Messen, Charakterisieren und Testen von Primär-Batterien und Akkus

Batterietypen

Batterien und Akkus spielen in fast allen Bereichen der Technik eine wichtige Rolle. Sie liefern Start-Energie für Fahrzeuge (Zündung) oder treiben diese an (E-Mobilität). Sie speichern Strom aus regenerativer Energieerzeugung. Sie puffern und sichern so den Datenerhalt von Geräten. Sie versorgen mobile oder netzunabhängige Geräte von der Armbanduhr über die Taschenlampe bis hin zu Laptops, Mobilgeräten und IoT-Komponenten. Kein Rauchmelder, keine Fernbedienung kommt ohne sie aus. Und auch die Medizintechnik benötigt Batterien in Herzschrittmachern, Insulin-Messgeräte mit Transmittern, Hörgeräten und vielem mehr.

Dem entsprechend unterschiedlich sind die Bauformen und Größen von Batterien - von der nicht wieder aufladbaren Primärbatterie bis zum Akku, von der winzigen Knopfzelle über die alltäglichen Bauformen wie "AA" und "AAA", der Power-Bank, bis hin zur großen Blei-Säure-Batterie oder ganzen Batterie-Arrays.

Meldungen von brennenden Batterien oder schwer zu löschenden E-Fahrzeugen zeigen, dass auch bei dieser an sich relativ sicheren und bewährten Technik Gefahren lauern können. Das Messen, Charakterisieren und Testen von Batterien gewinnt daher stets noch mehr an Bedeutung - und dies in allen Abschnitten des Lebenszyklus von Entwicklung über Produktion, Qualitätssicherung bis hin zum täglichen Einsatz und der Entsorgung oder dem Recycling.

Gemessen werden müssen die naheliegenden Kenndaten von Batterien, die zum Teil auch auf Verpackungen von handelsüblichen Batterien angegeben sind. Darunter Kapazität (gespeicherte elektrische Ladung in Amperestunden/Ah), Energieinhalt (in Joule oder Watt-Sekunde/Ws), Leistung (in Watt) und Selbstentladung. Hinzu kommen in der Entwicklung und in der Produktionslinie weitere Tests, die sehr viel tiefer ins Detail gehen. Dazu gehören bei Akkus zum Beispiel Ladezeit, Lade-/Entladekurven und Lebensdauer. Die erwähnten Batteriebrände bei Lithium-Ionen-Batterien können durch Isolations- und Schweißfehler entstehen, so dass eine Prüfung dieser Eigenschaften über Impedanz-/Widerstandsmessung wichtig sein kann. Auch der Innenwiderstand ist eine von vielen weiteren zu prüfende Größe. Die Vielzahl der Parameter sowie der Bauformen und Anwendungen von Batterien erfordern jeweils die passende Messtechnik für all diese Tests.

Batterietypen

Produkt-Beispiele für den Batterie-Test (Auszug)

Dedizierte Batterie-Tester

Isolations-, Impedanz-, Widerstands-Tests, Potenzialmessung, Datenlogger

Laufzeittest/Entladung mit Last

Laufzeittest/Laden mit Netzteil und Batterie-Simulation

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