18650, 18350, 14500, 10440
Sind Akkus die gern in verschiedenen Akkuträgern beim Dampfen genutzt werden.
Allesamt sind Lithium-Akkus mit verschiedenen Chemischen Inhaltsstoffen!

Das aktive Material der negativen Elektrode eines gängigen Li-Ionen-Akkus (2010) besteht aus Graphit. Die positive Elektrode enthält meist Lithium-Metalloxide (vom Spinell-Typ), wie LiCoO2 (Lithiumcobaltdioxid), LiNiO2 oder LiMn2O4.

Das Innere eines Lithium-Ionen-Akkumulators ist völlig wasserfrei (Gehalt an H2O < 20 ppm), an etwaigen Beschädigungen eindringendes Wasser reagiert unter starker Wärmeentwicklung mit Brand- und Verpuffungsgefahr. Der Elektrolyt besteht aus in aprotischen Lösungsmitteln wie Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat oder 1,2-Dimethoxyethan gelösten Lithiumsalzen wie LiPF6.

IEC-Nomenklatur (weltweiter Standad) und industriegegängige Abkürzungen für bestimmte Akkuchemien (nichts offizielles)


Hier wird es jetzt kurz mal etwas verwirrend es gibt mehrere Varianten wie unsere Akkus durch ihre Chemische Zusammensetzung genannt werden.
Das währen:
IEC-Nomenklatur (weltweiter Standad) z.B ICR, IMR, INR
Industriegegängige Abkürzungen für bestimmte Akkuchemien (nichts offizielles) z.B NCO, NMO etc..

Nun mal zur Aufklärung des ganzen:
Gemäß internationaler Norm IEC 61960 Version 2.0 aus 2011 ist ICR eine korrekte Bezeichnung für eine runde Lithium-Sekundärzelle (Akku) mit Cobalt im Kathodenmaterial (auch wenns keine "reine" LiCoO2 ist).
Wenn man es genau nimmt könnte man eine LiNiMnCoO2-Zelle sowohl als "ICR", "IMR" und auch als "INR" bezeichnen.
Einzig für eine LiMnO2 wäre nur "IMR" die gültige Bezeichnung da diese Zelle kein Cobalt enthält.
In der Industrie wird aber gerne mit tollen Neuen Abkürzungen um sich geschmissen damit müssen wir leider Leben.
Schaut demnach lieber nach der Genormten IEC Bezeichnung in den folgenden Beispielen sind immer beide Varianten angegeben!


Hier folgend ein paar Beispiele mit Pro und Contra der einzelnen!

LiCoO2 Akkus (Kurzname ICR (LCO ist nur eine Herstellerbezeichnung)) sind die gebräuchlichsten.
Pro: hohe Kapazität.
Con: "unsicher", nur bis 2C belastbar.
Gibt es bis ca. 2600mAh (immer auf 18650 Größe bezogen).
z.B.: Sanyo UR18650F(M), und fast alle Hersteller die geschützte Akkus anbieten.

LiNiCoAlO2 Akkus (Kurzname ICR (NCA ist nur eine Herstellerbezeichnung)).
Pro: noch höhere Kapazität.
Con: "unsicher", nur bis 2C belastbar. Durch den Spannungseinbruch bei höherer Strombelastung ist die tatsächlich zum Dampfen nutzbare Kapazität in stromhungrigen Geräten wie "hochregelbaren" Mods (Provari, Lavatube..) trotz der hohen Nominalkapazität vergleichsweise gering!
Gibt es bis 3100mAh
z.B.: Panasonic NCR18650, NCR18650A, AW, Redilast, EagleTac, WEISS, intl-outdoor und weitere Akkumarken verkaufen diese in sicherer Ausführung mit Schutzschaltung (Protection) versehen.

LiMn2O4 (Spinell) Akkus (Kurzname IMR (LMO ist nur eine Herstellerbezeichnung)).
Pro: "sicher", hoch belastbar bis ca. 10C (15A). Hohe Ladeströme bis ca. 3C möglich.
Con: geringe Kapazität.
Gibt es bis 2000mAh.
z.B.: Sony US18650V(1), US18650VT(C2), Sanyo UR18650W, BDL-IMRs, AW IMR-Akkus.

