USB Ladegerät mit Überladungsschutz?

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USB Ladegerät mit Überladungsschutz?

Neuer Beitragvon noPlan am Mittwoch 23. Januar 2013, 04:01

Hallo,

ich habe mir eine Taschenlampe zugelegt, deren 16340er Li-Ionen-Akku in der Lampe verbleibend über ein USB-Kabel geladen werden kann. Nun suche ich nach einem Netzteil bzw. Ladegerät in welches ich den USB-Stecker einstecken und somit die Lampe direkt an der Steckdose laden kann. Dabei ist mir wichtig, dass dieses Ladegerät über einen Überladungsschutz verfügt. Zwar handelt es sich bei dem Akku um einen geschützten, allerdings will ich auf "Nr.-Doppelt-Sicher" gehen.

Nun habe ich zahlreiche USB-Netzteile mit Überladungsschutz gefunden, allerdings steht dort nirgends, dass sie für einen 16340er ausgelegt sind.

Deshalb nun meine Frage: Müsste das Ladegerät nicht spezifisch für diesen Akku ausgelegt sein, damit es "weiß", dass beim Erreichen von 4,2 Volt (volle Ladung dieses Akkus) den Ladevorgang stoppen muss?

Wahrscheinlich werden hier die Cracks wegen dieser naiven Frage die Hände überm Kopf zusammenschlagen, aber ich hab doch no plan ;)
noPlan
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Re: USB Ladegerät mit Überladungsschutz?

Neuer Beitragvon BernhardS am Mittwoch 23. Januar 2013, 09:36

Hallo,

wie Du richtig erkannt hast, kann es so ein Ladegerät eigentlich überhaupt nicht geben. Normalerweise ist in den Akkus eine Schutzschaltung eingebaut und oft noch ein Temperatursensor. Ein Universalladegerät kann natürlich den Temperatursensor nicht auslesen, aber die Einhaltung der Spannung und nicht unvernünftig viel Ladestrom reichen im Alltag aus.

Die Auswirkungen beim Überladen eines Li-Akkus werden überzogen dargestellt. Die Videos die im Internet rumgeistern sollte man - auch allgemein - mit Vorsicht und Skepsis betrachten. Meist werden die Zellen mit sehr starken Netzteilen oder aus Bleiakkus ganz brutal überladen, platzen dann auf und irgendwas brennt ab.
Das wird dann als Explosion bezeichnet. Das ist nicht richtig. Eine Explosion ist eine chemische Reaktion, die nach der Einleitung mit sehr hoher Geschwindigkeit und selbsterhaltend weiterläuft. Die Zufuhr einer unvernünftig hohen Menge elektrischer Energie ist keine Explosion, auch dann nicht wenn das Bauteil völlig zerstört und die darin gespeicherte Energiemenge auch noch frei wird.
Daraus kann man lediglich die "dramaturgische Unterversorgung" des Experimentators und seiner Zuschauer ableiten.

Ein falsch behandelter Li-Akku wird in der Regel dicker, dann ist allerdings schon alles gelaufen. Dabei ist es egal ob er überladen oder tiefentladen wurde. Normalerweise wird dann in der Schutzschaltung ein Transistor gesperrt und das Ding ist "tot".

Bernhard
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Re: USB Ladegerät mit Überladungsschutz?

Neuer Beitragvon noPlan am Mittwoch 23. Januar 2013, 20:36

Vielen Dank für Deine Antwort,

welche sehr informativ und sogar unterhaltsam ("die "dramaturgische Unterversorgung" des Experimentators" :lol: ) ausgefallen ist und mich zudem auch noch einigermaßen beruhigen konnte.

Habe ich das jetzt so richtig verstanden, dass bei Einhaltung der Lade-Spannung eine Akku-"Explosion" weitgehend ausgeschlossen ist, weil der Akku sich dann auf Grund des begrenzten Outputs des Ladegerätes auch nur begrenzt Überladen kann (wenn überhaupt) und folglich sich auch nur begrenzt ausdehnen kann --> keine Explosion (oder nur ein kleiner "Puff")?
Ich hatte nämlich zuvor angenommen, dass es egal sei, wie gering der Output des Ladegerätes ist und es dann halt einfach nur länger dauert, bis der Akku soweit überladen und folglich soweit (durch die O2-Bildung) ausgedehnt ist, bis er schließlich explodiert (wenn der Schutz des geschützten Akkus versagt). Aber stimmt eigentlich, woher soll die Energie für die Explosion auch kommen, wenn das Ladegerät nur wenig Energie liefert (da schmurgelt dann ja wahrscheinlich eher das schwache Ladegerät durch oder?)

