Temperaturbereich von Lithium-Polymer-Akkus – sichere Grenzwerte und kundenspezifische Lösungen

Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) werden aufgrund ihrer hohen Energiedichte und flexiblen Bauform häufig in Unterhaltungselektronik, Drohnen, Wearables und industriellen Geräten eingesetzt. Ein entscheidender Faktor, den Ingenieure und Anwender berücksichtigen müssen, ist jedoch der Temperaturbereich. Er beeinflusst Leistung, Sicherheit und Lebensdauer direkt.

Sichere Betriebstemperaturen für LiPo-Akkus

Die meisten Lithium-Polymer-Akkus sind für den Betrieb innerhalb bestimmter Temperaturgrenzen ausgelegt:

• Laden: 0°C bis 45°C (32°F bis 113°F)
• Entladen: -20°C bis 60°C (-4°F bis 140°F)
• Lagerung: Idealer Bereich: 10°C bis 25°C (50°F bis 77°F)

Auswirkungen extremer Temperaturen

Kälte: verlangsamt chemische Reaktionen, senkt Spannung und Kapazität und verlängert die Ladezeit. Unter -10°C kann das Laden gefährlich werden.

Hitze: beschleunigt die Alterung, kann Aufblähen verursachen und erhöht das Risiko eines thermischen Durchgehens (Brand). Selbst mäßige Wärme kann bei längerer Einwirkung die Lebensdauer verkürzen.

Was müssen Produktentwickler berücksichtigen?

Bei der Entwicklung elektronischer Geräte, insbesondere für Außen- oder Industrieanwendungen, müssen Ingenieure Folgendes berücksichtigen:

• Den Umgebungstemperaturbereich des Produkts
• Ob der Akku unter extremen Wetterbedingungen geladen werden muss
• Langfristige Zuverlässigkeit und Sicherheit bei wechselnden Bedingungen

Eine ungeeignete Temperaturauslegung kann zu Fehlfunktionen, Aufblähen des Akkus oder vorzeitigem Ausfall führen. Deshalb werden die Temperaturspezifikationen des Akkus früh im Entwicklungsprozess geprüft, teils noch bevor Spannung oder Kapazität festgelegt werden.

Wie wählen Ingenieure den richtigen Akku aus?

Um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, arbeiten Ingenieure häufig mit Akkuherstellern zusammen, um LiPo-Zellen anzupassen. Der typische Ablauf ist:

1. Temperaturanforderungen definieren — z. B. Laden bei -10°C und Betrieb bei 70°C
2. Elektrolyttyp auswählen — für Leistung bei niedrigen oder hohen Temperaturen
3. Testdaten anfordern — z. B. Kapazitätserhalt über verschiedene Temperaturbereiche
4. Schutzmaßnahmen einplanen — mit BMS, Temperatursensoren oder Isolierung

Typische Anwendungen mit erweitertem Temperaturbereich

Einfluss der Temperatur auf die Kapazität

Abschließende Empfehlung

Wenn Ihr Gerät in unterschiedlichen Klimazonen eingesetzt wird, sprechen Sie mit Ihrem Akkulieferanten über die Anpassung eines LiPo-Akkus an die Temperaturanforderungen. Teilen Sie die erwarteten Lade- und Entladebedingungen, Platzbeschränkungen und Sicherheitsziele mit. Viele Hersteller bieten technische Unterstützung und Simulationsdaten, um Sie bei der Auswahl oder Entwicklung der passenden Zellchemie zu unterstützen. Kundenspezifischer LiPo-Akku mit erweitertem Temperaturbereich -40°C bis 85°C, Hochtemperatur-LiPo-Akku -20°C bis 85°C und Niedertemperatur-LiPo-Akku -40°C bis 60°C

Merken Sie sich: Ein sicheres und langlebiges Produkt beginnt mit einer temperaturgerechten Akkuauslegung.