Warum sinkt Spannung und Strom eines Akkus zu Beginn so schnell?

3 Antworten

Es liegt am Innenwiderstand der Spannungsquelle:

Sobald ein Verbraucher eingeschaltet wird, liegen dessen Widerstand und der Innenwiderstand der Spannungsquelle in Reihe. Über den Strom des Verbrauchers kann man anhand der Spannungsdifferenz zwischen belasteter und unbelasteter Spannungsquelle deren Innenwiderstand ausrechnen.

Die Spannungen fallen bei Belastung an beiden Bauteilen proportional zu den Widerständen ab.

Schaltest Du den Verbraucher aus, so steigt auch wieder die Spannung am Akku, weil kein Strom fleißt und der Widerstand nahezu unendlich ist.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Industrieelektriker (Betriebstechnik)

Der Innenwiderstand des Akkus hängt natürlich damit zusammen und ist auch nur die Auswirkung vieler chemischer Effekte im Akku zum Teil hängt das mit einer wirklichen Erhöhung des Innenwiderstandes zusammen, schlechter leitende Elektrodenoberfläche, sinkende Leitfähigkeit des Elektrolyten etc.

Der Innenwiderstand erklärt aber das Verhalten noch nicht ganz, dazu ist auch wichtig ob sich die Leerlaufspannung des Akkus verändert, bei NiCd ändert sich zB die Leerlaufspannung so gut wie gar nicht und der Spannungseinbruch unter belastung ist rein auf den Innenwiderstand zurück zu führen.

Bei anderen Akkutypen zB Lithium Ionen Akkus ändert sich auch die Leerlaufspannung.

Zu Beginn der Entladung ist die Zellenspannung gleich der Spannung durch die Elektrochemische Spannungsreihe bei sinkender Ladung nimmt sozusagen jetzt die chemische Reaktivität der Zellenkomponenten ab und die Elektroden haben jetzt sozusagen weniger Bedürfniss Elektronen ab oder aufzunehmen, wodurch sich die Leerlaufspannung mit sinkender Ladung verringert.

Der Grund warum das zu beginn zu stark ausgeprägt ist weil sich danach ein Gleichgewicht zwischen "verbrauchten" und "unverbrauchten" Elektrolyt ergibt. Ganz zu Beginn und am Schluss kann sich diese Gleichgewicht nicht mehr halten und es kommt dann zu einem massiven Spannungseinbruch.

Das selbe gilt auch für den Innenwiderstand, dieser steigt zu beginn und zum schluss am stärksten.

Die Chemischen Prozesse dahinter sind aber von der Zellchemie abhängig und darum ist der Effekt auch unterschiedlich stark ausgeprägt. Bei Kohle Zink Batterien tritt der so gut wie gar nicht auf.

Hallo!

  • Von welchem Akkutyp sprechen wie hier?
  • Und was bedeutet 'Strom und Spannung sinkt schnell ...'?

LG Bernd

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