Akku-Guide - LiPos

Grundsatzfrage: Reicht mir ein Akku für einen Spieltag?

Diese Frage hat nur eine seriöse Antwort und muss lauten „ keine Ahnung“.

Um halbwegs eine Antwort darauf geben zu können müsste der Inhalt der Frage umgewandelt werden zu „wie viele Schuss kann ich mit diesem Akku abgeben?“

Auf diese Frage gibt es eine riesige Anzahl an Faustformeln welche über die Jahre ihre Verbreitung gefunden haben. Einige davon kann man vielleicht sogar wirklich als grobe Anhaltspunkte sehen, andere gehören wohl eher ins Reich der Mythen und Legenden.

Wir möchten euch einige davon (ohne Wertung) nicht vorenthalten:

• Pro Milliampere ein Schuss – Folglich 1450 mAh wären 1450 Schuss
• bei Tokyo Marui Waffen sind 2 Schuss pro Milliampere möglich (mit TM1000 Motor)
• bei LiPo Akkus kann ich das 1.5-2.0 fache ihrer Kapazität an Schüssen heraus bekommen. 
• bei stark getunten Waffen bekomme ich die Hälfte der Milliampere an Schüssen heraus.
• je höher die Volt Zahl ist, desto länger kann ich mit meinem Akku schießen.

Was ist also das Problem und wieso ist diese einfach klingende Frage so schwer zu beantworten?

Das Problem ist, dass sehr viele Faktoren hier in Abhängigkeit zu einander stehen. Als erstes müsste man vom Hersteller der Waffe wirklich wissen wie viel Milliampere pro Schuss an Strom von der Waffe benötigt werden. Es ist jedoch eher selten, dass ein Hersteller diese Angaben kommuniziert. In Deutschland hätten wir dann noch das Problem, dass die Herstellerangaben sich nicht auf den Semi-Feuerbetrieb der Waffe beziehen würden, dieser aber nicht unerheblich die Anzahl der möglichen Schüsse beeinflusst.

Grundsätzlich kann man aber sagen, dass die Höhe der Milliamperezahl in unmittelbarem Zusammenhang mit der Quantität der Schussabgabe steht. Je mehr mAh desto längerer Spielspaß.

Was sind die Vor – und Nachteile bei der Verwendung eines LiPo Akkus im Airsoftbereich?

Vorteile:

• LiPo Akkus können nicht nur in fast jeder Bauform hergestellt werden, sondern stellen auch große Kapazitäten in relativ kompakter Bauform zur Verfügung (hohe Energiedichte)
• LiPo Akkus verfügen über eine sehr hohe Entladerate, die sogenannte C- Rate (Coulomb). Eine hohe Stromabgabe ermöglicht schlussendlich eine höhere Schussgeschwindigkeit in Form einer höheren Reaktionsfähigkeit der Waffe (gemeint ist nicht die Rate of Fire). 
• durch die hohen Volt-Zahlen der LiPo-Akkus ist die Rate of Fire im vollautomatischen Schussmodus höher. Dies trifft in Deutschland natürlich nur auf Airsoft-Waffen unter 0,5 Joule zu. 
• entgegen anderer Akkus ist auch die Ladestromrate sehr hoch und somit können LiPos auch in relativ kurzer Zeit aufgeladen werden. 
• LiPo Akkus besitzen im Gegensatz zu herkömmlichen NiCad und NiMh Akkus keinen sogenannten Memory Effekt. 
• Auch die Selbstentladung im lagernden Zustand ist bei LiPo Akkus verschwindend gering im Vergleich zu einem NiMh oder anderen Akku Typen. So beträgt die Selbstentladung nur ca. 5% pro Jahr. 

