Akkutyp: Lithium-Ionen-Kondensator

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    Von einem Vereinskollegen aus dem Rundfunkmuseum kam ein interessanter Hinweis: Er hatte ein Modell zerlegt (Umrüstung auf kontaktloses Laden) und dabei ist ihm die Bezeichnung vom Akku aufgefallen: Lithium Ion Capacitor

    Das ist eine Kreuzung aus Lithium-Ionenakku und Superkondensator.

    Auszugsweise aus diesem Wiki-Artikel zitiert:

    Zugleich behalten Lithium-Ionen-Kondensatoren die sehr hohe Leistungsdichte von Doppelschichtkondensatoren, besitzen also die Fähigkeit zur schnellen Be- und Entladung gekoppelt mit einer großen Zyklusfestigkeit und langer Lebensdauer, wodurch sie deutliche Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkumulatoren aufweisen.

    Ihre Eigenschaft der schnellen Lade- und Entladefähigkeit gekoppelt mit einer vergleichsweise hohen Energiedichte macht Lithium-Ionen-Kondensatoren für den Einsatz bei neuen Konzepten der Elektromobilität attraktiv,

    Wenn solche Akkus jetzt schon in "Spielsachen" verbaut werden, können die Akkus eigentlich gar nicht so teuer in der Herstellung sein. (?)

    Was den Elektro-Mobilisten recht ist, kann uns dann eigentlich nur billig sein. :saint:

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    Zitiert aus Wikipedia-Beitrag:

    Die hybride Konstruktion von Lithium-Ionen-Kondensatoren mit einer negativen, mit Lithium-Ionen dotierten Akkumulator-Elektrode und einer positiven Lithium-freien Doppelschichtelektrode aus Aktivkohle bietet einige grundsätzliche Vorteile gegenüber Lithium-Ionen-Akkumulatoren.

    • Die Brandgefahr ist deutlich geringer. Denn in Lithium-Ionen-Akkumulatoren kann es bei Überladung oder Überlastung an der positiven Elektrode zu chemischen Reaktionen mit Brandgefahr kommen, wenn Lithium-Metalloxide vom Spinell-Typ mit dem Elektrolyten reagieren. Da Lithium-Ionen-Kondensatoren aber eine Lithium-freie Doppelschicht-Elektrode besitzen, können keine chemischen Reaktionen mit dem Elektrolyten stattfinden. Sie können unter Umständen sogar einen „Nageltest“ überstehen[14].
    • Sie haben außerdem einen deutlich geringeren Bedarf an Lithium
    • und verwenden nur umweltfreundliche Materialien, verbotene Schwermetalle werden nicht eingesetzt

    Die Speicherung der elektrischen Energie erfolgt bei den LI-Kondensatoren durch zwei physikalische Vorgänge, statisch in der Doppelschicht und faradaysch in der Pseudokapazität und nicht durch einen chemischen Prozess wie bei Li-Ionen-Akkus. Dadurch besitzen LICs folgende Vorteile:

    • LICs können nicht überladen werden, wenn die anliegende Spannung im Nennspannungsbereich bleibt.
    • Sie besitzen eine deutlich höhere Leistungsdichte mit der Fähigkeit der schnellen Ladung und Entladung
    • LICs sind Zyklusfest und sie weisen eine deutlich höhere Lade-/Entladezyklenzahl von mindestens 500.000 Zyklen innerhalb der Lebensdauer auf
    • LICs besitzen eine deutlich längere Lebensdauer (> 10 Jahre), weil durch das weitgehende Fehlen chemischer Prozesse die Kennwerte nicht beeinflusst werden.
    • Ein kleinerer Innenwiderstand, der sehr hohe Spitzenströme bei geringerer Eigenerwärmung bei großen Strömen ermöglicht, wird ebenfalls durch die Art der Speicherung ohne chemische Prozesse erklärbar,
    • LICs haben einen größeren Temperaturbereich, −20 bis 70 °C gegenüber −20 bis 60 °C
    • Sie sind wartungsfrei

    Dagegen stehen folgende Nachteile gegenüber LI-Akkumulatoren:

    • Der Preis ist deutlich höher
    • Die Energiedichte ist deutlich geringer, das heißt, ein LIC speichert deutlich weniger elektrisch Energie pro Bauvolumen als ein LI-Akku
    • Die Anzahl der Anbieter ist (noch) recht begrenzt
    • Offizieller Beitrag

    Die geringe(re) Energiedichte ist natürlich ziemlich unpraktisch für uns, aber ansonsten klingt das schon ziemlich praktisch.

