Wie hoch ist die Spannung eines LiPo-Akkus? Das ist die erste Frage, die einem in den Sinn kommt, wenn man Zahlen wie 3,7 V, 7,4 V, 11,1 V oder 22,2 V auf den Etiketten von LiPo-Akkus sieht. Tatsächlich haben sich LiPo-Akkus zur zuverlässigsten Energiequelle für viele moderne Geräte entwickelt. Diese Akkus sind leicht, wiederaufladbar und liefern eine hohe Leistung.
Man findet sie in Drohnen, ferngesteuerten Autos, ferngesteuerten Flugzeugen, Robotern und tragbaren Elektronikgeräten. Für Anfänger ist die Spannung jedoch oft ein verwirrendes Thema, da sie mit den Batteriezellen zusammenhängt. In Wirklichkeit ist es aber viel einfacher, die Spannung von LiPo-Akkus zu verstehen, sobald man die Grundlagen begriffen hat. Um es Ihnen zu erleichtern, werde ich in diesem Leitfaden die Spannung von LiPo-Akkus und deren Messung erläutern. Also legen wir los.
Wie hoch ist die Spannung eines LiPo-Akkus?
Die Spannung eines LiPo-Akkus gibt an, wie viel elektrische Energie er einem Gerät liefern kann. Sie gibt an, wie stark der Akku den Strom durch einen Stromkreis leitet. Jeder LiPo-Akku hat eine bestimmte Spannung, die von der Anzahl der darin enthaltenen Zellen abhängt. Eine einzelne LiPo-Zelle hat eine Nennspannung von 3,7 Volt.
Im Grunde genommen ist die Gesamtspannung des LiPo-Akkus also die Summe der Spannungen aller Zellen. Je höher die Anzahl der Zellen, desto höher ist die Gesamtspannung des LiPo-Akkus. Beispielsweise hat ein 2-Zellen-LiPo-Akku (2S) eine Nennspannung von 7,4 V (3,7 V + 3,7 V). Ein 3-Zellen-Akku (3S) hat hingegen 11,1 V (3,7 V * 3). Aus diesem Grund sind LiPo-Akkus für verschiedene Geräte in unterschiedlichen Nennspannungen erhältlich.
Die Kenntnis der Spannung eines LiPo-Akkus ist entscheidend, da jedes Gerät für den Betrieb innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs ausgelegt ist. Wenn Sie die Grundlagen der Spannung kennen, können Sie den LiPo-Akku auswählen, der den Anforderungen Ihres Geräts entspricht. Denken Sie daran: Wenn Sie einen Akku mit zu niedriger Spannung wählen, wird er nicht die gewünschte Leistung erbringen. Ist die Spannung hingegen zu hoch, kann dies die Elektronik beschädigen oder deren Lebensdauer verkürzen.
Nennspannung im Vergleich zur Volladungsspannung eines LiPo-Akkus
Die Nennspannung eines LiPo-Akkus entspricht seiner normalen Betriebsspannung während des größten Teils seiner Nutzungsdauer. Die Vollspannung hingegen ist die höchste Spannung, die der Akku nach vollständiger Aufladung erreicht. Bei einem LiPo-Akku unterscheiden sich diese beiden Spannungen voneinander, da sich die Akkuspannung beim Laden und Entladen verändert.
Beispielsweise hat eine LiPo-Zelle eine Nennspannung von 3,7 V. Ist sie jedoch vollständig geladen, beträgt diese Spannung 4,2 V. Nehmen wir nun an, Sie haben einen 3-Zellen-Akku (3S) Lithium-Polymer-Akku. Die Nennspannung beträgt 11,1 V. Gleichzeitig liegt die Spannung im vollgeladenen Zustand bei 12,6 V. Das bedeutet nicht, dass die Batterie defekt ist. Es bedeutet lediglich, dass die Batterie nach dem Laden mit einer höheren Spannung startet und diese im Laufe des Gebrauchs langsam auf ihre normale Betriebsspannung absinkt.
