Wie überprüft man die Leistung eines Lithium-Ionen-Akkus? Beherrschen Sie den Unterschied zwischen Ladezustand und Akkuzustand.

Um den sofortigen Ladezustand eines Lithium-Ionen-Akkus zu überprüfen, verwenden Sie ein Multimeter, um dessen Gleichspannung zu messen. Nachdem Sie Ihr Multimeter auf die Gleichspannungseinstellung eingestellt haben, verbinden Sie die rote Prüfspitze mit dem Pluspol (+) des Akkus und die schwarze Prüfspitze mit dem Minuspol (-). Der Wert auf dem Display zeigt die aktuelle Spannung des Akkus an, die direkt seinem Ladezustand entspricht.

Der entscheidende Unterschied, den es zu verstehen gilt, ist, dass die Spannungsmessung Ihnen den aktuellen Ladezustand (wie "voll" er gerade ist) des Akkus anzeigt, nicht aber seinen gesamten Gesundheitszustand (seine Fähigkeit, eine Ladung im Vergleich zum Neuzustand zu halten).

Warum die Spannung nur die halbe Wahrheit ist

Eine einfache Spannungsmessung ist eine hervorragende Momentaufnahme, aber sie enthüllt nicht das vollständige Bild des Zustands eines Akkus. Um seine Leistung wirklich zu verstehen, müssen Sie zwischen zwei Schlüsselmetriken unterscheiden: Ladezustand (State of Charge) und Gesundheitszustand (State of Health).

Den Ladezustand (SoC) verstehen

Der Ladezustand (State of Charge) ist eine Messung, wie voll der Akku zu einem bestimmten Zeitpunkt ist, ausgedrückt in Prozent. Die Spannung ist unser bester einfacher Indikator für den SoC eines ruhenden Akkus.

Für eine typische Lithium-Ionen-Zelle mit 3,7 V Nennspannung korreliert die Spannung mit ihrem Ladezustand:

• 4,2 Volt: ~100 % geladen (voll geladen)
• 3,7 Volt: ~40-50 % geladen (Nenn- oder Lagerspannung)
• 3,2 Volt: ~0 % geladen (vollständig entladen)

Wenn Ihr Akku unter 3,0 V anzeigt, ist er möglicherweise übermäßig entladen und potenziell beschädigt.

Die eigentliche Frage: Der Gesundheitszustand (SoH)

Der Gesundheitszustand (State of Health) beschreibt die Fähigkeit des Akkus, Energie im Verhältnis zu seiner ursprünglichen Designkapazität zu speichern. Er repräsentiert das Alter und den Verschleiß des Akkus.

Stellen Sie es sich wie einen Benzintank vor. Der SoC sagt Ihnen, ob der Tank voll ist, während der SoH Ihnen sagt, ob der Tank selbst im Laufe der Zeit geschrumpft ist. Ein verschlissener Akku (schlechter SoH) könnte bei "voll" immer noch 4,2 V anzeigen, aber er wird deutlich schneller entladen, da seine Gesamtkapazität verringert ist.

Wie man einen genauen Spannungstest durchführt

Um eine zuverlässige Spannungsmessung zu erhalten, sind die richtige Einrichtung und Vorgehensweise erforderlich. Ein übereilter oder falscher Test kann irreführend sein.

Einrichten Ihres Multimeters

Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihr Multimeter richtig konfiguriert ist. Stellen Sie den Drehregler auf Gleichspannung (V⎓) ein.

Wenn Ihr Messgerät nicht automatisch den Bereich wählt, wählen Sie einen Bereich, der höher ist als die maximale Spannung des Akkus. Für eine 3,7-V-Zelle ist die Einstellung 20 V eine sichere und gängige Wahl.

Anschließen der Prüfspitzen

Berühren Sie vorsichtig die rote Prüfspitze mit dem Pluspol (+) des Akkus und die schwarze Prüfspitze mit dem Minuspol (-).

Stellen Sie eine feste Verbindung sicher. Eine schlechte Verbindung führt zu einer schwankenden oder ungenauen Messung. Der auf dem Bildschirm angezeigte Wert ist die Leerlaufspannung des Akkus.

Die Grenzen eines einfachen Spannungstests

Obwohl nützlich, hat ein Multimeter-Spannungstest inhärente Einschränkungen, die Sie verstehen müssen, um eine Fehldiagnose zu vermeiden.

Er offenbart nicht die wahre Kapazität

Wie bereits erwähnt, kann dieser Test den SoH des Akkus nicht anzeigen. Ein Akku mit nur 50 % seiner ursprünglichen Kapazität zeigt nach dem Laden immer noch volle 4,2 V an, was einen falschen Eindruck von der Gesundheit vermittelt.

Spannung unter Last ist aufschlussreicher

Die Spannung eines gesunden Akkus bleibt unter Last relativ stabil, während die Spannung eines schwachen Akkus deutlich abfällt. Ein einfacher Spannungstest wird ohne Last durchgeführt, sodass diese Schwäche nicht erkannt werden kann.

Schutzschaltungen können stören

Viele Lithium-Ionen-Akkus verfügen über ein eingebautes Batteriemanagementsystem (BMS) oder eine Schutzschaltung. Wenn eine Zelle überentladen ist, kann diese Schaltung sie "trennen", wodurch sie 0 V anzeigt, auch wenn die Zelle selbst nicht vollständig tot ist.

Die richtige Diagnose stellen

Verwenden Sie den richtigen Test für die richtige Frage, um den Zustand Ihres Akkus genau zu beurteilen.

• Wenn Ihr Hauptaugenmerk darauf liegt, den aktuellen Ladezustand zu bestimmen: Ein Multimeter-Spannungstest ist schnell, einfach und liefert eine hervorragende Schätzung des SoC des Akkus.
• Wenn Ihr Hauptaugenmerk darauf liegt, festzustellen, ob ein Akku "verschlissen" ist: Sie müssen seine Kapazität beurteilen, indem Sie seine Laufzeit in einem Gerät nach vollständiger Ladung überwachen. Wenn er deutlich kürzer hält als früher, ist sein SoH schlecht, unabhängig von seiner Spannungsanzeige.

Letztendlich ist das Verständnis des Unterschieds zwischen dem aktuellen Ladezustand eines Akkus und seiner Gesamtgesundheit der Schlüssel zur genauen Diagnose seines Zustands.

Zusammenfassungstabelle:

Ladezustand (SoC)	Spannung (3,7V Zelle)
~100 % geladen	4,2 Volt
~40-50 % geladen	3,7 Volt
~0 % geladen	3,2 Volt
Gesundheitszustand (SoH)	Was gemessen wird
Gut	Akku kann eine Ladung nahe seiner ursprünglichen Kapazität halten.
Schlecht	Die gesamte Energiespeicherkapazität des Akkus hat abgenommen.

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