Hinweis zu den AW-Akkus ("original immer button top / mit Nuppel!"). Die AW fakes, die mutmaßlich keine IMR sind, stellen ein hohes Sicherheitsrisiko dar. Zu Eurer Sicherheit die kleinen, gefälschten AW nie in reihe schalten! Schaltet nur sichere IMRs in Reihe, bei den fakes stacked man tatsächlich u.U. unprotected LiCos..


LiFePO4 Akkus (Kurzname LFP) .
Pro: extrem Belastbar (30C), sehr sicher, umweltfreundlich.
Con: niedrigere Spannung von 3,3V (geeigneter Lader wird benötigt), geringe Kapazität.
Gibt es bis 1100mAh.
z.B.: APR18650M1-A von A123 Systems

LiNiMnCoO2 Akkus (Kurznahme INR (NMC ist nur eine Herstellerbezeichnung)) sind eine "Kombi-Chemie" aus ICR/IMR und haben die Vorteile der beiden.
Pro:"sicher", teils hoch belastbar bis ca. 5C (10A) und ordentliche Kapazität.
Con: teils nicht hoch belastbar z.B : Panasonic CGR18650CG (statt ..H)
Gibt es bis 2250mAh
z.B.: Sanyo UR18650A, UR18650E, Panasonic CGR18650CH, BAK B18650CC, Sony US18650V2 und US18650V3
(LiNiMnCoO2 haben eigentlich 3,7V Nominalspannung.
Nun lässt sich die Industrie aber bei der Elektrodengestalung einiges einfallen. Verbreitet sind z.B. "NiO2 / Co- and Mn"-doped Elektroden, die Akkus mit 3,6V nomimal abgeben, trotz LiNiMnCoO2-Chemie.)


Im Dampfer-Bereich hat man es überwiegend mit diesen Akkutypen zu tun:

ICR ("LiIon klassisch" -> wenn keine gesonderte Angabe, meist unprotected)
ICR ("LiIon klassisch" protected)
IMR ("Li-Mn") unprotected (aber "chemisch" relativ sicher)
INR ("Li-Ni-Mn") unprotected (aber "chemisch" relativ sicher) Dieser Typ hier wird ganz klar der neue Renner bei uns Dampfern.

Die Informationen eines Lithiumakkumulators:
-Kein Memory-Effekt
-Die Sellbstentladung ist sehr gering
-Lebensdauer
Generell ist die Lebensdauer stark abhängig von den verwendeten Materialien und deren Qualität, insbesondere deren Reinheit, sowie vom Umgang mit dem Akku. Sehr hochwertige Zellen verlieren auch nach mehreren Jahren im Einsatz und zigtausenden Lade- und Entladezyklen nur einen sehr geringen Teil ihrer Kapazität und Leistung und verhalten sich entsprechend „fast wie neu“.
Also Leute achtet darauf hochwertige Zellen zu kaufen!

Varianten:

"protected" (geschützte) Lithium Ionen Akkus, diese sind elektronisch gegen Über- (> 4,2V) oder Unterspannung (< 3V) und gegen Kurzschluss und Verpolung geschützt. Wobei man sich auch auf diesen Schutz niemals verlassen sollte.
Die Protection wird als an den Polen angebrachte Schutzschaltung in Form einer Platine realisiert und führt zu einer Verlängerung des Akkus, was in eng konstruierten Geräten wie der Lavatube platzprobleme mit sich bringt.
Bei Tiefentladung z.B. durch lange Lagerung in entladenem Zustand legen manche Protections den Akku sinnvollerweise komplett tot, da dieser chemisch als nicht mehr sicher zu betrachten ist.

"unprotected" (ungeschützte) Lithium Ionen Akkus, diese besitzen keinen Schutz und sollten mit Vorsicht behandelt werden da sie bei falscher Handhabung
zu einer schönen kleinen Minibombe werden können!!! (Und das wollen wir ja nicht)
Ausnahme hierbei sind die eigensicheren IMR-Zellen in LiMnO2 oder LiNiMnCoO2-Chemie.