Beeinflusst die Spannung die Leistung von LiPo-Akkus? Wenn ja, inwiefern?
Die Spannung eines LiPo-Akkus spielt eine entscheidende Rolle für die Gesamtleistung des Geräts. Zum einen beeinflusst sie, wie viel Leistung der Akku liefern kann und wie effizient das Gerät arbeitet. Wenn ein Akku die für das Gerät richtige Spannung aufweist, läuft dieses reibungslos. Zu hohe oder zu niedrige Spannungen beeinträchtigen jedoch die Leistungsfähigkeit des Geräts.
Zweitens wirkt sich die Spannung direkt auf die Geschwindigkeit und Leistung batteriebetriebener Geräte aus. Man sieht zum Beispiel Drohnen, ferngesteuerte Autos und ferngesteuerte Flugzeuge; diese werden mit LiPo-Akkus betrieben. Hier sorgt ein LiPo-Akku mit höherer Spannung dafür, dass sich der Motor schneller dreht und mehr Leistung erzeugt. Dies verbessert die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Gesamtleistung. Die Verwendung einer höheren Spannung ist jedoch nur dann sicher, wenn der Motor dafür ausgelegt ist. Andernfalls verkürzt die zusätzliche Spannung die Lebensdauer des Geräts.
Schnelles Highlight: Viele Anfänger glauben, dass eine höhere Spannung eine längere Lebensdauer von LiPo-Akkus bedeutet. Das ist jedoch ein Irrtum. Die Lebensdauer eines LiPo-Akkus hängt hauptsächlich von seiner Kapazität (mAh) ab. Die Spannung beeinflusst lediglich, wie viel Leistung der Akku liefert. Deshalb sollten Sie für optimale Ergebnisse immer die Spannung wählen, die den Anforderungen Ihres Geräts entspricht.
Wie misst man die Spannung eines LiPo-Akkus richtig?
Wenn Sie einen LiPo-Akku kaufen, dürfen Sie ihn nicht einfach sich selbst überlassen. Stattdessen ist es wichtig, die Spannung eines LiPo-Akkus im Laufe der Zeit regelmäßig zu überprüfen. Warum? Weil Sie so den aktuellen Zustand des Akkus erkennen können. Durch die Messung der Spannung können Sie feststellen, ob der Akku voll geladen, teilweise entladen oder wieder aufzuladen ist. Hier sind einige Methoden, mit denen Sie die genaue Spannung Ihres LiPo-Akkus überprüfen können.
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Verwendung eines Digitalmultimeters
Ein Digitalmultimeter ist eines der gängigsten und benutzerfreundlichsten Geräte zur Spannungsmessung. Es verfügt über eine rote und eine schwarze Messspitze sowie ein Display. Um es zu verwenden, stellen Sie das Multimeter auf den Gleichspannungsmodus ein. Schließen Sie anschließend die rote Messspitze an den Pluspol der Batterie und die schwarze Messspitze an den Minuspol an. Auf dem Display wird dann der Spannungswert der Batterie angezeigt. Das Multimeter zeigt jedoch nur die Gesamtspannung des LiPo-Akkus an, nicht die Spannung der einzelnen Zellen.
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Verwendung eines LiPo-Akku-Testgeräts
Ein LiPo-Batterietester ist ein kleines Gerät, das speziell für LiPo-Akkus entwickelt wurde. Man muss es direkt an den Ausgleichsanschluss des Akkus anschließen, woraufhin es sofort die Spannung anzeigt. Im Gegensatz zu einem einfachen Multimeter zeigt ein LiPo-Tester sowohl die Gesamtspannung des Akkus als auch die Spannung jeder einzelnen Zelle an. Das ist sehr nützlich, denn wenn eine Batteriezelle eine deutlich niedrigere Spannung als die anderen aufweist, kann Ihnen das Prüfgerät helfen, das Problem frühzeitig zu erkennen.