Nachteile:

• LiPo Akkus sind sehr empfindlich und damit auch nicht ganz ungefährlich in Ihrer Handhabung. So besteht bei falscher Behandlung sogar eine akute Entzündungsgefahr. 
• das Know-How welches der Anwender über diesen Akku-Typ haben muss ist wesentlich größer als bei einem herkömmlichen NiMh oder NiCad Akku. Bei falscher Bedienung und Pflege kommt es schnell zur Verkürzung der Lebensdauer bis zur Zerstörung des Akkus. 
• die Lebensdauer eines LiPo Akkus ist generell geringer im Vergleich zu anderen Akkus. Ein durchschnittlicher LiPo Akku ist oftmals auf 150 bis 200 Lade-und Entladezyklen beschränkt. Dies kommt natürlich auch ein Stückweit auf die Qualität und Verarbeitung der Zellen an, sowie auf den Umgang mit dem Akku generell. 
• LiPo Akkus sind immer noch nicht für jede Airsoft Waffe geeignet und können auch zu Beschädigungen an der Waffe führen. Motoren, Mosfets und andere elektrische Bauteile können somit schnell beschädigt werden, wenn die Waffe nicht „LiPo-Ready“ ist oder der angeschlossene LiPo zu stark für die Airsoft ist. 
• LiPos werden in den letzten Jahren durch ihre Marktdurchdringung zwar immer günstiger, sind aber im Durchschnitt immer noch teurer als andere Akkus. Zumal man bei einem LiPo Akku auch mehr Wert auf ein ordentliches Ladegerät legen sollte, welches auch wieder eine höhere Investition darstellt.

Was bedeuten die Daten auf meinem LiPo-Akku?

Volt Zahl: 

Jede LiPo Zelle eines Akku Packs hat eine sogenannte Nennspannung von 3,7V. Im Airsoft sind 2-und 3-zellige LiPo Akkus Standard. Somit hat ein Akku mit 2 Zellen 7,4V und einer mit 3 Zellen 11,1V. Die Ladeschlussspannung jeder Akku-Zelle liegt jedoch bei 4.2 Volt. Beim Laden wird jede Zelle auf den Ladeschlussspannungswert geladen. Dieser Vorgang wird jedoch nur erfolgreich sein, insofern ich ein gutes Ladegerät mit Balancerfunktion verwende, keine Zellen beschädigt sind und ich die thermischen Hinweise zum Laden eines LiPo-Akkus beachte. Ladegeräte zeigen teilweise die Ladeschlussspannung aller Zellen addiert an, da dies ja auch der eigentliche Wert ist auf welchen die Zellen geladen werden. Gerade zum Anfang kann dies natürlich zu Verwirrungen führen, da das Ladegerät zum Beispiel frägt ob der 11,1V Akku welcher aus drei Zellen besteht auf 12,6V geladen werden soll. Was unter Beachtung der Ladeschlussspannung dann aber wieder Sinn ergibt und somit seine Richtigkeit hat. LiPo Zellen sind empfindlich gegen Überladung und Unterschreitung einer Mindestspannung. So führt es zur Beschädigung der Zellen, wenn die Ladeschlussspannung über den Wert von 4.235 Volt führt. Gleichermaßen wird die Zelle zu Schaden kommen, wenn die Grenze nach unten von 3.0 V unterschritten wird. 

Aus welchem Grund ist die Volt Zahl im Airsoft wichtig?

Die Volt Zahl wirkt sich unmittelbar auf die Drehzahl des Motors aus. Die technischen Daten zu einem Motor sind meistens mit U/Minute vom Hersteller aus angegeben. Die Bandbreite ist meistens hier nicht allzu hoch, da im Airsoft standardgemäß nur 7,4V und 11,1V LiPo Akkus angeboten werden. Als grober Anhaltspunkt gilt, dass man für Waffen mit wenig Leistung und einem Standardmotor einen 7,4V Akku verwenden kann, und für Waffen mit einer stärkeren Feder und einem entsprechend starken Motor einen 11,1V Akku verwendet. 

S-Wert:

Dieser Wert zeigt an wie viele Zellen in Serie geschaltet sind. Da die im Airsoft gebräuchlichen LiPo-Akkus entweder 2 oder 3 Zellen besitzen, werdet ihr auf euren Akkus zumeist 3S (für 11,1V) oder 2S (für 7,4V) aufgedruckt finden. 

