Erschöpfung der AA-Zellen

Derzeit habe ich zwei AA-Zellen in Reihe, die eine 3,0-V-Busleitung für meine Anwendung mit Strom versorgen. Kürzlich habe ich festgestellt, dass eine dieser AA-Zellen vor der anderen vollständig tot ist. Was könnte die mögliche Erklärung dafür sein, dass eine Batterie in Bezug auf die andere erschöpft wird, wenn beide in Reihe geschaltet sind?

Müssen die Batterien in Reihe nicht gleich entladen werden?

Sie müssen nicht gleich aufgeladen starten – es gibt natürliche Schwankungen in der Kapazität.
Hast du verschiedene Marken ausprobiert? Vielleicht variiert der Innenwiderstand der Marke, die Sie verwenden, erheblich stärker als bei einer anderen Marke.
Die Spannung unter Last ändert sich sehr schnell mit dem Ladezustand nahe dem Ende der Entladekurve. Normale Kapazitätsschwankungen (vielleicht ein paar Prozent) können zu großen Spannungsunterschieden führen, aber in Wirklichkeit werden beide zu etwa dem gleichen Prozentsatz verbraucht. Wenn Sie aus den Batterien ungefähr die richtigen Amperestunden herausholen, ist das kein Grund zur Aufregung.
Es ist interessant, dass keines der Primärzellen-Datenblätter, die ich gesehen habe, Informationen über die Verteilung der Kapazität zwischen Einheiten und Chargen enthält. Ich frage mich, ob hier jemand Tests und Analysen durchgeführt hat?

Antworten (2)

Sie haben zwei identische Autos, beide mit vollem Benzintank. Sie fahren sie auf der Autobahn Seite an Seite mit identischen Geschwindigkeiten. Egal wie genau das Experiment kontrolliert wird, einem Auto geht zuerst das Benzin aus. Dem anderen Auto geht möglicherweise bald darauf das Benzin aus, oder es kann viele Kilometer fahren, bevor es anhält.

Bei der Batterieherstellung gibt es viele Variablen; keine zwei Batterien haben genau die gleiche Kapazität. Wie die Autos wird man zuerst auslaufen, auch wenn sie identisch entladen werden. Wenn Sie Zellen eines namhaften Herstellers verwenden, ist davon auszugehen, dass deren Kapazitäten einigermaßen gut aufeinander abgestimmt sind. In diesem Fall sollte die verbleibende Kapazität in der Zelle, die nicht erschöpft ist, klein sein.

Es gibt auch Variablen im Zusammenhang mit der Batterieentladung, die das Problem verschlimmern können, obwohl diese möglicherweise nicht auf Ihre Situation zutreffen.

Beispielsweise benötigen einige batteriebetriebene Geräte intern unterschiedliche Versorgungsspannungen. Eine kostengünstige Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, den Akkupack „anzuzapfen“ – Zwei Reihen-AA-Zellen können sowohl 3 V als auch 1,5 V liefern, aber in dieser Konfiguration liefert eine Zelle den Laststrom für beide Versorgungen, während die andere Zelle dies tut liefern nur den 3V Strom. In diesem Fall wird die Zelle, die beide Versorgungen bereitstellt, immer zuerst erschöpft.

Bei einigen Geräten kann die physische Position der Zellen dazu führen, dass eine Zelle extern stärker erhitzt wird als eine andere (stellen Sie sich vor, eine befindet sich direkt unter einem wärmeerzeugenden IC, während sich die andere in der Nähe einer Tastatur befindet). Zwei identische Zellen unter demselben Entladestrom, aber bei unterschiedlichen Temperaturen haben unterschiedliche Entladeeigenschaften.

Das Autobeispiel in Ihrem Beitrag ist für Batterien parallel. Ich habe einen großen Unterschied (eine Zelle 1,2 V und eine andere 0,9 V) in der Batteriekapazität gesehen, selbst wenn sie in Reihe geschaltet sind.
Nein; das Autobeispiel ist für in Reihe geschaltete Zellen. Jede in Reihe geschaltete Zelle liefert während der Entladung nahezu identische Gesamt-Wh (ein Energiemaß), aber eine geht zuerst leer. Zwei Autos mit der gleichen Menge an Anfangsenergie (Volumen an flüssigem Kraftstoff), die unter nahezu identischen Energieverbrauchsbedingungen betrieben werden, aber eines geht zuerst aus.

Annahmen :

  • Eine der beiden Batterien in Reihe (z. B. die näher am + Kontakt) ist ständig vor der anderen leer.
  • Da im Batteriegehäuse kein Mittelabgriff vorhanden ist, ist sichergestellt, dass beide Batterien während des gesamten Gerätebetriebs exakt den gleichen Strom liefern.

Eine wahrscheinliche Ursache ist der Temperaturunterschied an den Orten der beiden Batterien während des Betriebs.

Zum Beispiel: Siehe diesen Auszug aus dem Datenblatt von Panasonic LR6XWA AA-Alkalizellen:

Temperatureigenschaften von AA-Zellen

Beachten Sie, dass die erwartete Lebensdauer für eine 50-Ohm-Last von etwa 110 Stunden bis etwa 150 Stunden bei einer Temperatur von 20 bis 45 Grad C reicht.

Die folgende Grafik aus dem Datenblatt der Energizer E91 AA-Alkalizellen zeigt die Unterschiede in der Lebensdauer noch deutlicher:

Energizer E91 Lebensdauer

Fazit : Es ist fair, große Unterschiede in der Lebensdauer einer bestimmten AA-Batterie unter verschiedenen Temperaturbedingungen zu erwarten.

Daher wäre es sinnvoll, das Batteriegehäuse des Gerätes darauf zu untersuchen, ob im Normalbetrieb ein Teil wärmer wird als das andere - das würde den Unterschied erklären, sowie eine Lösung vorschlagen: Wechseln Sie die Batterien etwa nach der Hälfte ihrer zu erwartenden Lebensdauer.

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