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Verwendung eines intelligenten Ladegeräts
Die letzte Methode zur Messung der Spannung eines LiPo-Akkus ist die Verwendung eines intelligenten Ladegeräts. Diese Ladegeräte bieten zwei Vorteile. Erstens messen sie die Spannung mit höherer Genauigkeit. Gleichzeitig überwachen sie den Akku in Echtzeit. Sobald ein Akku angeschlossen ist, zeigt das Ladegerät die Gesamtspannung, die Spannungen der einzelnen Zellen sowie den Ladezustand an. Durch diese kontinuierliche Überprüfung können Sie feststellen, ob alle Zellen gleichmäßig geladen werden. Ist dies nicht der Fall, kann das Ladegerät die Zellen bei Bedarf automatisch ausgleichen.
Was ist der sichere Spannungsbereich für einen LiPo-Akku?
Ein LiPo-Akku funktioniert am besten, wenn seine Spannung innerhalb eines sicheren Bereichs bleibt. Dieser sichere Bereich umfasst sowohl die Lade- als auch die Entladespannung. Bei einem Standard-LiPo-Akku erreicht jede Zelle im voll aufgeladenen Zustand 4,2 V. Dies ist die höchste sichere Ladespannung. Entsprechend sollte der Akku, wenn er längere Zeit nicht benutzt wird, am besten bei etwa 3,8–3,85 V pro Zelle gelagert werden.
Dies wird als Lagerspannung bezeichnet. Denken Sie daran, dass die Lagerung eines LiPo-Akkus, der vollständig geladen oder fast leer ist, über einen längeren Zeitraum dessen Lebensdauer verkürzen kann. Auch während des Gebrauchs sollten Sie vermeiden, dass die Spannung zu stark abfällt. Ein LiPo-Akku sollte im Allgemeinen nicht unter 3,0 V pro Zelle fallen. Wenn er unter seine sichere Spannungsgrenze fällt, dauert das Wiederaufladen sehr lange. Mit der Zeit kann diese Tiefentladung die Zellen beschädigen.
Was passiert, wenn die Spannung zu hoch oder zu niedrig ist?
Wie ich oben bereits erwähnt habe, ist ein LiPo-Akku für den Betrieb innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs ausgelegt. Das Überschreiten dieser Sicherheitsgrenze führt zu verschiedenen Problemen. Es gibt zwei Situationen. Die erste tritt auf, wenn die Spannung zu hoch ist. Eine zu hohe Spannung bedeutet, dass der Akku überladen wurde. Durch Überladung kann sich der Akku erhitzen, aufquellen oder seine Ladekapazität verlieren.
In schweren Fällen kann dies sogar zu einer Brandgefahr oder zu einer Explosion führen, wodurch Personen in der Nähe verletzt werden können. Andererseits, wenn die Lithium-Ionen-Akku Ist die Spannung zu niedrig, deutet dies darauf hin, dass die Batterie übermäßig entladen ist. Diese Entladung mag zwar normal erscheinen, führt jedoch mit der Zeit zu einer Verringerung der Batteriekapazität. In der Folge lässt sich die Batterie nur noch schwer wieder aufladen, und die Batteriezellen werden dauerhaft beschädigt.
Eine Übersicht über die Spannungen von LiPo-Akkus, die Sie kennen sollten
Es gibt eine große Auswahl an LiPo-Akkus mit unterschiedlichen Spannungswerten. Für viele Anfänger kann es daher schwierig sein, die einzelnen Modelle zu verstehen. Deshalb ist es hilfreich, sich mit den Spannungswerten einiger gängiger LiPo-Akkus vertraut zu machen. Hier ist eine Tabelle, die Ihnen dabei helfen wird.
