AA-Zellverarmung

Derzeit habe ich zwei AA-Zellen in Reihe, die eine 3,0-V-Busleitung für meine Anwendung versorgen. Kürzlich stelle ich fest, 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 leer wird, wenn beide in Reihe geschaltet sind?

Müssen die Batterien in Reihe nicht gleichermaßen entladen werden?

— Elsa Adams
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Sie müssen nicht gleich aufgeladen starten - es wird natürliche Unterschiede in der Kapazität geben.

— pjc50

Haben Sie verschiedene Marken ausprobiert? Möglicherweise variiert der Innenwiderstand der Marke, die Sie verwenden, erheblich stärker als bei einer anderen Marke.

— JYelton

Die Spannung unter Last ändert sich sehr schnell mit dem Ladezustand gegen Ende der Entladekurve. Normale Kapazitätsschwankungen (vielleicht einige Prozent) können zu großen Spannungsunterschieden führen, aber beide verbrauchen ungefähr den gleichen Prozentsatz. Wenn Sie ungefähr die richtigen Amperestunden aus den Batterien herausholen, ist das kein Grund zur Sorge.

— Spehro Pefhany

Es ist interessant, dass keines der Datenblätter für Primärzellen, die ich gesehen habe, Informationen über die Kapazitätsverteilung zwischen Einheiten und Chargen enthält. Ich frage mich, ob hier jemand Tests und Analysen durchgeführt hat.

— Henry Crun

Antworten:

Sie haben zwei identische Autos, beide mit vollem Tank. Sie fahren sie mit identischen Geschwindigkeiten nebeneinander auf der Autobahn. Unabhängig davon, wie genau das Experiment kontrolliert wird, geht einem Auto zuerst das Benzin aus. Dem anderen Auto geht möglicherweise kurz danach das Benzin aus, oder es fährt viele Kilometer, bevor es anhält.

Bei der Herstellung von Batterien gibt es viele Variablen. Keine zwei Batterien haben genau die gleiche Kapazität. Wie bei den Autos läuft man zuerst aus, auch wenn sie identisch entladen sind. Wenn Sie Zellen eines seriösen Herstellers verwenden, ist zu erwarten, dass deren Kapazitäten angemessen übereinstimmen. In diesem Fall sollte die verbleibende Kapazität in der Zelle, die nicht erschöpft ist, gering sein.

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

Beispielsweise benötigen einige batteriebetriebene Geräte intern unterschiedliche Versorgungsspannungen. Eine kostengünstige Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, auf den Akku zu tippen. Zwei AA-Zellen der Serie können sowohl 3 V als auch 1,5 V liefern. In dieser Konfiguration liefert jedoch eine Zelle den Laststrom für beide Versorgungen, während die andere Zelle dies tut Nur den 3V Strom liefern. In diesem Fall wird die Zelle, die beide Versorgungen bereitstellt, immer zuerst erschöpft.

Bei einigen Geräten kann der physische Standort der Zellen dazu führen, dass eine Zelle stärker von außen erwärmt 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, jedoch bei unterschiedlichen Temperaturen, weisen unterschiedliche Entladungseigenschaften auf.

— HikeOnPast
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Das Beispiel für Autos in Ihrem Beitrag bezieht sich auf 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.

— Chetan Bhargava

Nein; Das Auto-Beispiel ist für in Reihe geschaltete Zellen. Jede in Reihe geschaltete Zelle liefert während der Entladung nahezu identisches Gesamt-Wh (ein Maß für die Energie), aber eines läuft zuerst aus. Zwei Autos mit der gleichen Menge an Anfangsenergie (Volumen an flüssigem Kraftstoff), die unter nahezu identischen Bedingungen des Energieverbrauchs arbeiten, aber eines läuft zuerst aus.

— HikeOnPast

Annahmen :

Eine der beiden in Reihe geschalteten Batterien (z. B. die eine, die näher am + -Kontakt liegt) ist vor der anderen ständig leer.
Im Batteriegehäuse befindet sich kein Mittelhahn, sodass sichergestellt ist, dass beide Batterien während des gesamten Gerätebetriebs genau den gleichen Strom liefern.

Eine wahrscheinliche Ursache ist der Temperaturunterschied zwischen den Positionen der beiden Batterien während des Betriebs.

Zum Beispiel: Siehe diesen Auszug aus dem Datenblatt der alkalischen Zellen LR6XWA AA von Panasonic :

Temperaturmerkmale von AA-Zellen

Beachten Sie, dass die erwartete Lebensdauer für eine 50-Ohm-Last bei Temperaturen zwischen 20 und 45 ° C von ca. 110 Stunden auf ca. 150 Stunden steigt.

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

Lebensdauer des Energizer E91

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

Daher wäre es nützlich, das Batteriegehäuse des Geräts im Normalbetrieb auf ein Teil zu untersuchen, das wärmer als das andere läuft - dies würde den Unterschied erklären und eine Lösung vorschlagen: Schalten Sie die Batterien etwa zur Hälfte ihrer erwarteten Lebensdauer um.

— Anindo Ghosh
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