Wie misst man die Kapazität einer 1,2 V oder 18650 3,7 V AA-Batterie in Ladegeräten mit Kapazitätsmessung korrekt?

Wie hoch ist die Akkukapazität in mAh (Milliamperestunden)?

Die Kapazität des Akkus ist der gebräuchlichste (was nicht bedeutet, dass er der beste ist - aber das ist ein Thema für einen anderen Artikel) Parameter, der zur Bestimmung seiner Leistung verwendet wird. Auf dieser Grundlage können wir beurteilen, wie lange unsere Batterie hält, wenn sie mit einem bestimmten Strom geladen / entladen wird. Und so sollte eine herkömmliche Batterie mit einer Kapazität von 2000 mAh in der Lage sein, 2000 mA Strom für 1 Stunde oder 1000 mA Strom für 2 Stunden, 500 mA Strom für 4 Stunden usw. zu liefern.

mA - Milliampere-Stunden, ist eine Einheit für Strom/Strom, während h - Stunden, eine Zeiteinheit ist. Die mAh-Einheit, die aus diesen beiden Komponenten kombiniert wird, gibt an, wie viel Strom eine bestimmte Batterie in welcher Zeit abgegeben (oder empfangen) hat.

Hier tritt der erste, sehr häufige Fehler auf, den Benutzer machen, da die vom Ladegerät zurückgegebenen mAh-Werte nicht immer mit der Gesamtkapazität (Effizienz) der Batterie in Verbindung gebracht werden sollten, die auf dem Batterieetikett angegeben ist.

Viele relativ einfache Ladegeräte messen nämlich den Wert der mAh-Kapazität erst beim Laden des Akkus. Der während des Ladevorgangs gemessene Wert ist niemals ein Maß für die Leistung des Akkus und wir können ihn nicht direkt verwenden, um die gesamte verfügbare Kapazität des Akkus (den vom Hersteller angegebenen Wert) zu schätzen. Um die reale, wahre Kapazität der Batterie zu messen, müssen wir sie nach vorheriger Erklärung entladen - und in diesem Fall sprechen wir von genau dem umgekehrten Prozess.

Bei jedem Start des Ladevorgangs, unabhängig vom Ladegrad des Akkus im Ladegerät mit mAh-Messung, beginnt der mAh-Wert bei Null zu zählen – je nachdem, wie stark unser Akku entladen wurde, darf der mAh-Wert nach einer vollständigen Ladung nur einen kleinen Prozentsatz der Gesamtkapazität dieses Akkus ausmachen. Wir interpretieren diesen Wert auf sehr einfache Weise - das während des Ladevorgangs erhaltene mAh-Ergebnis sagt uns nur, wie viel Strom in welcher Zeit benötigt wurde, damit das Ladegerät eine solche Batterie als voll betrachtet.

Dies hat oft nichts mit seiner Effizienz zu tun - der Kapazität des Akkus, auf die wir uns verlassen können, wenn er verwendet/entladen wird, und bei Ni-MH-Batterien ist bei der Bewertung nicht einmal klar, in welchem Umfang der Akku geladen wurde, bevor er in das Ladegerät eingebaut wurde, und es ist schwierig, beispielsweise die Selbstentladungsrate eines solchen Akkus allein auf dieser Grundlage zu beurteilen.

Warum? Der Grund ist sehr einfach: Zunächst einmal muss jedes automatische Ladegerät den Ni-MH 1,2-V-Akku in einem (vorzugsweise kleinen) Maße überladen, um seine volle Ladung zu erkennen. Diese "übermäßigen" mAh, d.h. ein Wert von 10% der tatsächlichen Kapazität des Akkus (d.h.  sogar etwa 250 mAh für einen Akku über 2500 mAh) "gehen in Verluste" und haben keinen Einfluss auf das tatsächliche Ergebnis der später durch Entladung erhaltenen Kapazität.

Diese Überladung ist abhängig von der Umgebungstemperatur/Temperatur der Zellen selbst und sogar einer bestimmten Batterie manchmal höher, manchmal kleiner. Mit anderen Worten, es ist unmöglich abzuschätzen, wie viel von den 500 mAh, die am Supercharger gemessen werden, später in reale Kapazität umgewandelt wird und wie hoch der "Verlust" ist, der mit dem Ni-MH-Batterieladealgorithmus verbunden ist.

Das Ergebnis ist aus offensichtlichen Gründen in der Regel am niedrigsten, wenn Sie versuchen, Batterien aufzuladen, die zuvor vollständig aufgeladen wurden. 

Bei einem Ladegerät, bei dem die mAh-Messung nur während des Ladevorgangs erfolgt, besteht die einzige Möglichkeit, die Gesamtkapazität abzuschätzen, darin, zuerst den Akku vollständig zu entladen. Dann ist der während des Ladevorgangs erhaltene mAh-Wert so hoch wie möglich und in der Regel ähnlich wie der vom Hersteller unserer Batterie angegebene mAh-Kapazitäts-/Effizienzwert (für Ni-MH-Batterien durchschnittlich etwa 10% höher). Diese Informationen werden jedoch immer noch nicht eindeutig und sicher sein.

