Lithium Polymer (LiPo) Akkus werden immer leistungsstärker und gleichzeitig immer
leichter. Das zeigen die neu auf den Markt kommenden LiPos ganz deutlich. Endlos kann es
aber nicht weitergehen und wie es im Leben so ist, das Gute und Schlechte hält sich immer
die Waage und so werden die neuen LiPo Akkus wieder deutlich empfindlicher. Der
richtige Umgang mit den Akkus wird in Zukunft wieder deutlich wichtiger und das hat uns
dazu bewogen, eine kleine "Anleitung" für den Umgang mit LiPos zusammenzustellen.

Grundsätzlich wird zwischen 5 Akku-Typen unterschieden:

NiCd Akkus ( Nickel-Cadmium)

NiMh Akkus ( Nickel-Metall-Hydrid)

Lipo Akkus ( Lithium-Polymer)

A123 Akkus (Nanophosphate)
Konionen Akkus / Kopien von A123

NiCd Akkus sind schon am Längsten auf dem Markt und sind relativ günstig. Sie haben jedoch den Nachteil des so genannten Memory-Effekts. Die maximale Kapazität reduziert sich immer weiter, wenn der Akku nicht korrekt geladen und entladen wird. NiCd Akkus dürfen erst kurz vor dem Flug geladen werden und sollten vor dem Laden immer vollständig entladen werden. NiCd Zellen haben eine Nennspannung von 1,2 Volt.

NiMh Akkus sind etwas teurer, leiden aber nicht so sehr unter dem Memory-Effekt. Außerdem haben sie bei gleicher Größe und Gewicht mehr Kapazität (mAh). Ihr Nachteil ist, dass sie nicht so sehr für hohe Ströme (insbesondere bei großen Modellen) geeignet sind. NiMh Akkus haben eine Nennspannung von 1,2 Volt.

Lithium Polymer (Lipo) Akkus, wie sie schon länger in z.B. Handys eingesetzt werden, haben sich erfolgreich im RC Modellbau etabliert. Diese kleinen Kraftpakete zeichnen sich durch hohe Kapazitäten bei sehr geringem Gewicht aus. Eine einzelne Lipo-Zelle hat 3,7 Volt Nennspannung. Voll geladen sind es 4,2 Volt. Sie sollte nicht unter 3,2 Volt entladen werden. Früher konnten diese Zellen jedoch nicht so viel Leistung abgeben. Mittlerweile schaffen viele Lipo-Zellen weit über 20A Leistungsabgabe und sind dadurch ideal für RC Modelle geworden. Lipo-Packs werden meist mit zwei, drei, vier, fünf oder sechs Zellen verkauft und haben so respektiv 7,4 Volt, 11,1 Volt, 14,8 Volt, 18,5 Volt, und 22,2 Volt Nennspannnung. Vollgeladen haben sie dann anfangs ca. 13% mehr Spannung (bei einem 11,1V Akku sind es so ca. 12,6 Volt).

Wissenswerte Bezeichnungen:
“V”-Wert: Gibt die Nennspannung in Volt an.
“mAh”: Gibt Auskunft über die Energie (in mAh) die im Lipo Akku gespeichert ist (Kapazität). Dem Akku dürfen jedoch nur 70-90 % davon entzogen werden da sonst eine Spannung von unter 3Volt erreicht werden.
“C”-Wert: Wichtig beim Laden des Lipo Akkus. 30C bedeutet bei einem Lipo Akku mit einer Kapazität von 5000mAh einen maximalen Entladestrom von 150A (30x5000mA =150A).
“S”-Wert: Gibt Auskunft über die Anzahl der im Akku verbauten Zellen in Serie und somit über die Nennspannung des Akkus. 3S z.B. bedeutet es sind 3 Zellen (a 3.7V) verbaut.Somit hat der Akku eine Nennspannung von 11.1V (3×3.7V).
“p”-Wert: Gibt an, wie viele Zellen parallel geschaltet sind. 3s1p bedeutet, das von den 3 verbauten Zellen alle in Serie geschaltet sind. 2s2p würde bedeuten: 4 Zellen verbaut, 2 Zellen in Serie, parallel dazu noch mal 2 in Serie, es gäbe trotz 4 Zellen eine Nennspannung von 7,4 Volt.
“C-Rate” gibt Auskunft über den maximalen Ladestrom. 2C Ladestrom bedeutet beim 5000mAh Lipo Akku, dass ein laden mit 10A (2x5000mA ) möglich ist.

