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LiPo-Akkus sind hochkapazitiv, leicht und mit extrem hohen Strömen belastbar. Deshalb weisen Elektromodelle fast unglaubliche Leistungswerte auf, von denen Modellbauer vor Jahren nur träumen konnten. Aber LiPos wollen richtig behandelt und gepflegt werden, damit sie absolut sicher sind und auch recht lange halten.

  

Lithium-Polymer-Akkus

Die Abkürzung LiPo steht für Lithium-Polymer. Dabei handelt es sich um Akkus auf Lithium-Basis. Lithium-Polymer-Akkus bieten einige Vorteile gegenüber anderen Akkus und erfreuen sich daher einer immer größeren Beliebtheit im Modellbau-Bereich. Sie verfügen über eine deutlich höhere Kapazität und sind vom Gewicht her deutlich leichter als andere Alternativen. Diese beiden Faktoren machen Lipos für den Einsatz im Modellbau besonders interessant.

Bei der Verwendung von LiPos ist auf einen pfleglichen und sorgfältigen Umgang zu achten, da Lithium ein sehr reaktionsfreudiges chemisches Element mit hoher Energiedichte ist. Werden LiPos beschädigt oder nicht sachgemäß geladen, können sie zerplatzen, explodieren oder sich entzünden. Sie stellen daher für Laien und unvorsichtige Benutzer eine große Gefahr dar. Damit man die Akkus lange gefahrlos und bei voller Leistung nutzen kann, sind einige Besonderheiten zu beachten, welche im Folgenden erläutert werden.

Das steht auf dem Akku – wichtige Werte

Dieser zweizellige Akkupack mit einer Kapazität von 1000mAh ist nur 71 Gramm schwer.
Dieser zweizellige Akkupack mit einer Kapazität von 1000 mAh ist nur 71 g schwer. Der rote Stecker mit dem zweipoligen Kabel dient zur Stromversorgung des Verbrauchers. Der dreipolige Stecker wird während des Ladevorgangs mit dem Balancer-Anschluss des Ladegerätes verbunden.

Direkt auf dem Akku oder auch in den technischen Datenblättern wird die Laderate des Akkus mit der Abkürzung „C“ angegeben. Die Laderate bezeichnet die Größe des Lade- oder Entladestroms in Abhängigkeit der Akku-Kapazität. Außerdem wird die die Kapazität eines Akkus in mAh (Milliampere-Stunden) angegeben. Ein Akku mit einer Kapazität von 1000 mAh liefert z.B. in einer Stunde 1000 mA (Milliampere) oder fünf Stunden lang 200 mA.

Dieser Modellbau-Akkupack von Conrad Energy hat eine Akku-Kapazität von 1000 mAh. Die genannten Werte geben Aufschluss darüber, mit wieviel Strom ein Akku kurzzeitig maximal belastet werden kann. Dazu wird die Kapazität des Akkus in mAh mit der Laderate C multipliziert. Zum Rechnen muss die Einheit Ampere-Stunden verwendet werden. 2100 mAh (Milli-Ampere-Stunden) sind 2,1 Ah (Ampere-Stunden). Ein Akku mit einer Kapazität von „2100 mAh“ (Milli-Ampere-Stunden) und „20 C“ kann mit maximal 2100 mAh x 20 = 42 A (Ampere) belastet werden.
Der maximal zulässige Dauerstrom ist jedoch deutlich niedriger. Wenn keine konkreten Herstellerangaben vorliegen, sollte der Akku auf Dauer nicht höher als mit ca. 50% des maximalen Spitzenstroms belastet werden.

Lithium-Polymer Akkus richtig laden

Richtiges Aufladen von LiPos beginnt mit dem richtigen Ladegerät. Denn Lithium-Polymer Akkus müssen mit einem speziellen Ladegerät, das Strom und Spannung regelt, geladen werden. Die Laderate, der C-Wert, ist auf den meisten Akkus angegeben, ansonsten ist von 1C auszugehen.
Zu Beginn des Ladevorgangs muss der Ladestrom im LiPo Ladeprogramm auf den Wert von 1 C begrenzt werden. Bei einem Akku mit einer Kapazität von 2100 mAh beträgt der Anfangs-Ladestrom dann 2,1 A. Sobald die maximale Ladespannung von 4,2 Volt pro Zelle erreicht ist, wird die Spannung vom Ladegerät konstant gehalten und der Ladestrom geht langsam zurück.

Wenn der Ladestrom dann beim geringsten Wert angelangt ist, ist der Akku voll geladen. Aber generell gilt: Je weniger Ladestrom, desto schonender ist der Ladevorgang. Oft sind innerhalb von einem Akkupack mehrere Zellen in Reihe geschaltet.

Beim Laden eines Akkupacks, bei dem mehrere Einzelzellen in Serie geschaltet sind, können an den einzelnen Zellen schädliche Spannungsüberhöhungen auftreten. Sobald ein LiPo-Akku mit einem Wert geladen wird, der größer ist als die maximal zulässige Ladeschlussspannung, spricht man von einer Spannungsüberhöhung. Dies führt zu einem irreversiblen Schaden an der Akkuzelle.

