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Eine weitere großartige Studie über die Leistung von Batterien und wiederaufladbaren Batterien? - Achten Sie auf die 7 Todsünden, die von Testern begangen wurden. Wann ist ein Test zuverlässig/wertvoll? Schauen Sie sich unseren Spickzettel an.
Im Internet finden wir eine Vielzahl von Batterie- und Akkutests Praktisch alle paar Wochen können wir auf eine neue Nachricht, ein Video oder die Erwähnung weiterer Tests stoßen. Oft schneidet der Sieger eines Rankings in anderen Tests sehr mittelmäßig oder sogar schlecht ab. Was ist der Grund für eine so große Streuung der Ergebnisse zwischen den Tests? Wann ist der Test eigentlich zuverlässig und zuverlässig?
Meiner Meinung nach resultiert das oben genannte Problem nicht direkt aus dem "Sponsoring" von Tests oder dem Versuch, deren Ergebnisse zu beeinflussen. In den meisten Fällen sind Versehen und Fehler von Testern und Rezensenten definitiv schuld.
Wir weisen auf regelmäßig wiederholte Fehler hin, die die Zuverlässigkeit der meisten im Internet gefundenen Tests leicht untergraben können.
Sehr zufällige Testbedingungen → mangelnde Reproduzierbarkeit der Ergebnisse
Vergleichbare, reproduzierbare Testbedingungen sind vielleicht der wichtigste Ausgangspunkt für jede vergleichende Studie. Leider hat der häufigste Fehler, den Tester machen, seinen Ursprung an dieser Wurzel.
Zum Beispiel verfügt ein typischer AA/AAA LR6/LR03 Alkaline-Batterietester oft über eine fortschrittliche "Maschine" - eine präzise elektronische Last, mit der Sie den Entladestrom/die Entladeleistung mit hoher Genauigkeit einstellen oder einen beliebigen Lastwiderstand simulieren können. Die zu prüfenden Batterien werden in den Korb gelegt, der Korb wird mit der Last verbunden und die Messung durchgeführt.
Und hier kommt ein nicht offensichtliches Problem: Typische Batteriekörbe/-halter sind für sehr geringe Lasten ausgelegt. Nach dem Anlegen von Lasten wie 300 mA und höher sind die Spannungsabfälle an den Federn, Klemmen und schließlich an dünnen Messleitungen so groß (manchmal bis zu Zehntel Volt), dass die prozentualen Differenzen in der erhaltenen Betriebszeit / gemessenen Kapazität zweistellige Werte erreichen können. In solchen Konfigurationen ist es sogar sehr schwierig, bei späteren Wiederholungen des Tests derselben Batterie die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Bei Messfehlern von 10% und mehr verliert der Vergleich der Ergebnisse jeglichen Sinn.
Die Lösung für dieses Problem besteht darin, einen Hochstromkorb/-halter zu verwenden und vier Messleitungen (getrennte Pfade für die Spannungs- und Strommessung) zu führen, wobei der Spannungsmesspunkt so nah wie möglich an den Polen der getesteten Batterie platziert wird. Wie oft haben Sie es in einer solchen Konfiguration mit 4 Messleitungen gesehen? Genau wie ich – wahrscheinlich selten oder vielleicht gar nicht.
In einem typischen populären Test hilft auch die beste und präziseste elektronische Last nichts, wenn wir nicht dafür sorgen, dass die Spannung direkt von der Batterie zuverlässig gemessen wird. In einem typischen Testszenario für AA/AAA-Zellen bietet ein kostengünstiges Markenladegerät mit Entlade- und Kapazitätsmessfunktion wiederholbarere Testbedingungen.
Inkonsistente Auswahl von Prüf-/Messgeräten
Die Ausrüstung, die Sie zum Testen von Batterien und wiederaufladbaren Batterien haben, muss nicht teuer oder kompliziert sein – viele Tester haben teure und präzise Geräte, die sich bei falscher Verwendung als weniger nützlich erweisen als ein einfaches spezielles Ladegerät mit einer Kapazitätsmessfunktion. Im einfachsten Test benötigen Sie lediglich einen einfachen Widerstand mit bekanntem Widerstand, ein Digitalmultimeter und die Aufzeichnung der verstrichenen Zeit und Spannung in festgelegten Intervallen.
