LiPo-Akkus und LiPo-Ladegeräte

LiPo und LiPo Ladegerät – die Alleskönner für jeden Modellbauer

Der LiPo , Kurzform von Lithium-Polymer-Akkumulator, hat im Modellbau seit einigen Jahren die bewährten NiMH-Akkus und NiCd-Akkus abgelöst. Und das aus gutem Grund: Die Akkus der neuen Generation sind leistungsstärker, leichter und schneller wieder aufladbar. Anwendung finden sie als Antriebsakkus in RC-Cars, Modellflugzeugen, Modellhubschraubern, Drohnen und als Empfängerakkus in Fernsteuerungen.

Aufbau eines LiPo´s:

Die negative Anode des Lithium-Polymer-Akkus besteht aus einer Graphitverbindung, die Kathode wird aus einer Lithiumverbindung hergestellt. Der Elektrolyt besteht, im Gegensatz zu den NiCd-Akkus, nicht aus einer wässrigen Lösung sondern aus einer Folie auf Polymerbasis. Diese sehr dünnen Folien können in jede erdenkliche Form gewickelt oder gepresst werden. So lässt sich eine Dicke von nur wenigen Millimetern realisieren, weshalb Lithium Polymer Akkus auch in Laptops, Smartphones und Tablets verbaut werden. Da die Energiedichte sehr viel höher ist als bei vergleichbaren Akkus, kommen Lipo ´s sehr leicht daher.

Die Vorteile der LiPo´s auf einen Blick:

• Hohe Energiedichte bei niedrigem Gewicht
• Schnelle Ladung, auch am Modellflugplatz möglich
• Erreichen höhere (Elektro)-Motorleistung als ein Verbrennermotor
• Kein Memory-Effekt
• Können parallel geschaltet werden
• Können nicht auslaufen
• Lassen sich lange lagern, ohne an Energie zu verlieren

Obwohl die Vorteile überwiegen, dürfen auch die Nachteile der LiPo ´s nicht außer Acht gelassen werden. Da LiPos sehr viel empfindlicher sind als andere Akkus, ist beim Betrieb des Modells sowie beim Laden und Lagern besondere Vorsicht geboten. Folgende Ursachen können den Akku zerstören:

• Überladen
• Beschädigung (nach Absturz oder beim Transport)
• Überhitzung bei zu hoher Leistungsabgabe
• Kurzschluss
• Tiefenentladung

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Entladung im Betrieb:

Eine LiPo Akku-Zelle darf nicht unter 2,8 Volt entladen werden. Passiert dies, ist der LiPo Akku möglicherweise nicht mehr zu retten. Solch eine Entladung kann auch bei Spannungseinbrüchen im Betrieb vorkommen. Deshalb sollte stets ein Regler verwendet werden, der bei einer voreingestellten oder einstellbaren Cutt-Off-Spannung die Stromzufuhr unterbricht (Hard-Cut) oder drosselt (Soft-Cut). Empfohlen wird ein Wert mit genügend Reserven, etwa 3,0 Volt. Ohne diese Vorsichtsmaßnahme droht der Absturz des Modells.

LiPo-Akkus können nicht unbegrenzt Energie an den Elektromotor abgeben sondern haben eine individuelle maximale Leistungsabgabe. Diese wird in Form des C-Ratings auf der Außenseite des Akkus angegeben. Da der Strombedarf eines Elektromotors in Ampere angegeben wird, ist hier eine kleine Rechnung notwendig. Dazu wird der vom Hersteller festgelegte C-Wert mit der Kapazität ( = die „Strommenge“ des Akkus, angegeben in Milli-Ampere-Stunden mAh) multipliziert und durch Tausend geteilt.  Rechenbeispiel: 2.200 mAh * 30C / 1000 = 66 Ampere.
Es muss unbedingt darauf geachtet werden, dass dieser Wert nicht überschritten wird, z.B. bei Vollgas. Ansonsten überhitzt der LiPo Akku und kann zerstört werden. Dies geschieht bereits ab einer Temperatur von 65°C. Kurzzeitige Belastungsspitzen verringern zudem enorm die Anzahl der möglichen Ladezyklen. Ist der LiPo Akku aufgebläht, ist dies ein Anzeichen für Überlastung. Ein geblähter Akku darf nicht mehr geladen werden sondern muss fachgerecht entsorgt werden.