Um dies zu verhindern, muss beim Laden auf elektronische Hilfsmittel zurückgegriffen werden. Ein Balancer überwacht während dem Laden die Ladespannung jeder einzelnen Zelle des Akkupacks. Wenn an einer Zelle die maximale Spannung überschritten wird, entlädt der Balancer die Zelle und begrenzt so die Spannung. So werden alle Zellen des Akkupack vor Überladung geschützt und alle Zellen weisen die gleich hohe Spannung auf. In vielen LiPo-Ladegeräten ist ein interner Balancer bereits verbaut.

An der linken Geräteseite sind die Anschlussbuchsen für das Ladekabel sowie der Balancer-Anschluss zu sehen. An der rechten Geräteseite sind die gleichen Anschlüsse für den zweiten Akku. So können gleichzeitig zwei unterschiedliche Akkus geladen werden.

Brandgefahr durch Erwärmung des Akkus

Wird Strom entnommen, erwärmt sich der Akku. Je höher der entnommene Strom ist, desto größer ist die Erwärmung des Akkus. Da diese anfangs harmlose Erwärmung auch irgendwann ein Feuer auslösen kann, ist besondere Vorsicht geboten. Die ideale Betriebstemperatur eines Lithium-Akkus beim Entladen liegt zwischen +20° und +40°. Auf keinen Fall darf die 60°-Marke überschritten werden! Des Weiteren nimmt das Volumen des Akkus bei hoher Temperatur zu, folglich muss beim Einbau auf ausreichend Platz geachtet werden. Um die Brandgefahr zu bannen, ist es meist sinnvoll und auch nötig, den Akku im Modell zu kühlen. Ansonsten sind nicht nur Akkubrände, sondern auch Explosionen des Akkus möglich.

Tiefentladung kann den Akku dauerhaft schädigen

Eine Tiefentladung, d.h. eine Entladung des Akkus unter 2,5 Volt pro Zelle, sollte unbedingt vermieden werden. Denn dadurch können Schäden am Akku entstehen, die nicht mehr rückgängig gemacht werden können. Der LiPo hat nicht mehr seine volle Leistung zur Verfügung und hält eine viel kürzere Zeitspanne als vorher. Da so etwas sehr ärgerlich ist, sollte der Benutzer von Lithium-Polymer-Akkus auch hier Vorkehrungen treffen. Dazu gehört, dass programmierbare Fahrt- und Flugregler so eingestellt werden, dass schon bei einer Spannung von 3,0 Volt pro Zelle eine Unterspannung gemeldet wird. Bei vielen Motorreglern bzw. Drehzahlstellern reicht es aus, als Akkutyp LiPo und die Zellenzahl anzugeben. Zum Teil erkennen die Regler den angeschlossenen Akku selbsttätig. 

Den LiPo und sich selbst schützen

Ein feuerfester Untergrund beim Laden des LiPos ist ein wichtiger Schutz gegen die Verbreitung von Bränden. Beim Laden sollte man auch möglichst in der Nähe bleiben, um Gefahren schnell zu erkennen

Schutztaschen sind eine sichere Aufbewahrungsmöglichkeit für LiPos.
Schutztaschen sind eine sichere Aufbewahrungsmöglichkeit für LiPos.

Außerdem sind LiPos vor mechanischen Belastungen zu schützen. Das sind z.B. Stöße und Gewicht. Die LiPos sollten auch vor spitzen oder scharfen Gegenständen in ihrer Umgebung geschützt werden. Um LiPos zu schützen und auch sicher zu transportieren, gibt es spezielle LiPo-Taschen. Die Lipo Schutztasche von Modelcraft besteht aus Silikon und ist mit glasfaserverstärktem Material beschichtet. Eine solche Tasche verhindert im Falle eines Akkudefekts das Schlimmste und ist daher eine sinnvolle Investition. Anstatt einer LiPo-Bag bietet auch eine Blechkassette sehr guten Schutz, sofern die Anschlüsse des Akkus isoliert sind. Sollte ein LiPo durch Absturz oder Crash oder andere Gewalteinwirkungen verformt sein oder andere optische Beschädigungen aufweisen, darf er nicht mehr verwendet werden.
Absturz-Akkus“ dürfen keinesfalls im Wohnraum gelagert werden. Aufgeblähte Akkus oder Akkus mit Auslaufspuren sollten nicht mehr geladen, sondern fachgerecht entsorgt werden.

Fazit

Wer zuvor noch nie mit LiPos zu tun hatte, tut gut daran, sich erst einmal umfassend über die Handhabung dieser Akkus zu informieren. Eine praktische und preisgünstige Alternative zur Internetrecherche bietet hier das Fachbuch Das LiPo Buch vom VTH Verlag. Hier wird ausführlich und zugleich verständlich erklärt, welcher Akku sich für welchem Einsatzzweck eignet und auf was man achten muss. Diese Sicherheitsvorkehrungen mögen manchen Nutzern übertrieben erscheinen, aber die schlimmen Unfällen zeigen, was bei Nichtbeachtung geschehen kann. Wer von der besseren Leistung der Lithium-Polymer-Akkus profitieren will, sollte daher von Anfang an das richtige Zubehör und Equipment benutzen. Unverzichtbar sind ein LiPo-geeignetes Ladegerät, ein Balancer oder Equalizer, Kühlungsmöglichkeiten und Unterspannungserkennung. Nur so sind die Gefahren gebannt und eine sichere Nutzung der Akkus möglich!

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