Erfahrungen mit Lithium-Polymer-Akku AA/AAA 1.5V als Batterie-Ersatz

cmuschitz · 1. November 2022 um 08:33

Und nochmals moin zusammen,

ich freue mich weiterhin dieses Forum gefunden zu haben und hoffe dass die vielen Fragen nicht negativ auffallen.
Jedenfalls bin ich froh mal auf Expertenwissen zurückgreifen zu können.

Die Weihnachtszeit steht wieder vor der Tür. Und mit ihr die häufigere Verwendung von LED-Kerzen (u.a. für bestimmte kleine Weihnachtsbeleuchtung). Bislang sind viele NiMH-AA und AAA-Akkus dafür über den Jordan gegangen, da diese die Leistung lange gehalten hatten und anschließend Tiefenentladen waren - und damit leider defekt. Ein klassisches Problem bei LED-Kerzen mit dem konstanten niedrigen Entladestrom. Ähnliches gilt für das Spielzeug des Kindes (elektrische Eisenbahnen mit Batterien, etc.), aber auch einige Wetterstationen (ohne Batterieanzeige) an denen im Endeffekt stets zu spät erkannt wird, dass diese leer sind und die regulären NiMH-Akkus damit schaden nehmen. Im Ergebnis bin ich für solche Fälle dann auf reguläre 1,5V Alkaline-Batterien umgestiegen. Der Batteriemüll stinkt mir allerdings ein wenig. Ich würde diesen gerne verringern.

So hatte ich schon vor einiger Zeit im Internet wiederaufladbare Lithium-Ionen 1,5V Akkus gefunden, die augenscheinlich intern eine kleine Lithium-Zelle und ein kleines BMS verwenden und mutmaßlich sich selbst vor einer Tiefenentladung schützen.
Ein Beispiel wäre solch ein Produkt, das mittels USB-Kabel aufgeladen werden kann:

Quelle: https://amzn.eu/d/gIv3idH

Schon länger am Markt dabei scheint Hixon zu sein - ebenfalls ohne USB-Anschluss in der Zelle (und damit einer möglichen heiklen Stelle weniger), wobei es hier durchaus bedenkliche Bewertungen in Hinblick auf Erhitzung gibt:

Quelle: https://amzn.eu/d/6v8UaFn

Sehr gut (gemessen anhand der Bewertungen und dem Verkauf in den USA, bei denen ja harte Strafen bei Schäden drohen) scheinen die Zellen von Tenavolts zu sein. Diese lassen sich auch nur mit dem speziellen Ladegerät aufladen und enthalten keinen labilen USB-Anschluss. Gleichzeitig wurde die Kapazität bei einem Teardown bestätigt - anders als bei Hixon scheinbar nichts "geschöntes". Verwendet wurde scheinbar eine Li-Po-Zelle. Aufgrund der Ehrlichkeit (siehe Teardown bei YouTube) und dem Verkauf in den USA - aber auch den vielen positiven Bewertungen (und ich habe keine negative mit genannten Brand oder nennenswerter Brandgefahr gefunden) halte ich diese Technik für am ausgereiftesten.

Quelle: https://amzn.eu/d/gECqMLm

Spannend an der Stelle bei einer Bewertung des Hixon-Akkus ist der innere Aufbau, bei dem zumindest eine falsche Kapazität offensichtlich wird. Vielleicht lässt sich aber in Hinblick auf die Sicherheit daraus schon ein Schluss ziehen?

Aus dem Teardown-Video von der Tenavolts-Zelle zeigt sich, dass der Aufbau mit einem Li-Po-Akku und der Technik am Minuspol hingegen ganz anders ist. Auch sind Akku und Technik fest in einer augenscheinlich sehr dichten Zelle verbaut und nicht nur einfoliert.

Quelle: YouTube

Allen gemein ist, dass diese mit Lithium-Ionen-Technik arbeiten wollen und versprechen sicher und "hochwertig" zu sein. Skeptisch macht mich hingegen, dass die etablierten Hersteller (Sanyo, Panasonic, Varta, etc.) allesamt solche Zellen nicht im Angebot haben. Ich frage mich ob dies daran liegt, dass die Hersteller sich nicht mit ihren eigenen regulären Batterien Konkurrenz machen möchten oder es einfach nicht sicher zu betreiben ist? Auch gibt es immer wieder Fotos in den Bewertungen (von vergleichbaren Produkten - wobei ich dies eigentlich nur bei Zellen mit USB-Anschluss in der "Batterie" gesehen habe) bei denen von einem Brandrisiko gesprochen wird. Jetzt weiß man leider nicht wie die Zellen dafür behandelt wurden - Bewertungen sind ja leider stets mit Vorsicht zu genießen. Auf der anderen Seite hinterlassen solche Fotos durchaus Eindruck.

