannung auch von der Anzahl der Zellen abhängt. Ein 1S-LiPo-Akku sollte nicht unter 3,0 V entladen werden. Ebenso sollte ein 3S-Akku nicht unter 9,0 V (3,0 V × 3 Zellen) fallen.
9 – Innenwiderstand (IR)
Der Innenwiderstand (IR) ist der geringe Widerstand, der von Natur aus in jedem LiPo-Akku vorhanden ist. Mit anderen Worten: Es handelt sich um den inneren Widerstand des Akkus gegen den Stromfluss. Achten Sie beim Kauf eines LiPo-Akkus darauf, dass dieser einen niedrigen Innenwiderstand aufweist. Warum? Weil ein LiPo-Akku mit niedrigem Innenwiderstand die Energie leichter abgibt und den Stromfluss nicht behindert.
Ein hoher Widerstand behindert jedoch den Stromfluss. Die Batterie muss nun mehr leisten, um die gleiche Energiemenge bereitzustellen. Dies führt letztendlich zu einer Überhitzung, und die Leistung der Batterie lässt nach. Mit zunehmendem Alter der Batterie steigt ihr Innenwiderstand naturgemäß an. Deshalb sollten Sie den Widerstand überprüfen und die Batterie im Laufe der Zeit austauschen, wenn der Widerstand zu hoch wird.
10. Abmessungen und Gewicht des Akkus
Zuletzt finden Sie auf dem Typenschild die Abmessungen des LiPo-Akkus, d. h. seine physische Größe und sein Gewicht. Die Abmessungen umfassen in der Regel die Länge, Breite und Höhe des Akkus. Das Gewicht wird jedoch in Gramm (g) angegeben. Diese Angaben haben direkten Einfluss darauf, wie der Akku in ein Gerät passt.
Wenn ein Akku zu groß und zu schwer ist, passt er nicht in ein Smart-Gerät. Bei manchen Anwendungen, wie beispielsweise Drohnen, kann ein etwas höheres Gewicht die Leistung beeinträchtigen. Deshalb sollten Sie vor dem Kauf eines Akkus für ein Gerät stets die vom Hersteller empfohlenen Abmessungen und das Gewicht überprüfen.
Wie sich die technischen Daten von LiPo-Akkus auf die Leistung auswirken
Die technischen Daten des LiPo-Akkus wirken sich direkt auf die Leistung Ihres Geräts aus. Wenn Sie einen Akku mit den richtigen technischen Daten wählen, läuft Ihr Gerät reibungsloser und effizienter. Technische Daten, die nicht den Anforderungen Ihres Geräts entsprechen, führen jedoch letztendlich zu einer schlechten Leistung.
Wie ich oben bereits erwähnt habe, hat jede Spezifikation ihre eigene Funktion. Die Spannung sorgt beispielsweise dafür, dass das Gerät die für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderliche Energie erhält. Die Akkukapazität (mAh) bestimmt, wie lange der Akku hält, bevor er wieder aufgeladen werden muss. Die C-Rate gibt an, wie schnell der Akku Strom abgeben kann. Wenn eine dieser Spezifikationen nicht erfüllt ist, wird der Akku nicht die erwartete Leistung erbringen.
Schließlich spielen auch die richtigen Spezifikationen von LiPo-Akkus eine entscheidende Rolle bei der Wärmeentwicklung und der Lebensdauer des Akkus. Angenommen, Sie wählen die falsche Ladegeschwindigkeit. Dann lädt sich der Akku entweder zu schnell oder zu langsam auf. Beide Zustände können zu Wärmeentwicklung im Akku führen. Wärme belastet den Akku direkt und verkürzt seine Lebensdauer. Die richtigen Spezifikationen helfen Ihnen jedoch, all diese Probleme zu vermeiden und den für Ihr Gerät perfekten Akku auszuwählen.
Schlussfolgerung
LiPo-Akkus sind aus vielen modernen Geräten nicht mehr wegzudenken. Wenn man sie jedoch kaufen möchte, stößt man auf den Etiketten oft auf technische Begriffe. Diese Begriffe werden als technische Daten bezeichnet und wirken sich direkt auf die Leistung der Akkus aus. Im Grunde genommen geben sie Aufschluss darüber, wie der Akku konstruiert ist. Sie beziehen sich auf die Mindest- und Höchstspannung. Dazu gehören auch die Anzahl der Zellen, die Energiekapazität, der Innenwiderstand und die Abmessungen. Sobald Sie diese technischen Daten kennen, können Sie den richtigen Akku für die Anforderungen Ihres Geräts auswählen.