    Eventuell auch nur als zusätzlichen "Puffer" um brownouts beim gleichzeitigen anlaufen der Waffe und Vollgas im Antrieb zu vermeiden.

    Wenn dadurch ein kleinerer Hauptakku (oder einer mit einer niedrigeren C-Rate) ausreicht könnte sich das von Platz und Finanzen ggf. schon lohnen.

    • Offizieller Beitrag

    Wahrscheinlich schon, ja.

    Aber im Zweifelsfall nicht so schlecht wenn es Alternativen gibt. Manchmal ist ja auch nicht rein Größe oder Gewicht, sondern auch die Bauform entscheidend.

    • Offizieller Beitrag

    Ehrlich gesagt bin ich mir auch noch nicht sicher, ob diese Akkutypen für uns brauchbar sind. Die vielen Ladezyklen wären schön (vor allem bei den Ant-Rockeys, wobei hier als Alternative die von Daniel vorgeschlagenen AA-Alkalibatterien ein guter Ersatz sind.)

    Um mal ein kleines Gefühl für die Beschaffung von diesen Akkus zu kriegen, im I-Net gesucht. Mein Haus- und Hoflieferant (F.a Reichelt) hat da leider noch nichts im Angebot.

    Bei Farnell (auch einer meiner Distributoren) gäb's was (... zum Bestellen, aber nicht aktuell zum Liefern...):

    Quelle: http://www.Farnell.de => https://de.farnell.com/vinatech/vel13…250f/dp/3414869

    Lieferbar in 13 Wochen. Ok, zur Zeit normal, weil in China immer noch Covid grasiert und viele Fabriken einfach geschlossen werden. (Kriegt hier nur fast keiner mit).

    Mit 250Farad ist das schon ein ganz schöner Hammer.

    • Offizieller Beitrag

    Also wenn ich mir das Datenblatt anschaue: https://www.farnell.com/datasheets/3816250.pdf

    dann scheint der aber keine Ströme liefern zu können. (rated current: 750 mA, pulse discharge

    Current 5 oder 8 A.

    So ganz verstehe ich die Angben nicht, aber das scheint wohl mehr für kleinere Verbraucher gedacht

    zu sein. Und es sind 20000 Ladezyklen angegeben, 3 Jahre Shelf Life geht in Ordnung, länger hat bei mir

    auch noch kein "normaler" Li-Ion-Akku ohne Leistungsverlust überlebt.

    Aber günstig sind sie. Vielleicht wirklich was für die Rockeys... Zumindest bräuchte man dann kein spezielles

    Ladegerät mehr, sondern einfach Spannung anlegen dürfte reichen.

    Ob man die allerdings einfach so in Reihe schalten kann, weiß ich nicht. Oder ob man da wie bei LiPos irgendwelche

    Balancer-Elektronik braucht.

    LG

    -Michael

    • Offizieller Beitrag

    Ob man die allerdings einfach so in Reihe schalten kann, weiß ich nicht. Oder ob man da wie bei LiPos irgendwelche

    Balancer-Elektronik braucht.

    Gute Frage.... die 250F müssen ja auch irgendwie gefüttert werden.

    Spontan hätte ich jetzt beim Laden nicht in Reihe geschaltet, sondern jeden einzeln versorgt. Also im Prinzip "alle parallel" zum Laden. => Ich weiß, ist ein ziemlicher Aufwand bei mehr als zwei Zellen. Und eine Strombegrenzung braucht man wahrscheinlich auch, sonst .... *Knall-Dur* *Peng-Moll*... egal ob beim Ladegerät oder bei dem LiPoC?

    Irgendwann wird's diese Zellen auch beim Reichelt geben, dann bestelle ich mal zwei Stück für Experimente.

    Vor vielen Jahren sind diese Gold-Caps erschienen. Hab' mir auch voller Freude ein paar gekauft und.... der R(h)einfall von Schaffhausen... Da kriegst keinen Strom rein und auch nicht raus. Für einfache Pufferanwendungen also absolut unbrauchbar.

