Übersicht
Der Innenwiderstand ist einer von mehreren zentralen Zustands- und Leistungsparametern einer Batterie. Aussagen zu Stromabgabe, Wärmeentwicklung und Spannungsabfall sind nur dann belastbar, wenn Messmethode, Temperatur, Ladezustand und Ruhezeit mitgeführt werden.
Diese Referenztabelle ordnet gängige Batteriechemien und Zellformate als qualitative Strukturhilfe für den systematischen Vergleich. Konkrete Zahlenwerte für DC-/AC-Ri und EOL müssen aus dem jeweiligen Primärdatenblatt mit dokumentierten Testbedingungen übernommen werden.
Beachten Sie, dass sich der Innenwiderstand mit Alterung und Betriebsstress verändern kann. Die Richtung und Höhe der Änderung sind stark zell-, temperatur- und zyklusabhängig; in vielen Anwendungen werden über die Lebensdauer deutliche Anstiege beobachtet. Verwenden Sie unseren Innenwiderstand-Bewertungsrechner für eine detaillierte Analyse.
Referenztabelle
| Chemie | Zellformat | Nennkapazität (Ah) | DC Ri (neu) (mΩ) | AC Ri 1 kHz (mΩ) | Ri bei EOL (mΩ) | Beispielzelle |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Li-Ion NMC | 18650 | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| Li-Ion NMC | 21700 | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| Li-Ion NMC | Pouch | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Modul-/Zell-Datenblatt inkl. Testprotokoll |
| Li-Ion NCA | 18650 | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| Li-Ion NCA | 21700 | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| LiFePO₄ (LFP) | 32650 | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| LiFePO₄ (LFP) | Prismatisch | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| NiMH | AA | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| NiMH | Sub-C | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| Blei-Säure (nass) | 12V-Block | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Batterie |
| Blei-Säure (AGM) | 12V-Block | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Batterie |
| Blei-Säure (Gel) | 12V-Block | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Batterie |
| Li-Ion LTO | Prismatisch | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Siehe Herstellerdatenblatt der eingesetzten Zelle |
| Na-Ion | Prismatisch | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | datenblattabhängig | Derzeit stark hersteller- und protokollabhängig |
Hinweise zur Nutzung
1. Die Tabelle ist eine qualitative Orientierung; die numerischen Spalten sind bewusst als datenblattabhängig markiert, solange kein einheitlicher Hersteller-, Revisions- und Testprotokollstand dokumentiert ist.
2. DC-Innenwiderstand und AC-Impedanz erfassen unterschiedliche Anteile des Zellverhaltens und sind nur unter klar dokumentierten Messbedingungen vergleichbar.
3. Für EOL-Bewertung existiert kein universeller normativer Ri-Grenzwert; entscheidend ist die Trendbeobachtung derselben Zelle unter wiederholbaren Bedingungen.
4. Temperatur, SOC, Ruhezeit, Pulsdauer, Frequenz und Kontaktierung beeinflussen den gemessenen Ri teils stark und müssen in jedem Vergleich mitgeführt werden.
5. Für Na-Ion-Zellen werden ohne belastbare, einheitliche Primärdatenbasis keine fixen Zahlenreihen ausgewiesen.
Verwenden Sie unseren Innenwiderstand-Bewertungsrechner für Ihre eigenen Berechnungen.
Häufig gestellte Fragen
Warum ist der AC-Innenwiderstand niedriger als der DC-Widerstand?
Die AC-Impedanzmessung bei 1 kHz erfasst primär den ohmschen Widerstand der Zelle (Kontakte, Elektrolyt, Stromsammler), während der DC-Innenwiderstand zusätzlich den Ladungsübertrittswiderstand und Diffusionswiderstand einschließt. Der DC-Wert liegt daher in vielen Anwendungen über dem AC-Wert und ist für Lastfälle oft repräsentativer.
Ab welchem Innenwiderstand sollte eine Batterie ausgetauscht werden?
Es gibt keinen universellen normativen Grenzwert. In der Praxis wird ein deutlicher Ri-Anstieg gegenueber dem dokumentierten Anfangswert haeufig als Anlass fuer eine vertiefte Pruefung genutzt. Die Austauschentscheidung sollte zusammen mit Kapazitaet, Lastprofil, Temperaturverhalten und Sicherheitsanforderungen getroffen werden.
Wie beeinflusst die Temperatur den Innenwiderstand?
Kälte kann den Innenwiderstand deutlich erhöhen. In vielen Zellfamilien liegen bei 0 °C höhere Ri-Werte als bei 25 °C vor; bei noch tieferen Temperaturen kann der Effekt stärker ausfallen. Bei hohen Temperaturen kann der Ri kurzfristig niedriger erscheinen, gleichzeitig steigen oft Alterungs- und Sicherheitsrisiken. Für die Auslegung sollten die Temperaturfenster aus dem jeweiligen Datenblatt herangezogen werden.
Warum haben größere Zellen niedrigere Innenwiderstandswerte?
Größere Zellen haben mehr Elektrodenfläche, über die der Strom verteilt wird. Da der Widerstand umgekehrt proportional zur wirksamen Querschnittsfläche ist, sinkt der absolute Ri häufig mit steigender Zellkapazität. Der konkrete Vergleich sollte unter identischen Messbedingungen (SOC, Temperatur, AC/DC-Methode, Pulsdauer) erfolgen.
Quellen und Referenzen
- Battery University BU-902 — How to Measure Internal Resistance
- IEC 62660-1 — Secondary lithium-ion cells for propulsion of electric road vehicles (performance testing)
- IEC 61960-3 — Secondary lithium cells and batteries for portable applications
- Herstellerdatenblätter der konkret eingesetzten Zellen/Batterien (inkl. Testbedingungen, Messmethode und Dokumentrevision)