Bauformen:

Man unterscheidet zwischen "klassisch flat top" (Pluspol liegt tiefer als der umliegende Schrumpfschlauch, soll u.a. Reihenschaltungen verhindern)

"large button top" (Pluspol liegt erhöht über dem umliegenden Schrumpfschlauch, Reihenschaltung möglich)

Und "small button top" (Kurzform: "button top") - Pluspol trägt einen Nuppel.

Manche Geräte Akkuträger und auch Ladegeräte (!) funktionieren nicht mit Akkus, die nicht "small button top" ("mit Nuppel") sind, z.B. Provari. Hier kann man den fehlenden "Nuppel" durch ein rundes Neodymmagnetlein, erforderliche Größe je nach Gerät und Akku 1 oder 2 mm hoch sowie Durchmesser 3-4 mm, "nachrüsten". Günstig erhältlich z.B. in Online-Shops für Magnete.

Entsorgung:

Eure alten Lithium-Akkus könnt ihr in Jede Batterie-Sammelbox werfen!
Es gibt da nur eine Kleinigkeit zu beachten!
Klebt bitte die Pole eures alten Akkus ab mit z.B. Klebeband oder Isolierband.
So kann nichts passieren also auch kein Kurzschluss entstehen.


Hinweise zum Umgang mit Li-Ionen-Akkus:

Warnung!!!!!!
Im Falle von Akku-Unfällen NIEMALS mit Wasser löschen, macht die chemische Reaktion nur noch heftiger! Akku dort hinwerfen, wo er nichts in Brand setzen kann und ausgasen sowie abkühlen lassen, geschlossene Räume gut Lüften (!) oder mit Sand löschen.

Ladung:

Lithium-Akkus sollten sich beim Laden nur minimal (weniger als Handwarm) erwärmen, alles andere spricht für möglicherweise gerade stattfindende Überladung (defektes / ungeeignetes Ladegerät) oder für einen bereits chemisch beschädigten Akku (aussondern!).
Allerdings überträgt sich bei manchen Konstruktionen Wärme vom Ladegerät auf den Akku. Der Akku selbst sollte aber keine Nennenswerte Wärme produzieren (sonst stimmt was nicht).

Die Ladespannung beträgt typischerweise 4,0 V - 4,2 V. Da Li-Ion-Akkus keinen Memory-Effekt kennen und auch nicht formiert werden müssen, werden sie immer auf die gleiche Art geladen: Zuerst wird mit konstantem Strom geladen, der idealerweise zwischen 0,6 und 1 C liegen sollte. Die Abkürzung C steht hier für den auf die Kapazität bezogenen relativen Ladestrom (d.h. A/Ah) und ist nicht mit der Einheit Coulomb (d.h. As) zu verwechseln; ein Ladestrom von 0,75 C bedeutet, dass ein Akku mit einer Kapazität von 1 Ah mit 0,75 A geladen wird. Erreicht der Akku eine Zellenspannung von 4,2 V, wird diese Spannung gehalten, bis der Ladestrom fast auf Null zurückgefallen ist. Die Ladung wird mit Erreichen von 3 Prozent des Anfangsstroms beendet oder wenn der Ladestrom nicht mehr weiter absinkt. Die Ladeschlussspannung von produktabhängig 4,1 V bis 4,35 V muss mit weniger als 50 mV Toleranz eingehalten werden. Zwar gibt es Schnellladeelektroniken, die mit bis zu 2 C laden, jedoch wird die Verkürzung der Ladezeit durch Kapazitäts- und Lebensdauerverlust des Akkus erkauft. Liegt die Zellenspannung unterhalb der Tiefentladeschwelle, lädt die Ladeelektronik bis zum Erreichen der Mindestspannung zunächst nur mit geringer Stromstärke. Neue Entwicklungen wie etwa die SCiB erlauben durch ihren geringen Innenwiderstand auch ohne Einbußen der Lebensdauer erheblich höhere Ladeströme von über 10 C.