Weiterhin schreibst Du, das zur Steigerung der Sicherheit auch kein unvernünftig hoher Ladestrom verwendet werden sollte. Nun sind die Angaben bzgl. meiner Lampe die folgenden:

"Input: 5V/500mA Max" und "Output: 4,2V/500mA Max."

Die Netzteile die man so findet haben aber entweder Output-Werte von 1.) 150 - 500 mAh oder 2.) über 1000 mAh. Aus diesem Grund hatte ich bereits in einem anderen Forum nachgefragt, welches Netzteil man da denn nun nehmen sollte, wobei mir geantwortet wurde, dass man eher zu mehr als 500 mAh greifen sollte, da meine Lampe sonst u.U. mehr Strom aus dem Netzteil zieht, als es liefern kann (--> Netzteil wäre an der Belastungsgrenze) (klingt für mich auch sehr plausibel). Du hingegen schreibst, dass man auch darauf achten solle, dass man keinen unvernünftig hohen Ladestrom anlegt. Aber ich nehme an, das wäre bei 1000 mAh noch nicht der Fall oder?

Und dann noch ne Frage bzgl. der Spannung, welche bei meiner Lampe bzw. meinem Akku ja mit 4,2 Volt angegeben ist. Die Netzteile habe aber alle eine Ladespannung von 5 Volt. Ursprünglich dachte ich, dass die 0,8 Volt ja sicherlich relativ egal sind, bis ich folgendes gelesen habe:

"Was geschieht aber, wenn eine Batterie unbeabsichtigt überladen wird? Lithium-Ion ist gebaut, um sicher zu arbeiten innerhalb ihres normalen Spannungsbereiches; sie wird aber unstabil, wenn sie auf höhere Spannungen aufgeladen wird. Wenn über 4.30V/Zelle aufgeladen wird, entsteht auf der Anode eine metallische Lithiumschicht, das Kathodenmaterial beginnt zu oxidieren, verliert die Stabilität und entwickelt Sauerstoff. Die Überladung führt zu einer Überhitzung der Zelle. Wenn dies unbeachtet bleibt, kann es zu einer Entzündung kommen."

D.h. also, dass schon bei einer geringfügigen Überschreitung der 4,2 Volt-Ladespannung eine Überladung einsetzen kann. Aber woher bekomme ich ein Ladegerät mit 4,2 Volt?

Der Grund übrigens, weshalb ich hier so sicherheitsfanatisch bin ist zum Einen, dass die Lampe aus Aluminium besteht, fest mit Kappen verschraubt wird und wasserdicht ist, was folglich heißt, dass sie sehr dicht und stabil ist und es deshalb im Falle einer Ausdehnung und möglichen Explosion des Akkus nich nur zu einem kleinen Riss in der Lampe kommt, sondern diese dann so richtich fett auseinanderfetzt (aber ich hoffe mal, dass es auf Grund des vorher Gesagten nicht dazu kommt, oder wenn überhaupt nur zu einer so schwachen Akkuausdehnung, dass der Gegendruck der Lampe standhält) (evtl. isses ja mit dem Lampengehäusegegendruck sogar eher sicherer, als wenn ich ständig mit externen Akkus rumhantiere).
Zum Anderen soll die Lampe ein Geschenk für meine liebe Mutti werden und ich will ihr ja keine Bombe in die Hand drücken ;)

p.s. der freundliche Antworter in dem anderen Forum hieß übrigens auch Bernd, aber wahrscheinlich bist Du ja nich der Selbe ;)

Gruß
Ralf
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Re: USB Ladegerät mit Überladungsschutz?

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Mittwoch 23. Januar 2013, 22:09

ch habe mir eine Taschenlampe zugelegt, deren 16340er Li-Ionen-Akku in der Lampe verbleibend über ein USB-Kabel geladen werden kann.

USB ist Spezifiziert mit 5 V+-5% und einem max Strom von 500mA
Wenn der Hersteller das Laden über USB eingebaut hat, hat er sich auch an die Spezifikation zu halten. Das bedeutet der Akku kann mit den 5 Volt gar nicht überladen werden. Denn die 5 Volt werden intern schon auf die Ladeschlussspannung des Akkus begrenzt. Im Notfall greift bei Versagen der äußeren Beschaltung die Schutzschaltung des Akkus!
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst das von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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Re: USB Ladegerät mit Überladungsschutz?

Neuer Beitragvon noPlan am Donnerstag 24. Januar 2013, 00:40

aahh, eine Begrenzung auf eine Ladeschlussspannung (wahrscheinlich 4,2 Volt). Das klingt somit äußerst sicher.

Vielen Dank für den Hinweis!
Zuletzt geändert von noPlan am Donnerstag 24. Januar 2013, 00:40, insgesamt 1-mal geändert.
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