| LiPo-Akku | Nennspannung | Voll aufgeladen | Lagerspannung | Sicherheitsminimum |
| 1S | 3.7V | 4.2V | 3,8–3,85 V | 3.0V |
| 2S | 7,4 V | 8,4 V | 7,6–7,7 V | 6,0 V |
| 3S | 11,1 V | 12.6V | 11,4–11,55 V | 9,0 V |
| 4S | 14,8 V | 16,8 V | 15,2–15,4 V | 12,0 V |
| 5S | 18,5 V | 21,0 V | 19,0–19,25 V | 15,0 V |
| 6S | 22,2 V | 25,2 V | 22,8–23,1 V | 18,0 V |
Faktoren, die die Spannung von LiPo-Akkus beeinflussen können
Die Spannung eines LiPo-Akkus bleibt nicht immer konstant. Vielmehr hängt sie von verschiedenen Faktoren ab. Die Kenntnis dieser Faktoren ist entscheidend, um Ihren Akku sicherer zu nutzen und normale Spannungsschwankungen zu erkennen. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Faktoren aufgeführt, die die Spannung eines LiPo-Akkus beeinflussen.
- Anzahl der Zellen: Der wichtigste Faktor, der sich direkt auf die LiPo-Spannung auswirkt, ist die Anzahl der Zellen. Jede LiPo-Zelle hat eine Nennspannung von 3,7 V. Wenn Ihr Akku also mehr dieser Zellen enthält, steigt seine Spannung, und umgekehrt.
- Ladezustand der Batterie: Die Spannung des Akkus ändert sich beim Laden und Entladen. Wenn ein LiPo-Akku vollständig geladen ist, erreicht jede Zelle eine Spannung von 4,2 V. Während des Gebrauchs sinkt die Spannung langsam, da Energie verbraucht wird. Anhand dieser Spannung können Sie nun feststellen, ob der Akku vollständig geladen, teilweise geladen oder aufladebedürftig ist.
- Temperatur: Auch Temperaturschwankungen wirken sich in vielerlei Hinsicht auf die Spannung eines LiPo-Akkus aus. Bei kaltem Wetter weist der Akku oft eine niedrigere Spannung auf und liefert weniger Leistung. Warum? Weil sich die chemische Reaktion im Inneren des Akkus verlangsamt. Auch zu kaltes Wetter beeinflusst diese Spannung. Daher funktioniert ein LiPo-Akku am besten innerhalb seines empfohlenen Temperaturbereichs.
- Alter der Batterie: Mit zunehmendem Alter eines LiPo-Akkus nimmt dessen Leistung allmählich ab. Richtig? Nach vielen Lade- und Entladezyklen beginnen die Akkuzellen sich abzunutzen. Nun kann der Akku nicht mehr so viel Energie speichern wie im Neuzustand. Infolgedessen kann die Spannung während des Gebrauchs schneller abfallen.
- Belastung der Batterie: Schließlich wirkt sich auch die Leistungsaufnahme eines Geräts auf dessen Spannung aus. Benötigt es mehr Leistung für den Betrieb, sinkt die Spannung des Akkus vorübergehend schnell ab. Sobald die hohe Belastung nachlässt, steigt die Spannung oft wieder an.
Schlussfolgerung
LiPo-Akkus sind für viele Geräte, die wir täglich nutzen, zur ersten Wahl geworden. Was jedoch ihre Spannung angeht, sind viele verwirrt. Deshalb habe ich in diesem Leitfaden die Spannung eines LiPo-Akkus erläutert. Tatsächlich ist die Spannung die Leistung, die ein Akku liefert. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der Zellen. Bei LiPo-Akkus sind mehrere Zellen in Reihe geschaltet. Eine einzelne Standardzelle hat eine Spannung von 3,7 V. Je mehr Zellen also vorhanden sind, desto höher ist die Akkuspannung. Ist der Akku jedoch vollständig geladen, ändert sich seine Spannung. Wenn Sie all dies verstehen, können Sie Ihr Gerät effizienter betreiben. Dieses Grundwissen hilft Ihnen, häufige Fehler zu vermeiden und Ihren Akku sicherer zu nutzen.