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elweb Batterie
Beiträge im Thema:
25
Erster Beitrag:
vor 9 Jahren, 6 Monaten
Letzter Beitrag:
vor 9 Jahren, 5 Monaten
Beteiligte Autoren:
Andreas Friesecke, R.M, Bernd Schlueter, mirab, Twiker76, Stefan B., Friedhelm Hahn, M.Sinisa

Hat die Kapazität bei NiCd was mit der KOH-Konzentration zu tun?

Startbeitrag von Andreas Friesecke am 17.11.2008 22:41

Mal wieder eine Frage an die Chemiker...

hat die Kapazität eines NiCd-Akkus etwas mit der Konzentration der Kalilauge zu tun?
Könnte man somit möglicherweise Akkus durch - ich nenne es mal - "Optimierung" der Konzentration wieder auf gleich Kapazität bringen?

Wer weiß was dazu?

Gruß
Andreas

P.S. Wie kann ich die Konzentration einfach (mit Hausmitteln oder Apotheke) messen?

Antworten:

Hallo Andreas,

indirekt schon.

Durch Erhöhung des KoH-Anteils in der Lauge steigt auch die OH- Konzentration.
Dies bewirkt die bessere und schnellere Ausnutzung des aktiven Materials.Die Elektonen können besser vom Minus zum Pluspol wandern.Ab einer gewissen Konzentrationsgrenze kippt das System aber zum Nachteil um, da das KoH nicht mehr vollständig dissozieren kann.
Bedenke: der Vorteil stärkeren Lauge wird aber durch den Nachteil der verküzten Lebensdauer der Zellen mehr als aufgefressen.
Nicht umsonst gibt man dem Elektolyten zur besseren Zellenhaltbarkeit und Aktivität noch 5 - 20 g Lithiumhydroxid pro Kg Lauge dazu.

Eine simple Methode zur Konzentationsbestimmung ist: eine 10ml Spritze auf einer sehr genauen Waage tarieren, genau 10ml aufziehen und zurückwiegen.
Die Dichte der Lauge soll 1,19 bis 1,21 Kg pro Liter sein. Dies entspricht einer 20 - 21 % Lauge.

Ich hoffe Dir geholfen zu haben.

Gruß,

Michael


von mirab - am 18.11.2008 06:34
Hallo.
Das hat damit schon was zu tun. Wenn ich irgendwann merke dass ich mehr Kapazität in meinen Safts habe dann muss ich das Wasser nachfüllen.
Danach wird mit Reichweite etwas weniger.
Grüße, Sinisa

von M.Sinisa - am 18.11.2008 08:21
Ist das wirklich wahr? Das KOH geht mit den Elektrodenmetallen keine Verbindung ein, die Lauge dient nur zum Transport der ohnehin frei herumplanschenden Anionen. Auf keinen Fall wird sich bei verringerter OH-Konzentration ein Metall hinreißen lassen, seines der Lauge zu spenden.
nein, die Kapazität wird sich doch wohl kaum verändern, wohl aber der innere Widerstand der Zelle. Die dünne Brühe, die ich möglicherweise in meinen Akkus habe, ist nur dadurch für eine verringerte Reichweite verantwortlich, als dass die Spannung bei Kälte und am Berg sehr stark zusammenbricht und ich im Ausgleich mehr Strom entnehmen muss.Mit meinen über 6000km in einem dreiviertel Jahr kann ich das jedenfalls als sichere Aussage konstatieren. Ich beobachte ständig die Spannung während der Fahrt und die beiden gelben Warnlampen tun nichts anderes. Erst zum Schluss kommt die gelbe Batterieladelampe.

von Bernd Schlueter - am 18.11.2008 10:01
Update:

Ich habe einen Säureheber (neu, also noch ohne jeglichen Säurekontakt) in einen USV-NiCd gehalten. Der zeigte 1,22 an - scheint also gut für die Messung geeignet zu sein.

Da kam aber ein ziemlich grauer Batz mit raus...

