Wiederaufladbare Batterien sind heute allgegenwärtig und versorgen viele unserer Alltagsgeräte wie Telefone, Laptops, Elektrowerkzeuge und vieles mehr. Mit der Zeit können wiederaufladbare Batterien jedoch an Kapazität verlieren oder nicht mehr richtig funktionieren. Anstatt sie wegzuwerfen und teuren Ersatz zu kaufen, können Sie durch die Reparatur von Akkus selbst Geld sparen.
In diesem Leitfaden werden Sie als Fachmann Hersteller von Lithium-Batterie-PacksIn diesem Kapitel werde ich die Schritte zur Reparatur gängiger Akkutypen erläutern.
Wie repariert man wiederaufladbare Akkupacks?
Testen und Diagnostizieren von Akkupack-Problemen
Der erste Schritt besteht darin, Ihr Akkupaket zu testen, um eventuelle Probleme zu erkennen. Durch das Testen können Sie genau feststellen, welche Zellen ausgefallen sind, so dass nur diese ersetzt werden müssen.
Gesamtspannung prüfen
Verwenden Sie ein Multimeter, um die Spannung Ihres Akkus zu messen. Vergleichen Sie diese Spannung mit der Nennspannung des Akkus bei voller Ladung. Ein deutlicher Abfall deutet auf eine nachlassende Kapazität oder Probleme mit den Zellen hin.
Bei einem 14,4-V-Lithium-Ionen-Akku bedeutet jede Spannung unter 13 V, dass er wahrscheinlich repariert werden muss. Nicad- oder NiMH-Akkus können oft noch bis zu 70% der Nennspannung betrieben werden.
Achten Sie auf physische Beschädigungen
Untersuchen Sie jede Batteriezelle auf Beulen, Risse, undichte Stellen oder Korrosion. Selbst kleine Dellen können zu internen Kurzschlüssen führen. Ausgebeulte oder aufgeblähte Zellen weisen ebenfalls auf eine defekte Batterie hin. Ersetzen Sie alle Zellen mit physischen Mängeln.
Prüfen Sie die Spannungen der einzelnen Zellen
Prüfen Sie die Spannung an den Anschlüssen der einzelnen Zellen. Gesunde 18650-Lithiumzellen zeigen 4,2 V an, wenn sie voll geladen sind. Nicad- oder NiMH-AA-Zellen zeigen im guten Zustand etwa 1,25-1,3 V pro Zelle an.
Wenn bestimmte Zellen eine niedrigere Spannung anzeigen als der Rest, sind diese "schwachen" Zellen defekt und sollten ersetzt werden. Zellen mit zu hoher Spannung sind ebenfalls problematisch, da sie ein Ungleichgewicht aufweisen.
Innenwiderstand messen
Verwenden Sie einen modernen Batterieanalysator, um die Impedanz jeder Zelle zu überprüfen. Ein höherer Innenwiderstand führt zu übermäßiger Hitze, schnellerer Selbstentladung und geringerer Kapazität. Auch hier müssen Zellen, die außerhalb der Norm liegen, wahrscheinlich ersetzt werden.
Auswechseln defekter Akkuzellen
Wenn Sie die schlechten Zellen identifiziert haben, können Sie im nächsten Schritt neue funktionierende Zellen einsetzen. Achten Sie darauf, dass die Ersatzzellen genau mit den verbleibenden guten Zellen übereinstimmen:
- Chemie - NiMH kann nicht mit Nicad oder Lithium gemischt werden. Die verschiedenen chemischen Systeme haben unterschiedliche Spannungen und Ladeanforderungen.
- Spannung und Kapazität - Spannung und Nennkapazität sollten mit dem übereinstimmen, was Sie als funktionsfähige Zellen getestet haben. Bei der Spannung muss sie sehr nahe beieinander liegen, aber eine kleine Abweichung bei der Kapazität ist in Ordnung.
