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Ah - wie viel Volt?

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  1. Ah - wie viel Volt?

    Autor: HerrPetersen 16.06.21 - 13:58

    So wie ich es verstehe wird Ah als Maß für den Energiegehalt verwendet. Wobei das für meinen Begriff eigentlich eine schlampige Schreibweise für Wh ist, die sozusagen die Kenntnis der zugehörigen Spannung erfordert.

    Z.B. - 5 Ah bei z.B. 3V --> 15AVh=15Wh=15*3600J

    Gibt es eine Konvention, was die Spannung für welche Situation ist, oder liege ich voll daneben?



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 16.06.21 14:02 durch HerrPetersen.

  2. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 16.06.21 - 14:10

    Es ist eine schlampige Konvention. ;)

    Bei Lithium-Ionen-Akkus liegt die durchschnittliche Spannung im allgemeinen bei 3,85 Volt, mit Lithiumeisenphosphat in der Größenordnung von 3,2 Volt. Es stimmt vollkommen, dass man dort die Spannung nennen müsste, aber in der Industrie ist die Ladung tatsächlich sehr gebräuchlich, weil die Spannung immer von gewissen veränderlichen Randbedingungen abhängt (z.B. aktuelle Leistungsabgabe des Akkus, Temperatur, diverse Verluste durch das Anodenmaterial etc.pp), die Ladung ist aber schon physikalisch eine Erhaltungsgröße.

    P.S.: Ich habe die Angabe im Artikel nachgetragen.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 16.06.21 14:12 durch Frank Wunderlich-Pfeiffer.

  3. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: droektar 16.06.21 - 14:11

    Naja, das ist keine schlampige Schreibweise sondern eigentlich der falsche Wert, denn aus Ah lässt sich nur eine Information ableiten wenn man die Zellspannung kennt. Die Zellspannung hängt vom Typ der Zelle ab.

    Wie hier im Artikel genannt durch den Einsatz einer Schwefelkathode „sinkt die Zellspannung aber um fast die Hälfte“.

    Die Formel für den Energiegehalt eines Akkus geht wie folgt:

    E = ( U_Ladeendspannung - U_Entladespannung ) * I_Stromentladung * t_Entladezeit

    Beispiel:
    E = (4,2V - 3,7V) * 1A * 1h =
    = 0,5V * 1Ah
    = 0,5Wh

    Würde man den Akku unter die Entladespannung, im Beispiel 3,7V, entladen, dann könnte man zwar mehr Ladung rausholen aber der Akku wäre hinüber.

  4. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 16.06.21 - 14:15

    Auf 3,7 Volt kommt man schon noch problemlos. Kritisch wird es irgendwo unterhalb von 2 Volt, weil sich dann die Kupferfolien in den Anoden von Lithium-Ionen-Akkus im Elektrolyt auflösen können. Das ist so lange kein Problem, bis der Akku wieder aufgeladen wird, weil sich dann nadelförmiges Kupfer bildet, das den Separator zwischen Anode und Kathode durchdringen und Kurzschlüsse verursachen kann - mit erheblicher Brandgefahr.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  5. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: HerrPetersen 16.06.21 - 14:19

    Ok, danke... Das war ziemlich lange für mich mysteriös.

  6. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 16.06.21 - 14:22

    Kann ich sehr gut nachvollziehen, ging mir nicht anders. Deshalb habe ich es auch sofort nachgetragen. Es ist nach einiger Zeit leider sehr leicht zu vergessen, dass etwas eine sehr erklärungsbedürftige Konvention ist.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

  7. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: droektar 16.06.21 - 14:47

    Muss mich hier nochmal einklinken, meine Formel oben ist grob falsch. Mea Culpa!!

    Richtig ist das hier:
    E = ( ( U_Ladeendspannung - U_Entladespannung ) / 2 + U_Entladespannung ) * I_Stromentladung * t_Entladezeit

    Beispiel:
    E = ((4,2V - 3,7V) / 2 + 3,7V) * 1A * 1h =
    = ( 0,5V/2 + 3,7V ) * 1Ah =
    = 3,95V * 1Ah =
    = 3,95Wh

    Ladeendspannung stimmt auch nicht ganz weil die Spannung am Ende des Ladevorgangs wohl ein wenig höher ist als zu Beginn des Entladens. Aber grob müsste die Formel stimmen.

    Man sieht, dass man mit höherer Zellspannung mehr Energie aus der Zelle holen kann.

    Man kann auch die Ladeendespannung erhöhen und die Entladespannung verringern um länger Strom entnehmen zu können aber das geht halt auf die Lebensdauer. Es ist ein Kompromiss.

  8. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: HerrPetersen 16.06.21 - 16:28

    Kam mir eben schon komisch vor, dass der Wert so niedrig sein sollte. Hab daher versucht deine Formel zu finden, aber erstmal nichts gefunden. Kannst du mit sagen, wo du die gefunden hast?

  9. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: Mandrake 16.06.21 - 20:19

    Her hat sie selbt gemacht :-)

    Her hat die spannung bei voller ladung und die entladene spannung genommen um den mittel wert zu erhalten.
    Dann noch den Strom und dauer en voila die batterie kapazität bei linearer spannungsabfall.

  10. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: HerrPetersen 16.06.21 - 23:19

    Die Hälfte von der Differenz von max und min hat doch erstmal nichts mit dem Mittelwert zu tun? Ich skeptisch.
    ((U_L+U_E)/2)*I*t
    Könnt ich nachvollziehen, wobei ich mit meiner Anschauung für U_L und U_E noch nicht zufrieden bin...



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 16.06.21 23:26 durch HerrPetersen.

  11. Re: Ah - wie viel Volt?

    Autor: HerrPetersen 16.06.21 - 23:59

    Gerade gemerkt, er hat den Mittelwert nur etwas indirekt hingeschrieben...

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