Gruß
Andreas


von Andreas Friesecke - am 19.11.2008 23:49
Das graue Material dürfte Cadmiumschlamm sein? Ich stelle mir vor, dass sich Pottasche nicht in eine feste Form verwandelt. Aus Furcht vor der gelben Lampe fahre ich die Berge im Bergischen nur noch mit geringer Geschwindigkeit an. Irgendwann ist da ein Lithium-Turbo fällig. Die gelbe Lampe geht ganz offensichtlich beim Unterschreiten einer Mindestspannung an. Ich habe eine Daueranzeige für die Batteriegesamtspannung. Die Rot/Gelb/Grünanzeige meines Saxo ist keine reine Stromanzeige. Die ist stark geschwindigkeitsabhängig. Sie geht nicht sehr parallel mit der Spannungsanzeige.
Irgendwann werde ich versuchen, die KOH-Konzentraion wieder richtig einzustellen, möglichst ohne Anbohren. Dazu benötige ich eine kleine Umwälzpumpe. Ob solch eine vollhermetische Aqurienpumpe dafür geeignet ist? Das einzige Metall darin ist die Edelstahlachse. Ob die die konzentrierte Lauge verträgt? Waschmaschinen enthalten ebenfalls hervorragende Laugenpumpen.
Ist der Laugenstand hoch, gibt es eine Zirkulation in den Akkus. Wir können also die Lauge tauschen.
Soviel ich erfahren habe, ist eine Pottaschenkonzentration unschädlich, es kommt demnach nur auf die KOH-Konzentration an, die infolge Umwandlung in Pottasche sinkt.
Problematisch wird dann nur die Berücksichtigung der gelösten Pottasche bei der KOH-Dichtebestimmung.
Hat jemand eine Idee, wie die Pottasche zu entfernen oder in ihrer Konzentration zu bestimmen ist? Ausfällen als Hydrigencarbonat kommt ja aus nahe liegenden Gründen überhaupt nicht in Frage.

von Bernd Schlueter - am 05.12.2008 06:49
Hallo Bernd,

Du spricht in allen Deinen Beiträgen immer von "konzentrierter Lauge". So hoch ist doch die Dichte gar nicht.
Ich habe beim Akku-Aufsägen schon oft welche an die Finger bekommen - es ist halt komisch seifig und lässt sich nur mühsam abwaschen. Aber wiklich angegriffene Haut hatte ich dadurch noch nicht.
Da ist Batteriesäure deutlich schlimmer.

Über den Laugenwechsel habe ich auch schon nachgedacht. Mann müsste die Safts wahrscheinlich nur auf den Kopf stellen und dann mit einer Pumpe durchspülen. Ich muss mir das die Tage mal an einem aufgesägten Block genauer anschauen.

Gruß
Andreas

von Andreas Friesecke - am 05.12.2008 08:41
Zitat

nein, die Kapazität wird sich doch wohl kaum verändern, wohl aber der innere Widerstand der Zelle.

So ist das.
Die entnommene Kapazität setzt sich aus Nutzleistung u. Verlustleistung zusammen.
P = I2 x R
Der erhöhte Innenwiderstand führt zu größerer Verlustleistung (linear).
Der für gleiche Antriebsleistung nun nötige erhöhte Strom führt ebenso zu größerer Verlustleistung (quadratisch ansteigend).
Bei geringen Innenwiderständen, wie sie bei großen NiCd-Akkus üblich sind, wirkt sich das nur sehr geringfügig aus.

Beispiel:

48V 10mOhm 100A

Pverl = 100W
Pnutz = 4,7kW

Erhöhung auf 20mOhm (Kälte-Einfluss) führt zu:

Pverl = 209,3W
bei 102,3A (gleiche Nutzleistung)


Die gleiche Rechnung mit einem "ungünstigen" Akku:

48V 50mOhm 110,7A

Pverl = 612,7W
Pnutz = 4,7kW

Erhöhung auf 100mOhm führt zu:

Pverl = 1880W
bei 137,1A (gleiche Nutzleistung)

Das sagt eigentlich alles...

Gruß

von Friedhelm Hahn - am 05.12.2008 10:12
Ja, bitte, und dann machen wir mal einen großen Safttreff mit Batterieaktion. Nein, die Lauge war konzentriert, das eingetauchte Papier veränderte sehr schnell seine Konsistenz, der Boden, Asphalt, "dampfte" etwas, obwohl ich mir nicht erklären kann, wieso...

Nachtrag: Idee: ich sage mir, dass das Carbonat nur wenig zur Leitfähigkeit beiträgt, dann könnte es genügen, zur Dichtebestimmung den Wechselstromwiderstand der Lauge bei einer bestimmten Temperatur zu messen (Vergleichsmessung).
Meine Batterien sind mit Garantie hochohmig.

von Bernd Schlueter - am 05.12.2008 10:17
Hallo Andreas. Wenn es Cadmiumschlamm gibt, dann hast du doch ein Problem beim umdrehen der Akkus, oder? Ich hatte, die Lauge auch schon an den Fingern. Meine Haut wurde angegriffen, nicht viel, aber immerhin. Was mir dabei mehr sorgen macht ist das Cadmium. Es ist ein Kontaktgift, das auch bei Berührung in den Körper gelangt und dort dauerhaft bleibt und schädigt. Gerade wenn der natürliche Säureschutzmantel der Haut durch die Lauge wegfällt.
Also Handschuhe an!!!
Mich interessiert nun aber auch noch, wie du deine 140er Blöcke im Kewet verbaut hast. Gehen die einfach so rein?