- Physische Größe - Die Abmessungen der neuen Zellen (für zylindrische Batterien) müssen an die vorhandene Halterung angepasst werden. Achten Sie insbesondere auf die Länge.
Um passenden Ersatz zu finden, müssen Sie möglicherweise bei speziellen Batterieanbietern für ältere Geräte suchen. Für gängige Größen wie 18650 Lithium sind Zellen leicht erhältlich. Sie können auch gute Zellen aus anderen defekten Akkus gewinnen.
Löten vs. Punktschweißen von Akkus
Wie Sie die Zellen in den Packs verbinden, hängt von der Batteriechemie ab. Löten Sie Lithiumzellen niemals direkt - die Hitze kann sie ernsthaft beschädigen. Verwenden Sie ein Punktschweißgerät, das für Lithiumbatterien ausgelegt ist.
Nicad- und NiMH-Akkus können bei Bedarf vorsichtig verlötet werden. Verwenden Sie einen temperaturgeregelten Lötkolben und erhitzen Sie die Verbindungsstelle so kurz wie möglich. Besser ist es jedoch, in ein Punktschweißgerät zu investieren.
In jedem Fall muss sichergestellt werden, dass die Verbindungen fest sind und sich auch bei Vibrationen nicht lösen können. Isolieren Sie alle zellenseitigen Verbindungen gut.
Zusammenbau und Rekonditionierung von Verpackungen
Sobald die fehlerhaften Zellen ausgetauscht sind, kann der Akku wieder zusammengebaut werden. Achten Sie genau auf die Polarität - stellen Sie sicher, dass die positive und negative Ausrichtung mit der ursprünglichen Konfiguration übereinstimmt.
Bei mehrzelligen Lithium-Akkus sollten Sie zu diesem Zeitpunkt auch die Zellen ausgleichen. Verwenden Sie ein Lithium-Batterie-Balancer/Ladegerät, um die schwächeren Zellen nacheinander aufzuladen, bis die höchste Zellenspannung erreicht ist. Dadurch wird eine Fehlanpassung der Zellen beim Wiederaufladen des Akkus vermieden.
Bei einigen Akkupacks kann es sich um ein Ungleichgewicht zwischen den Zellen und nicht um schlechte Zellen handeln. In diesem Fall kann ein Ausgleichsladegerät die Akkus wiederherstellen, ohne dass Zellen ausgetauscht werden müssen. Balancieren Sie Lithium-Akkus jedoch immer aus - bei einem Ungleichgewicht kommt es schnell zu Zellschäden durch Überentladung.
Wenn die Zellen nun ausgeglichen und verbunden sind, bauen Sie Ihr Akkupaket wieder auf. Vergewissern Sie sich, dass Schutzschaltungen wie Laderegler oder Sicherungen korrekt wiederhergestellt sind, so wie sie ursprünglich waren. Fügen Sie ggf. eine Wärmeisolierung um die Zellen herum hinzu. Verschließen Sie dann das Batteriegehäuse wieder.
Prüfung reparierter Akkus
Der letzte Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass Ihre selbstgebaute Batterie richtig funktioniert. Befolgen Sie beim Wiederaufladen die für die jeweilige Batteriechemie typischen Einfahrverfahren. Führen Sie dann vollständige Entlade-/Ladezyklen durch und überwachen Sie dabei die Zellspannungen, um sicherzustellen, dass alles richtig funktioniert.
Vergleichen Sie die Gesamtkapazität des Akkus mit dem ursprünglichen Wert, um die erwartete Laufzeit zu ermitteln. Überwachen Sie die Temperatur während des Zyklus - alle Zellen sollten sich gleichmäßig erwärmen und abkühlen. Falls Probleme auftreten, überprüfen Sie die Verbindungen und die Zellenbalance erneut. Nach Abschluss der Tests ist Ihr individuell überholter Akku bereit für viele weitere Jahre Betrieb!
