Mini Jump Starter HOELZLE.tech

 

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Noch nicht allzu lange auf dem Zubehörmarkt erhältlich, haben sich die sogenannten Mini Jump Starter in kürzester Zeit etabliert. Mit diesen Kleinst-Kraftwerken kann jedermann problemlos Verbrennungsmotoren starten, und zwar sowohl hubraumstarke Benziner, als auch Diesel. Oder man setzt sie als 'Powerbank' ein und kann damit unabhängig vom Stromnetz immer und überall Handys, Tablets oder Notebooks laden.

Die verwendeten Akkus sind sogenannte Lithium-Polymer Akkus und basieren auf der Kombination von Lithium mit einem anderen chemischen Element, wobei je nach Einsatz und Hersteller beliebige Zusammensetzungen zum Einsatz kommen (zB. Kobalt, Mangan, Nickel, etc.).

Je nach Material-Kombination werden unterschiedliche Spannungen zwischen 3 und 3.7 Volt pro Zelle erreicht. Für den Einsatz am Fahrzeug müssen somit mehrere Zellen zusammengeschaltet werden, um die Bordspannung von 12V erreichen zu können. Ein immens wichtiger Faktor in diesem Zusammenhang ist das interne Lade-Management, welches sich äusserst komplex gestaltet. So muss die Spannung bei der Ladung und Entladung sehr exakt kontrolliert und geregelt werden. Ist dies nicht der Fall, kommt es umgehend zu Schäden am Akku.

Abbildung: MSB23

Abbildung: MSB12

Aufbau und Technik

Definition
Ein Lithium-Ionen-Akkumulator (Li-Ion) ist der Oberbegriff für wiederaufladbaren Batterien auf der Basis von Lithium-Verbindungen zusammengefasst in einer elektrochemischen Zelle, ausgestattet mit einem flüssigen Elektrolyt. Ein Lithium-Polymer-Akkumulator (LiPo oder Li-Po) ist eine Ausführung des Li-Ion-Akkus, jedoch mit einem Elektrolyt auf Polymerbasis, welches als feste bis gelartige Folie vorliegt. In beiden Ausführungen enthalten die reaktiven Materialien Lithium-Ionen und zwar sowohl in der negativen und in der positiven Elektrode, als auch im Elektrolyt.

Energiespeicher2 (Bild: MovGP0/commons.wikimedia.org)

Energie- & Leistungsdichte
Li-Ion-Akkumulatoren weisen im Vergleich zu anderen Batterietypen eine hohe spezifische Energie auf, erfordern üblicherweise jedoch elektronische Schutzschaltungen, da sie sowohl auf Tiefentladung als auch Überladung empfindlich reagieren. Bei den meisten Li-Ion-Akkus besteht die negative Elektrode aus Graphit, die positive aus einer Verbindung von Lithium mit einem weiteren Element. Die Komponenten des Akkumulators – Stromzuführung, positive & negative Elektrode, Elektrolyt – lassen sich preiswert als Schichtfolien mit einer Dicke von weniger als 100 Mikrometern herstellen. Für Li-Po-Akkus sind vielerlei Bauformen möglich, auch gewinkelte oder gebogene Formen, wobei meistens doch Rundzellen oder Flachzellen gefertigt werden.

Zell-Spannung
Die Zellspannung liegt bei Li-Po-Akkus je nach verwendetem Material für die positive Elektrode zwischen 3 und 3.7 Volt. Herkömmliche Ladegeräte wie z.B. für Blei, NiCd, NiMH, etc. können NICHT für die Ladung von LiPo-Akkus verwendet werden. Dies aufgrund des Zellendrifts, was eine Art Differenzspannung ist, die in serieverschaltenen Zellen auftritt. Die Balancer-Elektronik im Li-Po-Ladegerät bewirkt die symmetrische Ladung der verschaltenen Li-Po-Zellen. Aus diesem Grund ist es unumgänglich, je verwendete LiPo-Zellenverschaltung, den Ladestrom der Zellengruppe anzupassen und eine Zellenüberwachung sicherzustellen.

Li-Ion-Zelle (CoO2-Carbon, Schema) (Bild: Cepheiden/commons.wikimedia.org)