Entladung:

Die Spannung des Li-Ion-Akkus sinkt während der Entladung kaum ab; erst kurz vor der vollständigen Entladung geht die Zellenspannung stark zurück.[12] Entladeschlussspannung ist 2,5 V; diese darf nicht unterschritten werden. Bei Entladung mit 0,2 C (das entspricht einem Entladestrom in Höhe von einem Fünftel des Nominalwerts der Nennkapazität) können typabhängig etwa 500 (Lithium-Cobalt) bis 4000 (Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator) Ladezyklen durchgeführt werden, bis die Kapazität des Akkus auf 80 % seiner Ursprungskapazität zurückgefallen ist. Bei Entladung mit höheren Stromstärken altert der Akku aufgrund der durch die höheren Ströme entstehenden thermischen Belastung erheblich schneller. Idealerweise sollte ein Li-Ion-Akku mit 0,2 C belastet werden, ein Akku mit einer Kapazität von 5 Ah also mit maximal 1 A.

Ladegeräte:

Herkömmliche Li-Ionen-Akkus dürfen nur mit einer speziellen Ladeschaltung geladen werden. Die Elektronik steuert den ladungsabhängigen Ladestrom und überwacht insbesondere die exakt einzuhaltende Ladeschlussspannung. Auch bei vorhandener interner Schutzschaltung sollte nur mit passenden Geräten geladen werden. Schnell-Ladegeräte sollten immer unter Aufsicht und möglichst nicht in der Nähe brennbarer Materialien benutzt werden.

Allgemein hin wir von den Akku-Herstellern die Ladeart CC/CV empfohlen wie sie auch im Abschnitt Ladung beschrieben wird.
Leider laden die meisten einfach konstruierten Geräte, dazu zählen alle mir bekannten Trust- und Ultrafire-Lader, durch ihre elektrisch primitivere Konstruktion nicht im CC/CV-Modus (terminieren aber größtenteils wenigstens den Ladevorgang ordentlich, überladen somit zumindest nicht).
Der Xtar WP2 II wäre der günstigste bekannte Lader (neben den USB-Ladern von Xtar), der CC/CV nutzt.
(Beim Xtar WP2 II existieren 2 Varianten die von außen nicht zu unterscheiden sind! Der einzige unterschied ist die Ladeschlussspannung [rev:1 = 4,16V] [rev:2 = 4,22V] )
Die Ladegeräte der Firma Pila sind auch zu empfehlen wen auch etwas teurer ca. 40€

Leider gibt es Billigst-Noname-Lader (leider bei vielen Kits dabei), die zwar eine spannungsabhängige Ladezustands-Leuchtdiode haben, welche bei Volladung die Farbe zu grün wechselt, deren Elektronik aber so primitiv konstruiert ist, dass der Akku weiter beladen wird, wird er nicht aus dem Ladegerät entnommen!

Lagerung:

Im Handel sind Transportboxen erhältlich die die Lagerung und denn Transport noch etwas Sicherer gestalten!

Gerade der Transport von Akkus "lose in der Tasche", wo diese ggf. auch noch mit metallischen Gegenständen in Kontakt kommen, birgt eine große Gefahr. Dabei sind entsprechende Transportboxen für Akkus in der Standardgröße 18650, in die natürlich auch kleinere Akkus passen, sehr günstig im spezialiserten Handel erhältlich.

Der Ladezustand soll 55–75 % betragen, kühle Lagerung ist vorteilhaft. Die Elektrolyte in der Zelle dürfen nicht gefrieren, was einer Mindesttemperatur um −25 °C entspricht. Hersteller empfehlen eine Lagerung bei 15 °C bei einem Ladestand von 60 % – ein Kompromiss zwischen beschleunigter Alterung und Selbstentladung. Ein Akku sollte etwa alle sechs Monate auf 55–75 % nachgeladen werden. Lithium-Ionen-Akkumulatoren dürfen sich auch bei Lagerung nicht unter 2,5 V pro Zelle entladen.