Stefan

von Stefan B. - am 05.12.2008 12:52
Hallo Stefan,

ich habe mal vor einem Jahr einen Block mit einer schwachen Zelle geschüttelt - Schlauch an die Stopfen - umdrehen und "Mix it Baby". Nach 5 Minuten schütteln habe ich ihn wieder eingebaut.
Die Zelle hat sich nicht verbessert - der Rest auch nicht verschlechtert - der Akku läuft bis heute.

Ich habe im Kewet 4 Akkus vorne (das geht locker) und unter jedem Sitz ein 3er Pack (Akkus längs in Fahrtrichtung). Die Sitzhalterung musste dafür nicht höher (?) oder wenn doch nur 1cm oder so.

Gruß
Andreas


von Andreas Friesecke - am 07.12.2008 13:01
Hallo,

schön die Diskussionen zu lesen. Haben ich nicht auch mal ausführlich in einen anderen Teil über NiCds und Laugentausch usw. geschrieben und leider etwas wenig antworten dazu bekommen ???
:confused:
Nein, nein ich bin nicht böse... wirklich nicht.

Ich habe nun in den Einträgen gelesen, das Zellen geschüttelt und umgetreht werden... es hat sich dadurch glücklicherweise bei den meisten Zellen nichts verändert. In der Regel kann es sich verschlechtern, wenn abgesetzer Schlamm sich zwischen die Elektroden setzt und dann einen Kurzschluss und dadurch ein Zelltod Eintritt. Evtl. kann man das wieder sauber spülen aber wenn sich der Dreck zwischen den Zellen durch den hohen fliesenden Strom zu einer dauerhaft leitenden Brücke ausbildet, wars das. Evtl. mit Viel Strom kann man sowas wieder wegbrennen ???

Alles wohl nich so einfach.

Zur KOH: Leider habe ich immer noch keinen "günstigen" Anbieter von Kaliumhydroxidplätzchen oder Ätzkali- technisch erhalten, ich will für 50 kg keine 350 Euro ausgeben...
Also noch immer wer weiß was wo gibts das in der Menge ?

Zur Erinnerung: Habe 170 Zellen NiCDs mit je 1-1,5 Liter Kalilauge, die soll nachher 30-40 % haben
Evtl. Sammelbestellung dann Bastelstunde ???

Bis dann

Marcus

von Twiker76 - am 07.12.2008 14:07
Hallo

In den SAFTs ist keine einfache Kalilauge, sondern eine Mischung aus 3 verschiedenen Laugen.

Gruß

Roman

von R.M - am 07.12.2008 14:13
Hallo,

@ Marcus


30-40% KOH-Lauge ?:eek:

Sie sollte doch meines Wissens nach 20-21% ig sein, mit einem geringen Anteil LiOH und NaOH.

So hab ich meine jedenfalls angesetzt. Ergibt dann ne Dichte von 1,21g/ml


Zum Thema Chemikalien: Kann auf der Arbeit nachfragen, was 2 Sack KoH 90% kosten.
Ich weis wohl, das 500g LiOH techn. um die 25 Euronen kosten.
Bliebe dann nur noch die Frage des Transportes :p

Gruß,


Michael



von mirab - am 07.12.2008 16:21
Hallo

1,21 ist richtig, es gibt die Lauge aber auch fertig zu kaufen so in Pappkartons mit Kunststoffinnenkanister, damit haben wir immer die Akkus unserer Notfallbeleuchtung nachgefüllt, alle 5 Jahre spülen und danach Laugentausch, Alter der Akkus jetzt so 40 Jahre und Kapazität noch voll da.

Gruß

Roman

von R.M - am 07.12.2008 17:13
@ Andreas
Wie weit kommst du mit dem Kewet bei 60V und 140 AH NICD?


von Stefan B. - am 07.12.2008 21:25
So etwa 50km
Normaler Stadtverkehr (nicht sonderlich sparsam).
Antrieb: 7,5kW Drehstrom

von Andreas Friesecke - am 08.12.2008 15:18
...Gut ich las mich auch breitschlagen zu 20 % KOH Lsg ist aber trotzdem noch genug. Ich habe mal 40 % gelesen. Je nach Akku kann das schon sein. Ich habe mich gewundert: bei 40 % ist die Dichte nämlich 1,30 Kg/l ziemlich hoch.... mit so einer hohen Konz. kann es auch sein, das der NiCd Akku wieder träger wird ist ja ziemlich dickflüssig.