Milliampere pro Stunde (mAh):

Dieser Wert gibt die Kapazität des Akkus an und ist der entscheidendste Faktor für Nutzungszeit am Stück ohne den Akku erneut zu laden. Dieser Wert gibt an wie viel Milliampere Strom innerhalb einer Stunde abgegeben werden können. Somit kann ein 1450mAh Akku 1450 Milliampere für eine Stunde abgeben oder eben 290 mAh für 5 Stunden. Danach wäre der Akku komplett leer und könnte keine Energie mehr abgeben.
Hier gilt als Faustformel, je mehr Milliampere euer Akku hat, desto länger könnt ihr spielen.

C-Wert:

Dies ist eigentlich einer der wichtigsten Werte beim Kauf eures LiPo Akkus und doch findet er oftmals wenig bis gar keine Beachtung. Das liegt oftmals daran, dass vielen Käufern (und etlichen Verkäufern auch) der Zusammenhang zwischen der C-Rate und dem Betrieb ihrer Airsoftwaffe nicht ganz bewusst ist. Die C-Faktor gibt sowohl die Lade- als auch die Entladerate des Akkus an, was recht verwirrend sein kann. Um den Verbraucher dann noch komplett zu verunsichern ist die Lade-C Rate manchmal gar nicht angegeben.

Kümmern wir uns zuerst um die Entladerate des Akkus:

Hierbei gibt die C-Zahl an wie viel Strom auf einmal von der Batterie gezogen werden darf. Zumeist steht aber auf euren Akku nur etwas wie „30/50C“ oder nur „25C“. Eher selten wird der Akku mit so präzisen Angaben versehen wie bei der Firma Nuprol. Hier steht auf den Akkus z.B. „30 C Cont., 50C Burst“. Dabei bezeichnet der als erstes angegebene Wert die Abgabe des Dauerstroms. Der zweite Wert bezieht sich auf den maximalen Laststrom, d.h. die maximale Abgabe von Strom über wenige Sekunden (ca. 5 Sekunden) hinweg. Der Burstwert sollte annähernd die doppelte Zahl zum ersten Wert darstellen, ansonsten könnte dies ein Hinweis auf qualitativ minderwertige Zellen sein.

In welcher Beziehung steht dieser Wert nun zu meiner Airsoft Waffe?

Wenn ihr z.B. einen Akku mit 1450 mAh und 30C benutzt, würde die Rechnung wie folgt aussehen:
1,45 Ah (1450 mAh) * 30 = 43,5 A. Das heißt eure Airsoftwaffe dürfte nicht mehr als 43,5A auf einmal von eurem Akku ziehen.
Je näher die Gesamtleistung (Verbrauch an Ampere) eurer Airsoftwaffe and die Entladerate (C-Rate) kommt desto heißer wird euer Akku werden. Durch zu große Hitze nützt sich euer Akku schneller ab oder wird sogar beschädigt. Auf jeden Fall verkürzt sich dadurch die Lebenserwartung eures LiPos. Im schlechtesten Fall kann sogar die Elektronik in eurer Waffe dadurch beschädigt werden. Also merkt euch hierzu, eine zu hohe C-Rate wird sich nicht schädigend auf eure Waffe auswirken, da sie nur die maximale Abgabeleistung darstellt. Eine zu niedrige C-Leistung kann aber sowohl eure Waffe als auch euren Akku beschädigen, da der Akku nicht die benötigte Ampereleistung zur Verfügung stellt, welche der Motor benötigen würde.

Wie kann ich das herausfinden?

Im besten Falle würde der Hersteller euch die Leistungsdaten eurer Waffe zur Verfügung stellen. Aber falls ihr diese nicht habt geht es auch auf anderem Wege. Nehmt die Batterie nach der Nutzung aus eurer Waffe heraus und fühlt die Wärme. Idealerweise sollte die Temperatur bei ca. 35 Grad Celsius liegen. Ist der Akku so heiß, dass es unangenehm ist ihn in den Händen zu halten, reicht die C-Rate nicht aus und ihr solltet euch unbedingt einen geeigneteren Akku zu legen.

