minerva: Batterie-Ersatz

Die Beschaffung passender Batterien 2R10R für dieses Radio wird zunehmend schwieriger. Als Ersatz sind 2 Stück Li-Io-Akkus 18650 sehr gut geeignet. Die etwas höhere Spannung schadet dem Radio nicht. Vorzuziehen sind Zellen mit integrierter Schutzschaltung gegen Überladung und Tiefentladung. Die Akkus werden von der Isolationsfolie befreit und in ein 14cm langes Elektroinstallationsrohr M20 eingeschoben. Zur Serienschaltung der Zellen wird aus blankem Kupferdraht eine Feder gebaut die zwischen den Zellen für Kontakt sorgt. Dieser Akkupack wird mit 8,2V Konstantspannung (Labornetzgerät) und maximal 1A geladen. Wenn der Strom auf wenige mA absinkt, sind die Akkus voll.

Abmessungen:

Stabbatterie 2R10R: Länge 73mm, Durchmesser 21,5mm

18650 ohne Schutzschaltung: Länge 65mm, Durchmesser 18mm

18650 mit Schutzschaltung: Länge 69mm, Durchmesser 18mm

Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.

Hallo Herr Heigl,

Ihre Idee des Ersatzes der 2x 2R2R-Batterien durch 2x LiIon-Akkus finde ich super. Hier kann man sicherlich auch noch Lösungen für andere Batterietypen in Kofferradios entwickeln!?
Ich habe allerdings einige Bedenken:

Ich starte mal mit einer Metapher: LiIon-Akkus sind - im Gegnsatz zu z.B. NIMHD-Akkus - regelrechte Mimöschen. Nur durch relativ aufwendige umgebende Elektronik werden sie überhaupt für den Alltag tauglich. 

Ein paar Beispiele (Alle Werte sind typische Werte):

• Unterladung (Tiefentladung) < 3V führt zu deulicher Reduzierung der Lebensdauer.
• Überladung > 4,3V führt zur schnellen Zerstörung mit Brandgefahr!!!
• Die Ladetemperatur sollte zwischen 0°C und 45°C liegen.

Aus diesen Gründen wird in mit LiIon-Akkus betriebenen Geräten immer ein doppeltes Sicherheitskonzept realisiert:

1. Ebene:

In jedem LiIon-Akku selbst ist - von außen nicht zugänglich - eine Sicherheitschaltung (MOS-IC mit Power-MOS-Leistungsschalter) integriert. Diese Schaltung reagiert z.B. mit elektonischer Abschaltung bei

• Unterladung < 3V
• Überladung > 4,3V
• Kuzschluss

2. Ebene:

Auf diese Parameter der internen Schutzschaltung des Akkus muss auch die externe Ladeschaltung abgestimmt sein. Wesentlich:

• Bei Unterladung des Akkus (< 3V) muss der LiIon-Akku mit einem deutlich reduzierten Ladestrom (< 10mA) "aufgepäppelt" werden (trickle charging).
• Volle Ladestromzuschaltung bei ca. 3,2V
• Lade-Abschaltung bei 4,2V

Alle diese Anforderungen sind beispielweise in jedem Mobil-Telefon mit LiIon-Akku realisiert.

Dieses Funktions- und Sicherheitskonzept sollte auch für den von Ihnen vorgeschlagenen LiIon-Akku 18650 gelten. Praktisch bedeutet das

• Nur Verwendung von Akkus, die nachweislich eine intergrierte Schutzschaltung aufweisen. Steht meistens im Verkaufs-Angebot
• Verwendung eines speziellen Ladegerätes für den Typ 18650.
  Diese sind am Markt erhätlich. Bitte keine unbekannte Billigware. Ein CE-Zeichen bietet nur eine geringe Aussage, sollte aber in jedem Falle auf dem Leistungsschild stehen.
  Bei einem Ladegerät mit mehreren Ladeschächten sollte jeder Schacht eine eigene elektronische Überwachung mit Abschaltung aufweisen.
• Ein Labornetzteil ist denkbar ungeeignet, da bei einem Fehler in der Schutzschaltung des Akkus die oben beschriebene 2. Ebene (Sicherheit) völlig fehlt.

Ein potentielles Problem könnten 18650 Akkus aus Fernost aufweisen, da hier die Qualität oft völlig unduchsichtig ist. Hier ist Vorsicht geboten. In jedem Falle sollte man eine Eingangsprüfung vornehmen:
Akku an einem Labornetzteil bei einer Strombegrenzung von 100mA unter permanenter Aufsicht laden und den Abschaltpunkt (Stromabfall) der Akku-internen Schutzschaltung bei ca. 4,3V nachprüfen.

 

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