Meine Frage daher hier an die Experten: habt ihr mit solchen 1,5V Zellen schon Erfahrungen? Taugen die was und sind eine wirkliche Alternative für die o.g. Sonderfälle (batteriebetriebene Kinder-Eisenbahn, LED-Akkus, Wetterstationen) oder eher ein großes und gefährliches Brandrisiko? Und falls diese geeignet sein sollen: klappt das mit dem Tiefenentladenschutz sauber und ordentlich? Technisch bedingt erkennen die batteriebetriebenen Geräte den genauen Ladezustand nicht mehr (was auch in Ordnung ist - wenn leer, dann leer - das merkt man dann), da die 1,5V wohl bis kurz vor Ende geliefert werden können. Das wäre kein Problem. Nur wenn der Akku danach auch zu tief entladen wäre, dann wäre (außer weiterem Elektroschrott) hinsichtlich der Ausgangslage (Batteriemüll zu vermeiden/reduzieren) ja leider nichts gewonnen.

Ich bin mal auf die Meinungen hier gespannt. :idea:

Edit: Dass die Lithium-Akkus, selbst wenn sie auf 1,5V runterregeln, nicht in mit einem NiMH-Ladegerät geladen werden können, ist mir natürlich bekannt.

Beste Grüße,
Christopher

ochsnerj · 3. November 2022 um 00:35

Hallo ich habe keine Erfahrung und keine Meinung zu den Zellen. Da die vermutlich einen Spannungswandler integriert haben wird man tatsächlich allgemein eine höhere Leistung speichern können. Ich wollte dich nur warnen. Im unteren Bild hat sich eine 14450 Zelle eingeschlichen die hat tatsächlich 3,7v und kein BMS.

regenmacher · 3. November 2022 um 08:10

Bislang sind viele NiMH-AA und AAA-Akkus dafür über den Jordan gegangen, da diese die Leistung lange gehalten hatten und anschließend Tiefenentladen waren

Das liegt dann aber daran das du einfach die falschen nimh zellen gekauft hast.
Meine eneloops funktionieren seit über 10 jahren problemlos.
Viele davon liegen länger als ein jahr nur rum (lr6, meist für den dslr blitz) ohne in die tiefentladung zu rutschen.

Mit den lr3's (10st. getestet, alter geschätzt zw 5-10 jahre) habe ich sogar letztens mal einen zyklustest gemacht:
zum tag null hatten 750mah zellen ca 730-750mah und jetzt liegen sie zw 600-680mah.
Entweder die lagen unbeachtet rum oder kamen in verschiedensten fernbedienungen zum einsatz.

Wenn du aber sagst "die zellen liegen rum und waren tiefentladen" dann würde ich dir dringend von lipo abraten.
Wenn die in die tiefentladung gehen, sich anfangen aufzublähen hast du eine potentielle selbstentzündungsquelle im haushalt!
Bei den nimh passiert sowas nicht - siehe eneloops.

cmuschitz · 3. November 2022 um 10:54

Hallo ich habe keine Erfahrung und keine Meinung zu den Zellen. Da die vermutlich einen Spannungswandler integriert haben wird man tatsächlich allgemein eine höhere Leistung speichern können. Ich wollte dich nur warnen. Im unteren Bild hat sich eine 14450 Zelle eingeschlichen die hat tatsächlich 3,7v und kein BMS.

Das klingt eher in Richtung "Vorsicht"? Also steht und fällt alles mit der dazwischenliegenden Elektronik? Oder wäre auf so engem Raum dies nicht sicher zu betreiben.
Der Hersteller selbst (in dem Fall Hixon) stellt es so dar:

Wie ist dann die Variante von Tenavolts zu sehen? Diese enthält augenscheinlich eine Lithium-Polymer-Zelle in einem stabilen Metallgehäuse und ist nicht nur aufgedampft. Dies legt jedenfalls der Teardown auf YouTube nahe.