Es ist wichtig, dass die Testbedingungen der Art des Betriebs/den Besonderheiten der getesteten Batterien entsprechen. Zum Beispiel nützt selbst die genaueste Messung der Entladung von Ni-MH-Akkus nichts, wenn wir uns nicht vorher um ihre ordnungsgemäße Aufladung / Bildung kümmern. Mit einer möglichst präzisen Entladevorrichtung müssen wir beim Testen von Batterien auf eine ebenso gute Ausrüstung, zuverlässige Verbindungen und ein anständiges Ladegerät achten.
Beeilen Sie sich zum Testen
Ein Redakteur, der einen Test für die nächste Ausgabe einer Zeitung durchführt usw. an bestimmte Fristen gebunden ist, innerhalb derer sie in die Vorbereitung der Prüfungen passen muss. Das Gleiche gilt für YouTuber, die auf hohe Zuschauerzahlen zählen und schnell Geld mit ihren Materialien verdienen möchten. Leider ist die sichtbare Eile, das Fehlen eines spezifischen, wiederholbaren Testverfahrens typisch für die meisten Tests, die im Internet zu finden sind.
Ein naheliegendes Beispiel ist beispielsweise die Messung der Energie und Kapazität von CR2032-Einwegbatterien unter einer Dauerlast von mehr als 5 mA – wenn solche Bedingungen über ihre nominalen Fähigkeiten hinausgehen. Sicherlich möchte nicht jeder ein paar Tage mit dem Testen einer Batterie verschwenden, aber bei einigen Batterien ist es einfach unmöglich, etwas anderes zu tun – die Verwendung zu hoher Lasten führt dazu, dass die Batterien unter abstrakten, inakzeptablen Bedingungen arbeiten – das Ergebnis ist ein Mangel an Wiederholbarkeit der Ergebnisse, selbst innerhalb der gleichen Batterien, eine erhebliche Streuung der gemessenen Kapazität zwischen den Tests und natürlich unrealistisch. Die Ergebnisse eines solchen Tests werden bei den meisten Produkten sehr unterschätzt.
Keine Angaben zum Alter der getesteten Akkus
Leider fehlt es den Testern oft an Grundwissen über die Produkte, die sie testen.
Selbst der Spezialist von höchster Qualität, ein Elektroniker, der über die entsprechende Ausrüstung für die Durchführung von Tests verfügt, der weiß, wie man sich um die geringstmögliche Messunsicherheit kümmert, wird den Test nicht richtig durchführen, wenn er sich nicht um Produkte kümmert, die in einem ähnlichen Zeitraum hergestellt wurden.
Die zulässige dauerhafte Degradation von neuen, unbenutzten Ni-MH-Akkus kann bereits nach 12 Monaten ab der ursprünglichen vollen Ladung bis zu 30 % erreichen. Natürlich altert keiner der Marken-Akkus so schnell, aber gerade die umfangreichsten Akkus altern deutlich mit der Zeit, egal wie intensiv sie genutzt werden.
Das Gleiche gilt für Alkalibatterien, bei denen sie je nach Lagerbedingungen 3 bis 10 % ihrer Kapazität pro Jahr verlieren können und sich ihre Spannungseigenschaften verschlechtern (solche Zellen erreichen eine niedrigere Spannung und geben weniger Energie ab).
Test von Stauraumliegestühlen / defekten Artikeln
Dies ist eine Folge des zuvor beschriebenen Problems, bei dem der Tester nicht einmal darauf geachtet hat, das Alter/das Produktionsdatum der getesteten Zellen zu überprüfen/zu verifizieren.
Im Extremfall bekommt der Tester Liegestühle, abhängige Zellen, bei denen das Teil von Anfang an defekt sein kann. Sieht das Prüfverfahren z.B. nicht vor, den Spannungspegel vor der Messung zu überprüfen oder bei Akkus den werkseitigen Ladezustand vor dem ersten Ladevorgang zu messen, weiß der Prüfer gar nicht, ob er nicht auf alte oder einfach defekte Geräte gestoßen ist.
Der Vergleich der Ergebnisse alter, teilweise defekter Zellen mit neuen, selektierten Zellen geht völlig an der Sache vorbei und man kann nur hoffen, dass es sich nicht um eine absichtliche Manipulation handelt.
Bei 2-3 Jahre alten Liegestühlen sind Kapazitätsverluste von 20% und ein deutlich weniger vorhersehbarer Betrieb typisch – das oben Gesagte gilt für praktisch alle auf dem Markt erhältlichen Einwegbatterien und Akkus.