Der Nutzen eines LiPos ist optimal wenn er möglichst oft verwendet wird (Zyklen). Dabei gilt:
Nicht an den Ladezyklen sparen denn das mehrmalige Schnellladen des LiPos ist erheblich
effizienter, als diese Zyklen auf viele Packs zu verteilen. Der LiPo wirkt deutlich frischer über
die gesamte Zyklendauer von (normal) 150 bis max. 200Zyklen! Alter schädigt mehr als
ständiger Nutzen. Vorausgesetzt man bewegt sich innerhalb der Spezifikationen des Akkus.
Vorteil: Man kauft nicht mehr, sondern früher ein neues Packs, die zudem einen Fertigungs-
/Technologieschub erfahren haben.

Um einen LiPo-Akku grundsätzlich zu kontrollieren, kann die sog. Zellenspannungs-/Differenz
und die /Höhe herangezogen werden. Bei der Auslieferung eines Akkus sollte die Differenz
nicht mehr als 0,05V (50mV) bzw. nicht unter 3,6V/Zelle betragen. Liegen diese Werte
darüber, sollte der Akku möglichst sofort beim Händler reklamiert werden! Kontrollieren
kann man die Spannungen mit der Balanceranzeige im Ladegerät oder alternativ mit einem
LiPo-Checker. Nur, der LiPo-Checker sollte vorher auf korrekte Funktion überprüft werden,
damit die gemessene Spannung auch möglichst genau stimmt. Eine Abweichung bis zu 0,03V
(30mV) ist leider bei vielen LiPo-Checkern normal. Wer im Besitz eines Digital-Multimeters
ist, sollte zur Spannungsmessung dessen Anzeigewerte vertrauen.

Ausschließlich nur Ladegeräte mit integriertem Balancer und als Ladung nur das „CC-CV"
Ladeverfahren verwenden. Als Ladestrom haben sich für den Anfang 1C (entspricht einem
Ladestrom von 1x der Kapazität für einen 2200mAh Akku also 2,2A) bewährt, nach ein paar
Ladungen (Zyklen) kann dieser dann auf die vom Händler / Hersteller freigegebene maximale
Laderate erhöht werden.

Natürlich kann der Akku auch bei gut handwarmen (max. 40°C) oder kalten Temperaturen
(minimal 10°C) schnell geladen werden! Dabei sollte der höchste Ladestrom aber in keinem
Fall auf die maximal mögliche C-Rate eingestellt werden. Wenn der Akku z.B. mit einer
maximalen Laderate von 4C freigegeben ist, dann sollte in diesem Fall max. 2-3C gewählt
werden.
Ist der Akku so richtig heiß (deutlich über 40°C), ist es sinnvoll ihn erst etwas abkühlen zu
lassen (wichtig wäre es zusätzlich den Antrieb zu analysieren oder einen Akku mit einer
höheren C-Rate zu verwenden).
Sollte der Akku unter 10°C kalt sein, wären Laderaten von unter 1C (typisch: 0,2C bis 0,5C)
ratsam. Bei fallender Temperatur ist aber zu beachten, dass der Übergang von 4C auf unter
1C nicht plötzlich, sondern ebenso fließend ist. Daher empfehlen wir bei kalten
Temperaturen schon ab 15°C den Ladestrom deutlich zu reduzieren.

Mit Balancen ist das Ausgleichen (Balancieren) der Akkuspannung innerhalb eines Akkupacks gemeint. Des Weiteren erhöht es die Betriebssicherheit des Ladevorgangs und sorgt gleichzeitig dafür, dass alle Akkus den gleichen Ladezustand haben. Das ist beim Nutzen/Entladen, also im Modell, nicht notwendig aber beim Laden dafür unverzichtbar. Auch während einer Test-Entladung ist ein Balancieren nicht nötig, eher sogar kontraproduktiv. Ebenso wenn ein LiPo auf Lagerspannung gebracht wird. Gute Ladegeräte starten erst ab einer bestimmten Spannungsschwelle (z.B. 3,8V / Zelle) mit dem Balancen der Einzelzellen. Das Aufladen mit einem konstanten Strom schont darüber hinaus die Akkus wodurch es Sinn macht, wenn der Balancer erst beim Übergang von der Konstantstrom- (CC) zur Konstantspannungs- (CV) Ladung (Phase) mit dem Balancen beginnt. Manche Ladegeräte ermöglichen dem Anwender auch diese Spannung einzustellen. Sollte das möglich sein, empfehlen wir hier einen Wert von 4,0V/Z oder 4,1V/Z vor zugeben. Das Ganze bringt aber einen Nachteil mit sich weil das Balancieren den gesamten Ladevorgang verlängert. Das Ladegerät wird erst "fertig" melden, wenn alle Zellen des Akkupacks auf 4,2V geladen sind und sollte eine Zelle noch nachhinken wird es die Anderen so lange entladen, bis sie gleich auf sind. Tipp: Deswegen sollte bei der Anschaffung eines Ladegerätes darauf geachtet werden, dass ein möglichst hoher Balancer-Strom möglich ist. Ein effizienter Balancer sollte eigentlich 1/20 des Ladestroms zum Ausgleichen der einzelnen Zellen schaffen und der niedrigste Ladestrom (CV-Phase) sollte bei einem 1/10 bis max. 1/15 des Ladestromes (einstellbar) liegen bis die Fertigmeldung erscheint („1/10" Beispiel mit 5A Ladestrom: bei 0,5A Ladestrom würde das Ladegerät bei ausgeglichenen Zellen „VOLL" melden!).