Gefahren beim Umgang mit Li-Ionen-Akkus:


Warnung!!!!!!
Im Falle von Akku-Unfällen NIEMALS mit Wasser löschen, macht die chemische Reaktion nur noch heftiger! Akku dort hinwerfen, wo er nichts in Brand setzen kann und ausgasen sowie abkühlen lassen, geschlossene Räume gut Lüften (!) oder mit Sand löschen.


Ohne spezielle Schutzmassnahmen neigen Li-Ionen vor allem zum thermischen Durchgehen.

Mit der steigenden Verwendung dieser Akkus mehren sich Meldungen von Überhitzung und spontanen Selbstentzündungen. Dies führt zu kostspieligen Rückrufaktionen der Hersteller.

Es gibt Bemühungen die auftretenden Risiken zu minimieren. Dennoch scheinen diese (Stand 2011) nicht überall umgesetzt zu werden oder noch nicht ausgereift zu sein. Folgende besondere Risiken sind bekannt:

Mechanische Belastung:

Mechanische Beschädigungen können zu inneren Kurzschlüssen führen. Die hohe Stromstärke lässt das Gehäuse schmelzen und in Flammen aufgehen. Unter Umständen ist der Defekt nicht unmittelbar zu erkennen. Auch 30 Minuten nach der Beschädigung kann es noch zum Brand kommen.
Bereits ein ganz normaler haushaltsüblicher Sturz aus (1,20 Meter Höhe, Fliesenboden, Kante) kann einen Akku irreparabel beschädigen.
Behandelt unsere Lieblinge also mit Vorsicht!

Chemische Reaktionen:

Lithium ist ein hochreaktives Metall. Auch wenn es wie bei Lithiumbatterien „nur“ als chemische Verbindung vorliegt, sind die Komponenten eines Li-Ionen-Akkus leicht brennbar. Ausgleichsreaktionen beim Überladen, zum Beispiel die Zersetzung von Wasser zu Knallgas wie bei anderen Akkus, sind nicht möglich. Li-Ionen-Akkus sind zwar hermetisch gekapselt, dennoch sollten sie nicht in Wasser getaucht werden; (defekte) Lithium-Zellen reagieren grundsätzlich heftig mit Wasser, insbesondere in voll geladenem Zustand. Brennende Akkus dürfen daher nicht mit Wasser, sondern sollten zum Beispiel mit Sand gelöscht werden. In den meisten Fällen besteht im Falle eines Brandes lediglich die Möglichkeit, auftretende Folgebrände zu löschen und den Akku kontrolliert abbrennen zu lassen. Die Elektrolytlösung ist meist brennbar. Ausgelaufene Elektrolytlösung eines Li-Ionen-Akkus kann fern vom Akku mit Wasser abgewaschen werden.

Brand:

Interne Schutzschaltungen wie Temperatursensoren oder eine Spannungsüberwachung sollen bei Überladung oder Überlastung eine Entzündung der brennbaren Elektrolytlösung verhindern. Falls allerdings keine Schutzelektronik vorhanden oder selbige defekt ist, kann der Akku Feuer fangen. Li-Ionen-Akkus dürfen, wie andere Akkumulatoren auch, nicht kurzgeschlossen werden. Durch Kurzschluss (auch mit Metallschmuck oder Werkzeugen) können Feuer oder Verbrennungen verursacht werden. Moderne Li-Ionen-Phosphat-Zellen sind durch Keramikfolien besser gegen Überladen und mechanische Beschädigung abgesichert.

Also geht bitte immer vorsichtig mit diesen Dingern um und wen ihr Fragen habt stellt sie doch auch!
Es ist besser einmal mehr zu fragen als sich durch Nichtwissen oder Unachtsamkeit in Gefahr zu bringen!

Gut das war dann mal ein kleiner Überblick zu Lithiumakkus.
Ich hoffe ich hab nicht allzuviel vergessen!
Quellen :
- DTF-Forum
- Wikipedia
- www.lygte-info.dk
- weitere Seiten
Danke für noch ergänzende Informationen an SabblMR!!!

letzte Änderung am 18.06.2012

mfg RXV-659