Wie bei typischer Elektronik kann es auch bei Batterien und Akkus zu defekten Einheiten kommen – die Logik gebietet, dass sie reklamiert, nicht getestet werden sollten...
Prüfverfahren – oder besser gesagt, das Fehlen eines solchen
Wenn man sich die meisten Tests ansieht, kann man den Eindruck gewinnen, dass der Autor beschlossen hat, dass er das perfekte Equipment zum Testen von Batterien/Akkus hat und der Durchführung eines solchen Tests nichts mehr im Wege steht.
Das Ergebnis vieler solcher Tests ist z. B. das Fehlen eines Verfahrens zur Formung von Ni-MH-Batterien oder die Verwendung eines ungeeigneten Ladegeräts usw.
Ni-MH-Batterien können je nach Alter, Kapazität und Hersteller mehrere Zyklen voller Ladung und Entladung erfordern, um sich richtig zu bilden.
Die Zieleigenschaft, das Spannungsniveau während der Entladung, entwickelt sich bei Ni-MH-Batterien im Laufe der Zeit allmählich – daher scheint es notwendig, zumindest einige Überladungen der Batterie durchzuführen, um einen Vergleichswert zu erhalten.
Für neue wiederaufladbare Batterien (keine Liegestühle) erlauben die Normen die Messung während der ersten 5 Zyklen.
In einigen gängigen Tests werden wiederaufladbare Batterien nur ein- oder zweimal geladen. Sie werden auf Geräten geladen, die nicht viel über das korrekte Laden der darin installierten Batterien aussagen.
Der Prozess des ordnungsgemäßen Ladens von Ni-MH-Akkus ist entscheidend für weitere Tests, selbst bei einem typischen Gebrauchstest, bei dem ein bestimmter Rezensent / Tester nur ein automatisches Ladegerät hat. Leider sind wir uns sehr unsicher, ob alle Akkus gleich behandelt werden und ob sie ordnungsgemäß geladen wurden. Vor allem, wenn der Vorgang nicht mehrmals wiederholt wird.
In Ermangelung eines ausreichend guten Ladegeräts ist es bei Ni-MH-Zellen eine faire Lösung, die Batterien gemäß der Norm PN/EN/IEC 61951:2 "manuell" zu laden, bei der die mehrmals auf 1,0 V entladene Batterie 16 Stunden lang mit einem konstanten Strom von 10 % ihrer Kapazität geladen wird.
Der Prozess des Testens von z.B. LR6/LR03 Alkaline-Batterien ist zumindest theoretisch einfacher – obwohl wir auch dort in der Regel Tests mit Lasten von 300 mA-500 mA sehen, zusätzlich zu den zweifelhaften Qualitätskörben, über die wir in Punkt 1 geschrieben haben. Dies sind Bedingungen, unter denen eine solche Batterie keine Chance hat, ihre Nennkapazität zu erreichen – die Ergebnisse werden immer viel niedriger, manchmal unvorhersehbar sein. Ein solcher Test gibt keine klaren Informationen über die Qualität einer bestimmten Batterie. Leider gibt es deutlich weniger Tests mit einer Belastung von z.B. 30-50 mA, was schade ist.
Der Testprozess von Li-Ionen-Batterien mit 3,6/3,7 V sollte auch mit einem guten Ladegerät beginnen, das jeder Batterie identische Testbedingungen bietet, vorzugsweise eines, bei dem die maximale Ladespannung im Bereich von 4,18 bis 4,22 V liegt.
Beim Entladen solcher Batterien lohnt es sich, Tests mit höheren Stromwerten durchzuführen, wie z.B. 3A/5A/10A, bei Hochstrombatterien sogar 20A – hier ist es umso wichtiger, eine sehr zuverlässige Verbindung zwischen Batterie und Last und eine unterbrechungsfreie Spannungsmessung möglichst nah an den Zellkontakten zu haben.
Kapazitätsmessung – das einzig richtige Maß für Batterie bzw. Batterieleistung?
Die überwiegende Mehrheit der Tests, mit denen wir uns befassen, basiert auf der Messung der synthetischen Kapazität. Wir überspringen hier Situationen, in denen die Annahmen solcher Messungen falsch ausgewählt sind oder in denen die Werte der Ladeleistung verglichen werden (über die korrekte Messung der Kapazität schreiben wir in einem anderen Beitrag) – leider gibt es auch dort, wo der gesamte Test korrekt durchgeführt wurde, Raum für einen großen Fehler