Marcus

von Twiker76 - am 10.12.2008 10:14
So... dann lasst uns mal mischen...

sehe ich das richtig, dass ich auf 1l destilliertes Wasser 210g KOH - Plätzchen brauche? oder geht das nicht so einfach?

Wieviel Lauge ist eigentlich in so einem STM5-140 drin?

Gruß
Andreas


von Andreas Friesecke - am 10.12.2008 10:47
Hallo,

nein das siehst du nicht richtig :)

1 Kilogramm einer Lösung und nicht 1 Liter enthält 210g 100% Kaliumhydroxid.
Also brauchst du 790g Wasser und 210g KOH. Ergibt 1 KG.
Bei techn. KOH (Feststoffgehalt ~ 90%) liegst du bei 233g KOH und 767g Wasser.(10 % Wasseranteil ist dann ja schon in der KOH enthalten)
Vergesse nicht das LiOH zuzusetzen. Wirst du warscheinlich nur als Litiumhydroxid-monohydrat bekommen.Brauchst da den Wasseranteil nicht rauszurechnen, da es eh nur als Additiv zugesetzt wird. Ich selber habe 1 % zugesetzt.

Viel Spass beim mischen.

Vergesse nicht die Schutzbrille und die Handschuhe. Denk dran : Augen wachsen nicht nach !!!

Gruß,

Michael


von mirab - am 10.12.2008 11:49
Hallo

Sehr richtig mit den Vorsichtsmaßnahmen das kann böse enden, wenn ihr solche Experimente macht würde ich empfehlen immer "Previn" dabei zu haben, soll jetzt keine Schleichwerbung sein aber das Zeug ist so gut daß es selbst Flußsäureverätzungen verhindert.

Um das Messen der Laugendichte werdet ihr nicht rum kommen, die Kaliplätzchen ziehen schneller Wasser als du wiegen kannst.


Gruß

Roman


von R.M - am 10.12.2008 17:56
Auf jeden Fall sofort mit viel Wasser spülen! Das Fluorion der Flusssäure ist schädlich. Das Kalium- und das OH-Ion der Lauge nicht. Die Lauge verätzt nur sehr schnell die Hornhaut. Schnell zum Wasser!
Eigentlich muss nur das OH-Ion neutralisiert werden. Stark verdünnter Essig? Fragezeichen? Die Apotheke ist zu weit.

von Bernd Schlueter - am 10.12.2008 19:14
Hallo

Das Zeug arbeit wirklich in Sekundenbruchteilen, ich hab vorher noch nie was dermaßen gutes gesehen, hat bei uns schon einige Krankenhausaufenthalte vermieden.

Ich hab inzwischen immer eine Augenspülflasche und eine Sprühdose dabei wenn ich mit Lauge oder Säuren arbeite. Wer mehr wissen will [www.prevor.com] ich glaub nicht daß das Zeug teuer ist, hat bei uns jeder Mitarbeiter der mit Treibstoffen umgeht.

Gruß

Roman

von R.M - am 10.12.2008 19:53
So... habe mich inzwischen ein bisschen schlau gemacht.

die Lauge mit 1,21kg/m³ müsste ca 22% Gewichtsanteil KOH haben. Das bedeutet wohl auf 1kg Gesamtgemisch 220g (reines) KOH und 780g Wasser.

@Bernd: Dieser Gewichtsanteil der Lauge gilt wohl als 'konzentriert' - Du hattest recht.

Wenn ich nun 90%iges KOH bekomme, dann nehme ich 220g/0,9 = 244g und 756g Wasser
Bei 80%igem KOH eben 220g/,8 = 275g und 725g Wasser.

Stimmt das so?

Gruß
Andreas

von Andreas Friesecke - am 10.12.2008 21:07
Zitat
So... habe mich inzwischen ein bisschen schlau gemacht. die Lauge mit 1,21kg/m³ müsste ca 22% Gewichtsanteil KOH haben. Das bedeutet wohl auf 1kg Gesamtgemisch 220g (reines) KOH und 780g Wasser. @Bernd: Dieser Gewichtsanteil der Lauge gilt wohl als 'konzentriert' - Du hattest recht. Wenn ich nun 90%iges KOH bekomme, dann nehme ich 220g/0,9 = 244g und 756g Wasser Bei 80%igem KOH eben 220g/,8 = 275g und 725g Wasser. Stimmt das so?




Ja, genau richtig

Gruß,

Michael



von mirab - am 10.12.2008 22:24
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