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Innenwiderstand der Batterie / wiederaufladbaren Batterie - ein wichtiger Parameter der Stromquelle
Die Kapazität einer Batterie, ausgedrückt in Milliamperestunden (mAh), ist der wichtigste Indikator, anhand dessen die meisten von uns einzelne Batterien oder wiederaufladbare Batterien vergleichen. Leider ist es in vielen Fällen kein ideales Gerät, um die Effizienz einer bestimmten Stromquelle zu beurteilen, insbesondere für Einwegbatterien, was wir bereits in einem anderen Artikel teilweise angedeutet haben. Nicht jeder ist sich bewusst, dass neben der in mAh gemessenen Kapazität die Werte der gespeicherten Energie, ausgedrückt in Milliwattstunden (mWh), Wattstunden, Kilowattstunden usw., und der Wert des Innenwiderstands einer bestimmten Zelle, der normalerweise in Milliohm (mOhm) ausgedrückt wird, ebenso wichtig (wenn nicht sogar wichtiger) sind. Heute beschäftigen wir uns mit dem Erlernen und Verstehen des Konzepts des inneren Widerstands.
Wie hoch ist der Innenwiderstand einer Batterie?
Wie wir bereits in unserem Glossar erläutert haben, bestimmt der Innenwiderstand bei Batterien und Akkus den Eigenwiderstand einer Zelle. Jede Batterie verhält sich in gewissem Maße wie ein Standard-Widerstands-Widerstand, bei dem der durch sie fließende Strom einen bestimmten Spannungsabfall verursacht. Je größer die Batterie ist, desto größer ist der Spannungsabfall, den sie verursacht, und infolgedessen ist die Spannung, die physisch an unseren Empfänger geht, immer niedriger als die Spannung, die an der Batterie außerhalb des Geräts (ohne Last) gemessen wird.
Diese niedrigere Spannung während des Betriebs wird für uns sehr wichtig sein. Schließlich verweigert ein typisches Gerät die Arbeit, wenn die Spannung auf ein bestimmtes, ausreichend niedriges Niveau abfällt, so dass es bei einer Batterie mit hohem Widerstand möglicherweise vorzeitig nicht funktioniert. Darüber hinaus hängt bei vielen Geräten die Betriebsqualität eines bestimmten Geräts vom Spannungsniveau ab (bei höherer Spannung arbeiten die Geräte oft mit mehr Leistung - die Motoren arbeiten schneller, die Taschenlampe leuchtet heller, das Spielzeug fährt schneller usw.).
Batterien mit höherem Widerstand erzeugen auch bei gleicher mAh-Kapazität beim Entladen einen höheren Spannungsabfall an den Anschlüssen – so das Ohmsche Grundgesetz. Neue Batterien oder wiederaufladbare Batterien unterscheiden sich in diesem Parameter. Darüber hinaus ist eine Erhöhung des Innenwiderstands ein natürliches Phänomen des Batterieverschleißes bei der Nutzung und Entladung. Was sehr wichtig ist, dieser Parameter verschlechtert sich auch bei unbenutzten Batterien - er ist eines der Symptome der Zellalterung. Dies ist ein sehr negatives Phänomen, da es sehr oft zu einem vorzeitigen und unerwarteten Herunterfahren des Geräts führt. Energieverluste, die mit dem Innenwiderstand der Batterie verbunden sind, werden in Form von Wärme direkt an die Batterie und ihre Kontakte abgeführt. Ein hoher Innenwiderstand kann bei anspruchsvollen Geräten - z.B. Blitzgeräten - zu einer Überhitzung der Batterien führen. Generell gilt die Schlussfolgerung, dass je geringer der Widerstand, desto besser. Eine wiederaufladbare Batterie, also eine Batterie mit geringem Widerstand, ist in der Lage, höhere Stromwerte effektiv und sicher abzugeben.
Neben der Kapazität ist sie einer der wichtigsten und wichtigsten Parameter, der die Leistung einer Batterie oder eines Akkus bestimmt, dessen Existenz nicht jeder weiß.
Messung des Innenwiderstands in der Praxis
In der beigefügten Grafik der Entladeeigenschaften von zwei Batterien mit der angegebenen gleichen Kapazität bei einem Strom von 500 mA hat eine von ihnen einen 4-mal höheren Innenwiderstand. Dies führt zu einem drastischen Spannungsabfall während des Betriebs, was zu einem sehr unvorhersehbaren Betrieb unseres Geräts führen kann.
Wenn wir Glück haben, funktionieren beide Batterien unter solchen Bedingungen ähnlich lange, aber nur, wenn unser Gerät in der Lage ist, sie auf einen Wert von ~0,8 V tief zu entladen. Wenn sich unser Gerät (was sehr wahrscheinlich ist) bei einer Spannung von näher an 1,2V abschaltet, dann würde Batterie B bis zu 3-4 Mal kürzer halten als eine theoretisch vergleichbare Batterie A.

Wie kann ich den Innenwiderstand unserer Batterien oder Akkus überprüfen?
Das Messverfahren der verschiedenen Hersteller ist nicht einheitlich und in der Regel sind die in den technischen Datenblättern angegebenen Widerstandswerte nicht miteinander vergleichbar. Daher lohnt es sich, solche Messungen selbst durchzuführen.
Ein typisches Messverfahren besteht darin, (A) die Spannung einer Zelle, die mindestens zur Hälfte geladen ist, unter stabilen, wiederholbaren Bedingungen (mit geringer oder keiner Last) zu messen, sie dann (B) mit einem zusätzlichen, spezifizierten Stromwert zu belasten und den Spannungswert (C) schnell (in der Regel innerhalb weniger Sekunden) erneut abzulesen. Die Differenz der gemessenen Spannungen A-C geteilt durch den Wert der zusätzlichen Last - Strom B ergibt den Wert des Innenwiderstands der Zelle.
Die Ergebnisse, die auch mit derselben Batterie erzielt werden, variieren je nach Ladegrad einer bestimmten Zelle (die höchsten und schlechtesten Ergebnisse werden durch entladene Zellen erzielt). Sie sind in der Regel auch umso höher (schlechter), je höher die Last/der Strom B ist, mit der wir den Spannungsabfall (C) messen oder später messen.
Daher ist es beim Vergleich dieser Werte sehr wichtig, dass die Vorgehensweise jedes Mal gleich ist.
Die unabhängige, "manuelle" Messung des Innenwiderstands kann mühsam sein, weshalb hier Ladegeräte zur Rettung kommen, da sie eine solche Messung automatisch und wiederholbar durchführen können.
Es gibt nur wenige Ladegeräte auf dem Markt, die diese Werte korrekt messen. Die wenigen Ausnahmen sind everActive Ladegeräte (z.B. NC-3000 Modell) und Xtar Ladegeräte (z.B. VP4+ Drache).
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Świetnie przedstawiony problem rezystancji wewnętrznej źródła energii elektrycznej.