Akku - Gleiche Kapazität für Laden und Entladen?

6 Antworten

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So ungefähr, aber nicht ganz. Das Wort "Kapazität" ist sehr dehnbar (As sind eigentlich eine "Ladung"!); bei Kondensatoren oder Batterien kommt es auf die Energie an, die da drinne ist:. Deine Berechnung 3,7Wh ist schon mal ganz gut, man spricht da von dem "Nominalwert"

Das kriegst Du aber nicht alles raus, weil der Akku nur bis zu einer gewissen Minimalspannung benutzbar ist, was bei LiPos etwa 3,3 V, bei Li-Ionen 2,5 V sind .

Man kann aber davon ausgehen, dass Du 80% des "Nominalwertes" nutzen kannst. Darin (also in der korrekten Angabe des Nominalwertes) unterscheiden sich Hersteller durchaus!

Beim Laden muss diese Energie also erst mal wieder rein. Das geht, hast Du ganz richtig gesehen, mit einem Strom bei einer bestimmten Spannung. Für die Spannung gibt es Grenzen, bei LiPos sollten (dürfen!) nicht mehr als 4,2V verwendet werden. Auch der Ladestrom ist begrenzt, üblicherweise auf eine etwas trickige Größe, die man 1C nennt (in Wirklichkeit aber als 1*C [mAh] / [h] berechnet werden müsste), wobei man für C die "Kapazität = "Ladung einsetzt. Bei einem 5000mAh Akku kann man also mit 5 Ampere laden.

So dieser Strom wird verwendet um die Chemie im Akku neu zu arrangieren. Dabei entsteht ein ERHEBLICHER Teil Wärme, es sind recht "exotherme" Reaktionen, die sich da abspielen. Bei LiPos wird allerdings ein Wirkungsgrad von satten 90% angegeben (bei NiMH aber höchstens 70%).

Beispielsrechnung: Um einen 5Ah LiPo mit 5 A aufzuladen brauchst Du also etwa 1 Stunden 5Ah/5A / 90% *4,2 / 3,7 ; dabei wird dann 2 Wh in Wärme umgesetzt, während der Stunde also 2 W Das ist nicht ohne, erfordert aber noch keine Kühlung.

Bei einem 1000mAh Akku wären es nur 0,4W.

Ja,ja - wenn man an seine eigenen Formeln glaubt und nicht nachdenkt!

Der Ladestrom in den Akku arbeitet ja gegen die (sagen wir mal) 3,3V des leeren Akkus an! Die übertragene Leistung beträgt also nur:

Ladestrom * (4,2 - 3,3) V, abnehmend mit zunehmender Akkuspannung!

Die richtige Formel sollte also lauten:

A: Wie viel Energie soll am Ende drinne sein? 3,7 V / 5 Ah

B: Wie viel Energie wird pro Stunde geladen (= "Leistung")? (4,2 -3,3) V * 5 A / 90%

Also Ladezeit ca. T = A / B = 3,7 / 0,9 /90% = ca 4,5 Stunden

Abgegebene Wärme während der Zeit:: (4,2 -3,3) V * 5 A * 10% = ca. 0,5 W

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@DonDeSilva

Deine erste Rechnung war besser!

Ladezeit = 5Ah / 5h /0.9 = ca. 1,1h

Wärmeleistung = (4,2V - 3,7V) * 5 A = ca. 2,5 W

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Der Akku bekommt nicht die vollen 5V. Die Ladespannung liegt etwas höher als der Nennwert. Es soll ja Ladung in den Akku rein. Ein kleiner Verlust entsteht, aber in der Regel kann man sagen sagen, dass ein Akku der 1000 mAh abgibt, auch 1000 mAh aufnehmen muss.

Hat mein Akku z.B. 1000 mAh, so entspricht das 3,7 Wh, richtig soweit?

Korrekt. Mit den von anderen genannten kleinen Anmerkungen, dass die Spannung beim Entladen sinkt und die Kapazitätsangabe bis zu einer willkürlich gewählten Entlade-Schluss-Spannung gemessen ist, das Handy aber bei dieser Spannung schon längst abgeschaltet hat.

Geladen wird der Akku jedoch mit 5 V. Kann ich davon ausgehen, dass dabei die gleichen 1000 mAh durchs Kabel fließen und zum Laden demnach 5 Wh geleistet werden?

Im Prinzip ja. Vielleicht etwas weniger als 5V (die Wandlung erzeugt dann Verluste im Ladegerät), aber allgemein gilt, dass zum Laden eines Akkus eine höhere Spannung benötigt wird als der Akku hinterher hat.

Oder gibt es weitere Verluste

Die gibt es. Dein Beispiel-Akku ist nämlich nach einer Stunde noch nicht voll. Damit Du 1000 mAh entnehmen kannst, musst Du zwischen 1200 mAh und 1400 mAh reinstecken. Weil beim Laden im Akku nicht nur die eine gewünschte elektrochemische Reaktion erfolgt, sondern daneben noch andere. Beispielsweise die Bildung von Wasserstoff oder Sauerstoff aus einem wässrigen Elektrolyt.

Falls sich die Frage ausschließlich auf Li-Ionen-Akkus bezieht: Da gibt es natürlich keinen wässrigen Elektrolyt. Und es muss nur unwesentlich mehr Ladung reingesteckt werden als später entnommen werden kann, ca. 1050 mAh, wenn die 1000 mAh kurz danach (also keine Zeit für Selbstentladung) und bei Raumtemperatur entnommen werden.

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