Um die Kapazität zu
messen, muss man den Akku so aufladen, dass dieser nach 15min immer noch die 4,2V (bei einem 1S Akku) behält. Die Außentemperatur sollte, 25 °C betragen. Entladestrom 0,2C auf 2,5V entladen.

Bei diesem Wert gilt: Je niedriger desto mehr Spannung liefert der LiPo unter Last (im Volksmund: mehr Druck). Nur die Messmethoden sind derart einfach und ungenau (bis auf ganz wenige Ausnahmen), dass hier nur eine relative Vergleichbarkeit (Tendenz) über die Zeit (Zyklen) gegeben ist. Bitte nicht den Fehler machen und diese Werte absolut betrachten. Vergleichen lassen sich nur die Werte eines gleichen Ladegerätetyps! Dabei muss auf die Temperatur und den Ladegrad geachtet werden, die sehr entscheidend die DCRi Werte beeinflussen!

Das ist einfacher als man denkt. An den folgenden vier Punkten kann eine Überlastung leicht festgestellt werden:  Unter Last ergeben sich Spannungseinbrüche von kleiner als 3,3V pro Zelle.  Der LiPo Akku ist nach der Entladung extrem heiß. Der LiPo darf unter keinen Umständen wärmer als 60°C werden - das schädigt nachhaltig die Chemie!  Die Kapazität des Akkus ist voll ausgenutzt. Nutzung von über 80% der Nennkapazität ist nicht sinnvoll.  Die Leerlauf-Zellenspannung (keine Last am LiPo oder offene Hochstromanschlüsse), sollte nie unter 3,6V liegen bzw. fallen. Diese vier Punkte sind das Wichtigste für lange Freude am Nutzen (hohe Zyklenzahl) eines LiPo-Akkus! Wer sich daran hält wird merklich länger Spaß an seinen Akkus haben als Derjenige, der sie zwar "schonend" in Betrieb nimmt aber danach deutlich überlastet.

Entladen Sie den Akku unter Last nie tiefer als 3,3V pro Zelle, auch nicht kurzzeitig. Im Ruhezustand (gemessen ohne Belastung) sollte die Spannung pro Zelle nicht längere Zeit unter 3,70V liegen. Eine tiefere Entladung führt zur Zerstörung des Akkus. Verlassen Sie sich nicht auf die Sicherheitsabschaltung des Reglers, wenn dieser erst später abschaltet. Tasten Sie sich zuerst mit nur sehr kurzen Flügen/Fahrten und anschließendem Messen der Zellenspannung Stück für Stück an die maximale Flug-/Fahrzeit heran und stellen Sie sich dann unbedingt eine Stoppuhr im Sender. Belassen Sie ca. 20% Restkapazität im Akku. Nach der Benutzung (leerer Akku), sollten Sie ca. 80% der Nennkapazität einladen können. Die nachgeladene Kapazität zeigt Ihr Ladegerät am Ende des Ladevorgangs an. Achtung: Aufgrund der hohen Performance der SLS Akkus bleibt die Spannungslage bis zum Ende der Entladung nahezu gleich stabil.