Und in dem Fall scheint es sich bei den Tenavolts-Zellen um jene handeln, die vorzugsweise auf dem US-Markt gehandelt werden. Wer die Schadensersatzklagen in den USA kennt und sich gleichzeitig aber auch die zahlreichen Bewertungen anschaut, scheint kein nennenswertes Brandrisiko bei diesen Zellen zu erkennen - anders als übrigens bei Hixon oder gar vielen anderen Zellen (EBL z.B.) dieser Art.
Quelle: YouTube

Das liegt dann aber daran das du einfach die falschen nimh zellen gekauft hast.
Meine eneloops funktionieren seit über 10 jahren problemlos.
Viele davon liegen länger als ein jahr nur rum (lr6, meist für den dslr blitz) ohne in die tiefentladung zu rutschen.

Ich habe leider auch schon eneloops verloren. Das Problem ist nicht die Entladung durch das rumliegen; da passiert nicht viel. Das Problem sind die schleichenden Verbräuche im Betrieb der hungrigen LED-Kerzen. Diese saugen den Akku weit leer und werden oft erst deutlich dunkler, wenn das Limit von ca. 0,5V - 0,7V erreicht ist. Dadurch leidet aber die Kapazität dann massiv, da das (auch für die teuren Eneloops) natürlich viel zu wenig ist. Wo immer es sinnvoll funktioniert habe ich alles auf NiMH-Akkus umgestellt - einfach da diese auch nicht auslaufen und die Kapazität heutzutage eben sehr lange halten können (geringe Selbstentladung). Leider kommen einige Geräte nicht mit den 1,2V zurecht. So schaltet z.B. das Fieberthermometer sofort mit "Batterie leer" ab, da offensichtlich eine Spannung von knapp 1,5V erwartet wird. Und die Kinderholzeisenbahn ist bei 1,2V sehr langsam und hat Probleme kleine Steigungen zu überstehen.

Deshalb hätte ich die Lithium-Variante spannend gefunden, sofern der verbaute Chip rechtzeitig abriegelt und so vor Tiefenentladung schützt. Aber eben auch nur dann, wenn das ganze als möglichst sicher zu betrachten wäre.

regenmacher · 7. November 2022 um 08:42

Das liegt dann aber daran das du einfach die falschen nimh zellen gekauft hast.
Meine eneloops funktionieren seit über 10 jahren problemlos.
Viele davon liegen länger als ein jahr nur rum (lr6, meist für den dslr blitz) ohne in die tiefentladung zu rutschen.
Ich habe leider auch schon eneloops verloren. [...] Das Problem sind die schleichenden Verbräuche im Betrieb der hungrigen LED-Kerzen. Diese saugen den Akku weit leer [...]

Das wiederrum liegt dann aber an der elektronik der led kerzen.
Wenn die zu spät abschaltet (weil sie für batterien ausgelegt ist, die komplett leer gelutscht werden sollen), dann stirbt natürlich der beste nimh akku einen qualvollen tot.

Auch wenn das nicht so ganz vergleichbar ist:
https://www.golem.de/news/new-york-city-akkubraende-bei-e-bikes-haeufen-sich-2210-169349.html
An das thema sollte man schon mit vorsicher heran gehen. Sowohl beim entladen als auch (vorallem) beim laden.

e-t0m · 7. November 2022 um 13:06

Ich teste seit Kurzem (2. Zyklus) 14505/AA/LR6 LiFePo4 Akkus mit 3,2V und 600mAh.
Zu jedem Akku braucht es noch einen Dummy, der als Abstandshalter dient, damit man zwei 1,5V Mignons ersetzen kann.

Bis jetzt klappt das gut und ich bin zufrieden.

cmuschitz · 7. November 2022 um 13:40

Ich teste seit Kurzem (2. Zyklus) 14505/AA/LR6 LiFePo4 Akkus mit 3,2V und 600mAh.
Zu jedem Akku braucht es noch einen Dummy, der als Abstandshalter dient, damit man zwei 1,5V Mignons ersetzen kann.

Bis jetzt klappt das gut und ich bin zufrieden.

