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Temperatur bei Akkus, heutzutage noch ein Thema?

Es ist Anfang April. Da steht man um halb fünf in der Früh auf, klettert den Hügel hoch und installiert eine Kamera mit Fernsteuerung, welche ein Livebild aufs Handy überträgt. Eigentlich sollte das Teil (CamRanger 2) gemäss Herstellerangaben 4 bis 6 Stunden laufen, doch die Akkuleistung nimmt im Minutentakt um 1% ab. Langsam kommt die Sonne hoch und die Fernsteuerung ist kurz vor ihrem Einsatz als…Übertragungsabbruch. Keine Reanimation möglich.


Zuhause ist schnell der Akku als Übeltäter lokalisiert. Während dem Installieren auf dem Stativ war die Lufttemperatur um die 3 Grad, doch kurz vor Tagesanbruch viel sie auf etwa 2 bis 3 Grad unter Null. Die verwendete Energiequelle ist ein Li-Ion-Akku 18650 mit 3400mAh.


Lithiumbatterie Betriebstemperaturbereich

18650? Hab ich noch nie vorher gehört. Die Zahl setzt sich aus den Abmessungen zusammen: Durchmesser 18mm bei einer Länge von 65mm. Das Null steht für die Bauform, wobei keine Ahnung welche anderen Bauformen es noch gibt.



Doch was sind die Vorteile von Li-Ion-Batterien gegenüber Typen wie NiCd (Nickel-Cadmium) und NiMH (Nickel-Metallhydrid):


1. Sie haben ein sehr breites Einsatzspektrum in elektronischen Geräten wie Handys, Notebooks, Mess-Instrumenten, Audiogeräten, Flugzeugmodelle, Spielzeug, Videokameras, Digitalkameras wie auch in Elektrovelos und -autos.


2. Sie besitzen einen kleinen Innenwiderstand, was den Eigenverbrauch des Akkus stark reduziert (im Vergleich zu NiMH) und zum Beispiel die Standby-Zeit des Mobiltelefons verlängert. Es wird ein grosser Entladestrom unterstützt, was zum Beispiel bei ferngesteuerte Modellen und Drohnen ideal ist und sich so als Ersatz für Nickel-Metallhydrid-Batterien entwickelt hat.


3. Eine grosse Kapazität. Die von 18650-Lithiumbatterien liegt im Allgemeinen zwischen 3200 mAh und 3600 mAh und die Energiedichte ist etwa doppelt so hoch wie bei NiCd-Akkus.


4. Eine lange Lebensdauer. Die 18650-Lithiumbatterie kann bei normalem Gebrauch mehr wie 500 Ladezyklen machen, was mehr als Doppelt ist wie bei herkömmlichen Batterien. Ein Ladezyklus ist wenn die Batterie auf 4.2 Volt geladen und dann auf 2.5-2.8 Volt entladen wird. Das Beste für einen Li-Ionen-Akku ist es jedoch, diesen nie ganz zu entladen.


5. Li-Ionen-Akkus kennen keinen Memory-Effekt. Es ist nicht erforderlich wie bei den früheren Akkutechnologien, die verbleibende Energie vor dem Aufladen zu entleeren.


Doch gibt es auch Nachteile?

Wenn ich das Handbuch des Herstellers der Fernsteuerung ansehe, so hat der verwendete Akku einen Entladetemperaturbereich von 0 bis 60 ℃, wobei am Wohlsten fühlt er sich bei 20 ℃. Die Schwarmintelligenz des Internet meint, das im Allgemeinen bei manchen dieser Akku-Typen unter 10 °C durch den erhöhten Innenwiderstand die Leistung so stark nachlassen kann, dass ein Gerät mit höherem Strombedarf nur noch einige Minuten betrieben werden kann. Und eine Videoübertragung mittels WiFi braucht einiges an Energie- und Stromfluss.


Die Batteriespannung des verwendeten Akkus ist 3.7 Volt. Sinkt die Leerlaufspannung einer Lithiumbatterie unter 3,2 Volt, so kann davon ausgegangen werden, das sie leer ist. Eine Tiefentladung welche die Batterie beschädigt, wird mittels Schutzschaltung verhindert. Bei -10°C wird die Kapazität noch mit 30% angegeben. Aus dem Grund werden bei eAutos die Batterien im Winter aktiv gewärmt.


Also waren die Akkus früher besser in diesem Bereich? Jein, ein NiMH soll auch nicht unter 0° betrieben werden und einzig die NiCd-Akkus machen tiefe Temperaturen weit unter Null mit, doch cadmiumhaltige Batterien sind inzwischen verboten.


Ich habe mich noch nie um die Batterien der Canon-Kameras gekümmert, die haben selbst in winterlichen Umgebungen immer klaglos den Dienst versehen. Doch auch diese Batterien sind aus Lithium und gemäss Anleitung soll der LP-E6-Akku von Canon bei 0 bis 40°C betrieben werden. Ich hatte wohl bisher einfach Glück, das diese bisher nicht einfach den Betrieb einstellten.


Nachtrag:

Ein neuer Versuch mit dem CamRanger 2 bei Temperaturen oberhalb fünf Grad verläuft klaglos und das Bild der Canon EOS R wird über 100 Meter weit aufs Handy übertragen und die Kamera lässt sich damit auslösen.


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