    • Offizieller Beitrag

    Ich hätte jetzt einfach gedacht, dass die Strombegrenzung des zum Laden verwendeten Netzteils das Problem schon lösen würde...

    Aber stimmt schon, wenn die Endladung nur mit 750 mA konstant ablaufen soll, dann dürfte der zulässige Ladestrom in der gleichen

    Größe liegen.

    Wenn ich mal rechne (n lasse), und einen Ladewiderstand von 4 Ohm an einer idealen Spannungsquelle von 5V nehme, dann kriege ich einen

    Strom von 825 mA und eine Zeitkonstante von 1000s (für die 63%) - 5 * Konstante ist voll, also 5000s. Das sind 1 1/2 Stunden, da liegen wir

    im gleichen Bereich wie bei einem gewöhlichen Akku, der aber bein Eintladen wenigstens auch sinnvolle Ströme liefern kann

    (und in der Ant-Größe ja auch nichts kostet)

    Schade, klang eigentlich recht vielversprechend. Die Anwendung dürften wohl eher so Dinge wie Taschenlampen sein, wo man sehr

    oft auf- und entladen will, aber halt moderate Ströme hat. (Wobei hier aber dann wieder ein Step-up-Regler nötig ist, um auch

    bei niedrigen Spannungsn noch was aus dem C rauszuquetschen - hier geht ja die Spannung langsam runter)

    LG

    -Michael

    • Offizieller Beitrag

    dürften wohl eher so Dinge wie Taschenlampen sein, wo man sehr

    oft auf- und entladen will, aber halt moderate Ströme hat.

    Ja, da liegst Du schon richtig.
    Das o.g Modell war ein U-Boot, ca. 12cm lang. Also eher in Richtung "Spielzeug". Wobei dieses "Spielzeug" eine integrierte Ladeelektronik hatte und nur nachträglich mit einer kontaktlosen Ladeeinrichtung (Spule um den Turm des U-Boots) aufgerüstet wurde. Aber ansonsten mit Wasser-Sensor, blauen Front-LEDs,... war schon was enthalten.

    Kleines technisches Gimmick für die kontaktlose Ladung: Erfolgt mit einer 15cm großen Spule im oberen Teil des Tauch-Zylinders. Da werden dann 25W (24V/ca. 1A) bei einer Frequenz von 70kHz "verbraten". => Foto folgt, obwohl es jetzt eigentlich o.o.t. ist.

    • Offizieller Beitrag

    Ja, bei sowas kann ich das verstehen, dass man eine Energiequelle einbauen muss, die man nicht so oft wechseln muss.

    Man will schließlich das Teil so wenig wie möglich auf- und zumachen, sonst ists bald mit der Wasserdichtheit vorbei.

    In meiner Jugend war es immer mein Traum, mir mal ein voll fuktionsfähiges ferngesteuertes U-Boot zu bauen. Habe aber dann nie

    wirklich damit angefangen, weil ich keine Idee hatte, wie ich denn sehen kann, wo das Ding fährt. (Diese billigen Kameras mit

    Funksender, die man heute an jeder Ecke kriegt, gabs ja damals noch nicht)

    Also ists halt dann immer bei RC-Autos und Booten geblieben. Flieger hatte ich auch mehrere gebaut, aber leider alle

    beim jeweil ersten Flug komplett zerstört (bin wohl zu doof dafür)

    LG

    -Michael

    • Offizieller Beitrag

    aber leider alle

    beim jeweil ersten Flug komplett zerstört

    Eine Fernsteuerung hatte ich nie, bis ich 2002 mit den Bots angefangen habe.

    Bei uns in Regensburg war beim Conrad mal eine große Leinwand mit einem Beamer und Flugsimulator aufgebaut. Konnte man mit einer kabelgebundenen Fernsteuerung mal "simuliert fliegen". Meine kläglichen Versuche: Starten ging noch, geradeaus fliegen auch. Aber bei einer Kurve flog das Flugzeug immer nur in eine Richtung (...und es war nicht die gewünschte....) Darum der Entschluss, bei Bodenfahrzeugen zu bleiben.

    Mir ist eingefallen, dass ich ein Foto von dem Akku in dem U-Boot bekommen hatte.