Das klingt auch spannend. Da wäre ich auch über ein paar Bilder interessiert, wie das mit den Dummys in der Praxis ausschaut. :angel: Und LiFePo finde ich sowieso spannend. :thumbup:
In den Dummy müsste man dann allerdings besser noch einen Tiefenentladeschutz implementieren, oder?

cmuschitz · 7. November 2022 um 13:53

Das wiederrum liegt dann aber an der elektronik der led kerzen.
Wenn die zu spät abschaltet (weil sie für batterien ausgelegt ist, die komplett leer gelutscht werden sollen), dann stirbt natürlich der beste nimh akku einen qualvollen tot.

Das weiß ich. Aber leider gibt es immer mal wieder Geräte die so agieren. Hätten die LED-Kerzen nicht so ein schönes Licht und eine - für den vorhergesehenen Zweck - wirklich exakte Bauform, hätte ich sie vermutlich längst durch andere ersetzt. Der Hasenfuß ist halt der verhältnismäßig hohe Energieverbrauch und - eben vor allem - dass die keine Elektronik haben um Akkus zu schützen (wobei mir da auch - von akkueigenen Lösungen - noch kein Modell untergekommen ist). Auch die Kinderspielzeugeisenbahn ist so ein Kandidat. Lässt das Kind den Zug einfach eingeschaltet dann rödelt der auch so lange bis der Akku leer und tot ist. Bei einer Primärzelle ("Batterie") ist das verkraftbar. Bei einem Akku mit Schutzelektronik auch. Bei einem armen NiMH-Akku leider nicht. :|

Bzgl. des Brandrisikos bin ich ebenfalls skeptisch. Daher scheinen die Tenavolt-Zellen augenscheinlich bislang den besten Eindruck zu hinterlassen - auch wegen dem Markt in den USA.

e-t0m · 7. November 2022 um 13:55

So spannend sieht das nicht aus.
Akkus über Ebay, Dummies über Aliex.

Das Gerät überwacht den Akkustand selbst, zu Tiefentladung kann ich nicht viel sagen.
Laut Ladegerät wurden 505 und 504 mAh geladen, daraus schließe ich, das sie nicht ganz leer waren.

cmuschitz · 8. November 2022 um 05:52

@E-t0m:
Tolle Sache. Vor allem aus der Kategorie "keep it simple" und dabei sicher. So wie ich es liebe.
Leider haben meine Gerätschaften - zumindest jene die dafür in Frage kämen und nicht bislang schon sinnvoll mit NiMH-Akkus bestückt sind - keinen Tiefenentladeschutz, zudem die Bauform AAA (wofür es aber auch LiPoZellen und Dummys gibt) und zu allem Überfluss leider auch stets 4,5V - sprich drei Zellen. Damit scheidet in meinen Fällen diese Lösung wohl (leider aus). Sehr schade, damit wären auf einen Schlag viele Dinge gut gelöst: sicheres Handling, Aufladen in einem genormten Aufladegerät - nichts propretäres wie bei den LiPo-1,5V Akkus, Zyklenfest (LiFePo) und vermutlich spannungsfest.

Ein Träumchen wäre ja, wenn in einem der Dummys auch ein Spannungsregler verbaut wäre, der bei Unterschreitung der Mindestspannung dann unterbricht.

e-t0m · 8. November 2022 um 08:08

Es gibt doch bestimmt auch LFP mit Stepdown auf 1,5V?
Ok, das Laden bleibt proprietär...

cmuschitz · 15. November 2022 um 11:48

Da hier im Forum scheinbar noch keiner Erfahrungen damit gesammelt hat, ich selbst mir aber auch nicht die DIY-Variante davon zutraue, habe ich - nach reiflicher Überlegung - mal die Tenavolt-AAA-1,5V Lithium-Akkus bestellt. Die Weihnachtstage stehen vor der Tür - und damit verbunden die hohen Verbräuche durch LED-Stabkerzen. Dieses Jahr möchte ich nicht wieder so viel Batterien "verheizen" bzw. die NiMH-Akkus in den Kerzen tiefenentladen lassen (da die LED-Kerzen diese leerlutschen und dann immernoch hell leuchten).
Tenavolt hat mich hier überzeugt, da diese auch im US-Markt verkauft werden (und man dort ja weiß wie mit Fehlschlägen/Bränden umgegangen wird - Stichwort: Klagen) und es bei YouTube einen Teardown gibt, der zum einen festgestellt hat, dass die verwendete Leistungsangabe stimmig ist (anders als z.B. bei Hixon-Akkus) und zum anderen auch zeigt, dass die verwendete Hülle relativ stabil ist... ebenfalls im Gegensatz zu einigen Mitbewerbern. Auch habe ich in den gesamten Bewertungen (einige an der Zahl) bei Amazon nicht eine bzgl. eines Brandes gefunden - oder gar Bilder in der Richtung gehabt. Auch das war bei Mitbewerbern anders.