LiPo-Akku laden:

Je nach angestrebtem Anwendungszweck, sind im Handel LiPo Akkus mit einer oder mehrerer Zellen erhältlich (z.B. 1S, 2S, 3S, 4S, 5S). Die Nennspannung einer einzelnen Zelle beträgt 3,7 Volt, die Ladeschlusspannung 4,2 Volt. Für den Ladevorgang muss ein spezielles LiPo Ladegerät verwendet werden, welche die Ladung bis zum Erreichen der Ladeschlussspannung per UI-Ladeverfahren durchführt und den Ladevorgang automatisch stoppt. Ladegeräte haben in der Regel Anschlüsse für 4mm Goldstecker. Sollten Sie an Ihren LiPo Akkus andere Stecker verlötet haben, benötigen Sie einen Adapter. Dieser ist in der Regel im Zubehör des LiPo Laders enthalten.

Dabei kommt ein, im Gerät integrierter, sogenannter Balancer zum Einsatz, der Spannungsunterschiede zwischen den Zellen ausgleicht, ansonsten besteht die Gefahr, dass eine einzelne Zelle überladen wird. Wird ein falsches Ladegerät eingesetzt, die falsche Ladespannung eingestellt, die Ladeschlussspannung überschritten oder auf den Balancer verzichtet, kann der LiPo-Akku in Brand geraten und zerstört werden (Explosionsgefahr). Beim Ladevorgang sollte der Akku deshalb immer auf einer feuerfesten Unterlage liegen. Eine beim Laden beschädigter LiPo-Akku kann auch noch nach dem Ladevorgang in Brand geraten. Sie müssen in jeden Fall den LiPo-Akku entsorgen. Auf dem Markt sind diverse Balancer-Stecker erhältlich. Passt der Stecker Ihres Ladegerätes nicht zum Stecker des Akkus, benötigen Sie einen Adapter.

Ladespannung:

Gewöhnlich werden LiPo Akkus mit 1C, also einem Zehntel der Kapazität geladen. Bei einem Akku mit 2.200 mAh entspricht dies einem Ladestrom von 2,2 Ampere. Die mögliche C-Rate unterscheidet sich von Hersteller zu Hersteller. Manche Akkus können bereits mit 10C oder höher geladen werden. Dies ist besonders für Modellflieger attraktiv, die direkt am Modellflugplatz zwischenladen möchten. Dies sollte aber im Freien geschehen und aufgrund der Brandgefahr nicht im Auto. Der Ladestrom muss zwingend eingehalten werden, sonst droht die Zerstörung des Akkus. Bei modernen Computer-Ladegeräten wird die Kapazität und die Ladespannung über ein Display angewählt. Den gesamten Ladevorgang übernimmt dann die Elektronik des Ladegerätes. Ist auf dem Akku keine Ladestromangabe des Herstellers angegeben, darf maximal mit 1C geladen werden. Die maximale Ladekapazität kann bei vielen Ladegeräten eingestellt werden, das ist ein zusätzliches Sicherheitsplus.

Kosten eines Lipo Akkus

Waren LiPo´s vor einigen Jahren noch hochpreisig, sind die Akkus mittlerweile dank Massenfertigung recht günstig zu bekommen. Die Qualität kann dabei jedoch stark variieren, was sich insbesondere bei der Sauberkeit der Lötstellen und den möglichen Ladezyklen bemerkbar macht. Ein hochwertiger, im deutschen Fachhandel (auch Online-Shop) gekaufter 3S Lipo-Akku mit 2.200 mAh, kostet rund 15 Euro. Ordern Sie mehrere Stück, sind auch Rabatte und kostenloser Versand möglich.

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