Das Lagern eines LiPo bei korrekter Akkuspannung sorgt dafür, dass der Akku möglichst wenig altert. Wichtig ist dabei, dass eine falsche Benutzung (siehe Entladeregeln von oben) den Akku deutlich mehr zusetzt als die korrekte Lagerung! Kühl und trocken ist Voraussetzung und die LiPos sollten nicht vollgeladen gelagert werden. Auch nicht, wenn es nur über eine Nacht ist. Die Nächte summieren sich gerne und führen in der Summe zu einer Schädigung des Akkus, dabei unterscheidet man: Kurzzeit: Wer mit seinen LiPos spontan „Einsatzbereit“ sein möchte, lädt den Akku auf etwa 4,1V Zellenspannung vor (ideal im LiIon-Programm) und lagert ihn anschließend sicher und geschützt. Dann kurz vor dem Einsatz im LiPo-Programm voll Laden (dauert nur wenige Minuten) und ab geht’s. Wer auf ca. 5% bis 8% der Nutzkapazität verzichten kann darf gerne sofort loslegen. Langzeitlagern: Bei längerer Lagerung (ab zwei Tagen), ist eine Zellenspannung von 3,65V bis 4,0V aus Sicht des LiPos völlig in Ordnung. Das ist auch der Grund, warum immer wieder die (mittleren) 3,80V bis 3,85V pro Zelle zu lesen sind. Energietechnisch sind die (hier wären es 40% bis 50%) aber nicht ganz unproblematisch, dabei gilt: Je weniger Energie im Akku ist, umso weniger muss im Falle eines Supergaus (Kurzschluss) die gespeicherte Energie abgebaut werden. Leider ist der Energiegehalt ab 3,8V/Z derart hoch, dass im Fehlerfall (Supergau) des Akkus mit einer totalen Selbstzerstörung zu rechnen ist. Dabei entstehen extrem hohe Temperaturen die Sekundärbrände (Entzündungen im Umfeld des Akkus) nach sich ziehen können! Daher wäre eine Lagerspannung von 3,70V - 3,75V (im Leerlauf gemessen, dabei kommt es schon auf 0,05V an!) deutlich geeigneter. Das entspricht einem Energiegehalt von etwa 10% - 20%. Hierbei wird bei den LiPos genauso die Lagersicherheit erhöht und energietechnisch enthält er nicht mehr die Leistung um einen Brandschaden im Fehlerfall anzurichten. Wir empfehlen einen derart gelagerten LiPo monatlich kurz auf seine Spannungshöhe zu kontrollieren und ggf. nachladen, sofern sich die Spannung der 3,65V/Z annähert! Tipp bei Ladegeräten ohne einstellbarer Store-Spannung: Im „LiIon-Store" lagern da hier meist 3,75V/Z (bzw. 3,70V/Z) voreingestellt sind!

Auch LiPo Akkus halten nicht ewig und zeigen ihr Ende mit einem deutlichen Leistungseinbruch. Das muss aber noch nicht das Ende des Lebenszyklus des Akkus bedeuten, denn wenn er für eine Hochstromanwendung nicht mehr genug Leistung hat, kann er immer noch in einer "Zweitanwendung", die weniger leistungshungrig ist, verwendet werden. Perfekt also um Jugendförderung zu betreiben. Dessen Einstiegsmodelle entwickeln normalerweise deutlich weniger Stromhunger als „ausgewachsene“ Modelle. Sollte alles zu spät sein, dann gilt es den Akku richtig und fachgerecht zu entsorgen. Dazu wird er als erstes so beschriftet, dass der Akkutyp gut zu lesen ist. Danach entlädt man ihn deutlich unter die Lagerspannung. Ideal sind deutlich unter 3,6V pro Zelle im Leerlauf (der Akku ist ladetechnisch so gut wie leer). Beim Entladen mit dem Ladegerät dürfen es auch 3V/Z sein. Wenn dann alle Kabel !einzeln! direkt am Gehäuse gekappt und mit Klebeband isoliert sind, bringt man ihn zum Händler des Vertrauens oder gibt ihn an jeder BatterieSammelstelle (z.B. Wertstoffhöfe) ab.

Vorteile des LiPo-Akkus * Sehr einfach in der Handhabung, kein Formieren, keine Selbstentladung. * Sehr leicht, etwa doppelte Leistung bei halben Gewicht von NiMH * Liefert länger einen konstant hohen Strom als NiMH Nachteile des LiPo-Akkus * Sehr teuer, mit sinkender Tendenz * Erfordert spezielle Ladegeräte (Umrüstkosten) * Erfordert umsichtigen Umgang (Gefahren) * Empfindlich bei Kurzschluss, Überladung und Tiefentladung