Den zweiten Faktor den man mit dem C-Wert in einen Topf schmeißt ist der Ladestrom. Die C-Angabe zum Aufladen des Akkus wird von den Herstellern meistens zwischen 1 bis 5C angegeben. Am Beispiel wollen wir zeigen wie sich das in Ampere zur Einstellung am Ladegerät umrechnen lässt.
Wir haben einen Akku mit 1450 mAh und 2 C (Ladeempfehlung).
Daraus folgt: 1450 mAh/1000=1,45A*2= 2,9 A (Einstellung am Ladegerät)
Wer seinem Akku allerdings einen Gefallen tun möchte und Wert auf eine möglichst lange Lebensdauer legt, der lädt seinen Akku immer nur mit einem Ladestrom von 1C.
Ist die C-Charge Rate vom Hersteller nicht angegeben darf dieser mit max. 1C geladen werden.

Was muss ich beim Laden meines LiPo-Akkus beachten?

• Verwendet nur ein Ladegerät, welches speziell für den Gebrauch mit LiPo-Akkus vorgesehen ist. Das Laden eines LiPo-Akkus mit zum Beispiel einem NiMh Ladegerät  wird die Zerstörung eures Akkus nach sich ziehen. Achtet bei einem Multiladegerät darauf, dass auch immer LiPo eingestellt ist. 
• Ladet den LiPo-Akku nur mit der entsprechend vorgesehenen C-Charge Rate auf. Wollt ihr auf Nummer sicher gehen, dann ladet alle eure LiPos immer nur mit 1C auf. Das verlängert die Lebensdauer und beugt Beschädigungen an eurem Akku vor. 
• Falls euer Ladegerät nicht automatisch die Anzahl der Zellen erkennt müsst ihr darauf achten auch hier die richtige Auswahl zu treffen. 
• Achtet darauf, dass keine Zelle beschädigt ist. Gute Ladegeräte messen die Spannung der einzelnen Zellen. Sobald eine Zelle eine Spannung unter 3V aufweist ist diese beschädigt und der Akku sollte nicht mehr genutzt werden. 
• Die Ladeschlussspannung an eurem Ladegerät muss immer auf 4,2V eingestellt sein. Ansonsten wird euer Akku nicht vollständig aufgeladen. Viele LiPo Ladegeräte haben die Ladeschlussspannung von 4,2V bereits voreingestellt und muss nicht mehr manuell angepasst werden. 
• Ladet euren LiPo-Akku immer im Balancer Modus auf. Das heißt ihr schließt einerseits das normale Tamya- oder Deanstecker Ladekabel an und zusätzlich das kleine Balancer-Kabel. Der Balancer kontrolliert während des Ladevorgangs die gleichmäßige Verteilung der Spannung innerhalb der Zellen. Ist die maximal zulässige Spannung (Ladeschlussspannung) von 4,2V erreicht, dann schaltet sich die normale Aufladung über das Ladekabel ab und der Balancer übernimmt das Laden bis zum Ende. Die Stromzufuhr zu der Zelle welche ihre maximale Kapazität erreicht hat, wird somit begrenzt und der Balancer führt den Strom den weiteren Zellen zu. Somit wird die Spannungsgleichheit für den Akku wieder hergestellt. Dieser Vorgang nennt sich dann Balancing.  
• Achtet auf die thermischen Bedingungen beim Laden eures Akkus. Weißt euer Akku eine zu hohe Temperatur auf (zum Beispiel aufgrund der Umgebungstemperatur oder auch aufgrund einer zu niedrigen C-Rate), solltet ihr diesen erst einmal abkühlen lassen. LiPo Akkus mögen keine Temperaturen über 40 Grad Celsius.
• Sollte es beim Laden eures LiPos zu kalt sein, dann solltet ihr nicht gleich mit 1C beginnen zu laden, sondern erst einmal vielleicht mit 0,5C. Damit sind Temperaturen unter 15 Grad Celsius gemeint.
• Ladet euren LiPo-Akku immer auf einer feuerfesten Unterlage auf oder noch besser in einer extra dafür vorgesehenen LiPo – Ladetasche. Somit vermeidet ihr im Falle einer Entzündung, dass euch euer Inventar oder eure Wohnung abbrennt. 