Die richtige Methode zur Überprüfung der Akkumulationskapazität

Die einzige Möglichkeit, die Gesamtkapazität tatsächlich zu messen, besteht darin, eine Batterie zu entladen, die zuvor vollständig geladen wurde. Mit anderen Worten, wir brauchen die Entladekapazität, keine ungenauen Informationen über die Ladekapazität.

Wenn Sie den Kauf eines Ladegeräts in Betracht ziehen, sollten Sie diese Tatsache berücksichtigen, da etwas teurere Modelle die Möglichkeit haben, die Batterien zu entladen und ihre Kapazität tatsächlich zu messen. Beispiele sind die everActive NC-1000-Serie, NC-3000-Ladegeräte für AA- und AAA-1,2-V-Batterien oder das universelle UC-4000-Modell, das sowohl AA R6 1,2-V-Batterien als auch 18650 3,7-V-Lithium-Ionen-Batterien verarbeiten kann.

Aufgrund der Tatsache, dass das Ladegerät den Akku vollständig entladen muss, ist dieser Vorgang recht zeitaufwändig (er dauert in der Regel mindestens einige Stunden), aber der Wert der Kapazität, den wir am Ende eines solchen Tests sehen werden, ist ein guter Anhaltspunkt und Vergleich zu dem, was der Hersteller deklariert.

Achten Sie auf brandneue wiederaufladbare Batterien!

Bei einer völlig neuen AA- oder AAA-Batterie wird das beste Ergebnis erst nach ihrer Bildung erzielt - was in der Regel nach 3-5 vollen Nutzungszyklen der Fall ist.

An dieser Stelle ist auf einen weiteren Fehler hinzuweisen, der auch von fortgeschrittenen Anwendern und sogar in Industrieredaktionen gemacht wird, in denen Batterien und wiederaufladbare Batterien getestet werden. Als Faustregel gilt, dass die resultierenden Kapazitätswerte nur dann miteinander vergleichbar sind, wenn sie unter exakt gleichen Bedingungen getestet werden. Die Werte, die z. B. mit verschiedenen Modellen von Ladegeräten erzielt werden, können und werden in der Regel unterschiedlich sein. Zunächst einmal findet man auf dem Markt eine Menge unsicherer Designs, die sich durch einen Messfehler von sogar mehr als 20% auszeichnen. Leider sind auch die falschen Lade-/Entladealgorithmen in solchen Ladegeräten nichts Besonderes.

Das bestmögliche und bewährte Ladegerät zu haben, löst dieses Problem auch noch lange nicht - selbst die zuverlässigen und empfohlenen Ladegeräte der Marke everActive unterscheiden sich leicht voneinander in Bezug auf Algorithmen und Test- und Kapazitätsmessbedingungen, so dass die erzielten Ergebnisse zwischen verschiedenen Modellen nie zu 100 % identisch sein werden.

Jedes Ladegerät, unabhängig von seinem Hersteller, hat in der Regel einen etwas anderen Ladealgorithmus, insbesondere bei 1,2-V-Ni-MH-Akkus – ein leicht untergeladener Akku während des Tests zeigt immer eine etwas geringere Kapazität als einer, der zuvor leicht überladen wurde. Auch hier ist es also wichtig, Vergleiche mit demselben Gerät möglich zu machen.

Entgegen dem Anschein sind die Qualitätsspreize bei den auf dem Markt erhältlichen Ladegeräten sehr groß, also bei Funktionen wie Leistungsmessungen, etc. Ich empfehle, bewährte Designs zu verwenden – und dazu gehören zweifelsohne auch eneloop-, everActive- und Xtar-Ladegeräte.

Wenn Sie Fragen oder Zweifel an den Messungen und Ergebnissen Ihrer Ladegeräte und wiederaufladbaren Batterien haben, teilen Sie uns dies in den Kommentaren mit, wir werden gerne alle Zweifel zerstreuen.

Autor: Michał Seredziński

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Empfohlene Ladegeräte mit Kapazitätstest:

Ni-MH rechargeable battery charger everActive NC-3000

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• processor-controlled with discharge and capacity measurement and unique internal resistance test of the cell,
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• min. charging time for 4 batteries 2500mAh - 3h.
• supported batteries: Ni-MH, Ni-Cd, 1-4x R6/AA, R03/AAA, 1-2x R14/C, R20/D using an optional adapter
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everActive UC-4000 charger for Li-ion and Ni-MH cylindrical batteries

• professional, universal processor charger for Li-ion, Li-FePO4, Ni-MH cells,
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• unique function of measuring and reviewing two capacity values for each battery - Capacity Review,
• supported sizes: R6 AA, R03 AAA, R14 C, R20 D, 10440, 14500, 14650, 17500, 17670, 18350, 18500, 18650, 20700, 21700 - unsecured only, 22650, 25500, 26500, 26650, 32650, 33600, 16340 R-CR123e,
• charging current: 500 mA, 1000 mA for Li-ion / Li-FePO4, 500 mA for Ni-MH,
• Very accurate charging control regardless of the type of battery.

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Ni-MH rechargeable battery charger everActive NC-1000 PLUS

• new, improved version of the flagship model
• processor-controlled with discharge and capacity measurement,
• refreshing, maintenance, and conditioning function for batteries,
• min. charging time for 4 batteries 2500mAh - 3h,
• processor-controlled, Ni-MH, Ni-Cd, 1-4x R6/AA, R03/AAA,
• input voltage 12V DC - includes AC power adapter and car adapter

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