Ich werde meine Erfahrungen berichten. Da ich allerdings kein Oszilloskop besitze, wird dies wohl eher in Richtung Erfahrungsbericht hinauslaufen. Vielleicht hilft es trotzdem dem ein oder anderen.

markus7e9 · 13. Dezember 2022 um 18:26

Es steht und fällt mit der Elektronik einschließlich thermischer Auslegung, die da reingepackt wird.

DIY ist für diese Baugrößen aber eher schwierig, jedenfalls wenn man Elektroniker ist und nicht Feinmechanikweltmeister.

win · 13. Dezember 2022 um 20:35

Entspricht gar nicht so meiner Erfahrung. Der Tod von Zellen ist die Reihenschaltung, wenn dann bei einem leeren Akku die Spannung sich umpolt. Das macht die sehr schnell kaputt. Deshalb hab ich z.B. nur Taschenlampen mit einer AA-Zelle. Und die sauge ich regelmäßig unter 1V leer. Die 12 Jahre alten Eneloops funktionieren da immer noch prächtig. Genauso wie viele Billigakkus vom Discounter, die aber durchweg auf dieser Ready-to-Use Technologie beruhen, also geringe Selbstentladung haben. Musste bisher nur ein paar ganz alte Discounter Akkus entsorgen, die vielleicht 15 Jahre alt waren.

messtechniker · 3. Januar 2023 um 18:40

Ich habe mir vor längerer Zeit 4 Stück von den AA-Akkus mit USB-Stecker und auch zwei von den AAA-Akkus mit Micro-USB-Buchse aus CN beschafft. Hersteller/Marke ist SORBO. Die kann man in LED-Leuchten verwenden, aber nicht in Radioempfängern und auch nicht in Funksensorik. Die eingebaute Elektronik verursacht hochfrequente Störungen und führt auch zu einer geringen Selbstentladung, so dass ohne Benutzung alle drei Monate aufgeladen werden muss. In meinen Funkthermometern und dem Empfänger kann ich sie jedenfalls nicht verwenden, aber in LED-Weihnachtsbaumkerzen funktionieren sie.

eibdoktor · 17. März 2025 um 09:21

Es wundert mich dass dieser Thread so sang- und klanglos endet! Warum ruft er nicht den Akkudoktor himself auf den Plan? Darüber könnte er sicher auch ein schönes YouTube Video machen! Oder gibt es das vielleicht schon? Immerhin sind seit dem letzten Beitrag hier etwa 2 Jahre vergangen!
Was dabei interessant wäre: 1. natürlich die Sicherheit, die oben schon mehrfach erwähnt und auch angezweifelt wurde,
Und 2. Die tatsächlich nutzbare Energiemenge sowie die Effizienz/der Wirkungsgrad.

Was mir bei diesen Zellen dabei auch auffällt: Es werden meistens mWh angegeben. Diese Werte liegen dann natürlich 50% höher als die mAh -Angabe. Das kann flüchtige Betrachter schon mal in die Irre führen.

Selbst habe ich bisher 3 verschiedene „Brands“ angeschafft:

Imuto (3600 mWh - 2400 mAh) - mit spezieller Ladebox, dafür ohne mechanisch anfällige USB C Buchse
GRbatty (3400 mWh - 2133 mAh) - USB C Buchse direkt neben Pluspol (war ein 12er Pack, davon 1 gleich defekt. Beim Anstecken der USB Leitung blinkte er heftig grün, und wurde sofort sehr warm)
Pearl ZX-8348-675 (1950 mWh - 1300 mAh) mit seitlicher USB C Buchse.

Bisherige Erfahrung: Alle 3 halten die Spannung schön konstant und schalten dann irgendwann komplett ab. Allerdings scheinen sie sich dann auch wieder zu erholen und schalten für kurze Zeit wieder ein. In meinen Augen keine gute Lösung, die erste Abschaltung sollte bis zum Wiederaufladung den Output auf Null Volt halten.

Bin gespannt, ob es jetzt mehr Interesse an diesem Thema gibt.