Generell ist allerdings leider so, dass ein LiPo Akku an die Lade-und Entladezyklen eines NiMh –oder NiCd Akkus nicht heran kommt.

Auf was soll ich beim Kauf meines LiPo – Ladegerätes achten?

• Generell sollte das euer LiPo Ladegerät entweder so intelligent sein, dass es die meisten Einstellungen eurem Akku entsprechend für euch vornimmt, oder es sollte sich manuell innerhalb der verschiedenen Parameter regulieren lassen.
• Auf jeden Fall sollte das von euch ausgewählte Ladegerät über einen Balancer verfügen.
• Es sollten alle Adapter beiliegen wie z.B. für Tamiya, für Dean und XT60. 
• Sowohl 2 als auch 3 teilige Akkus sollten geladen werden können.
• Das Ladegerät sollte über eine Storagefunktion verfügen. Das heißt während längerer Spielpausen lädt das Ladegerät den Akku auf eine Lager-oder Erhaltungsspannung auf. Somit kann dieser auch problemlos über längere Zeiträume aufbewahrt werden ohne, dass er benutzt wird. Bei Tiefenentladung kann der Akku ansonsten beschädigt werden bzw. es könnte sogar zu Spontanentzündungen kommen.    
• Niemals in der Sonne liegen lassen oder auf die Heizung und sonstige Hitzequellen legen.

Welche weiteren Tipps haben wir für euch bei der Benutzung eines LiPo-Akkus? 

• Ihr könnt euch an eure Waffe und euren Akku eine sogenannte T-Stecker (Dean Plugs) Verbindung löten. Der Innenwiderstand eines T-Steckers ist geringer als der eines klassischen Tamya Steckers. Dies führt zu einer Wärmereduktion und beugt einem Volt – Verlust vor welchen Tamiya Stecker auch oftmals mit der Zeit aufweisen. Die Effizienz des Stromflusses wird dadurch noch einmal spürbar gesteigert.
• Falls ihr keine ETU (oder Mosfet) in eurer Waffe verbaut habt, oder diese keine entsprechende Schutzfunktion aufweist könnt ihr euch auch zusätzlich an das Balancerkabel eures Akkus einen LiPo-Warner an klemmen. Dieser warnt euch dann wenn die Volt Zahl eures Akkus unter die Nennspannung von 3,7V fällt. Somit vermeidet ihr, dass euer Akku Tiefenentladen wird und somit nachhaltig beschädigt wird. 

Was muss ich zum Thema Sicherheit noch beachten?

• Ein aufgeblähter LiPo Akku sollte niemals weiter benutzt werden. Auf keinen Fall dürft ihr die Hülle eines aufgeblähten LiPo Akkus anstechen oder auf eine andere Weise verletzen. 
• bei Abgasen des LiPos (oder sonstiger Rauchentwicklung) die Nutzung oder das Laden des LiPos sofort einstellen. 
• Im Falle eines Brandes sollte ein LiPo Akku niemals mit Wasser versucht werden zu löschen. Dies könnte zu einer Explosion führen. LiPo Akkus werden mit einem Löschgranulat oder einfach mit trockenem Sand gelöscht.
• Ein kaputter LiPo Akku darf nicht einfach in den Hausmüll entsorgt werden. Gebt diesen bitte bei einem Händler ab, welcher LiPo Akkus verkauft oder bringt ihn zu einem entsprechenden Wertstoffhof. 
• Lagert den LiPo Akku nicht in eurer Waffe. Die Elektronik eurer Waffe zieht auch weiterhin Ladung von eurem Akku ab. Bei einer längeren Lagerung kann es somit zu einer schnelleren Tiefenentladung kommen welche euren Akku beschädigen würde oder auch zu einer Entflammung führen kann.