LiIon-Akkus in der Canon 1D(s) I+II (NP-E3)

Hallo zusammen,

meine Hauptkamera ist eine Canon 1DsII, mit der ich nach wie vor sehr zufrieden bin... bis auf die NiMh-Akkus. Die Akkus verlieren mit der Zeit an Kapazität, der Originalakku ist unter Berücksichtigung der darinsteckenden Technik (10 AA-NiMh-Zellen) unverschämt teuer, und die Nachbauakkus haben in der Regel keinen guten Sitz und tlw. schnell nachlassende Leistung.

Da ich neue Akkus benötigt habe, musste ich mir also was einfallen lassen. Die Neu-Bestückung von Akkus mit neuen Eneloop-Zellen wäre prinzipiell eine Alternative, einen Umbau habe ich auch schon getätigt. Der Platz im Gehäuse ist wirklich sehr knapp und das Löten der Akkus ohne Lötfahnen etwas fummelig. Prinzipiell funktioniert er sehr gut, wennauch ich das Gehäuse leicht anpassen musste, weil der Deckel sich nicht ganz an seine Ursprungsposition setzen ließ (zu wenig Platz für die Zellen). Ich hab mich aber schon immer gefragt, ob es nicht möglich wäre, Lithium-Zellen dafür zu verwenden...

Das Lithiumakku-Projekt:
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Als erstes stellte sich die Frage, ob ich dafür LiPo-Zellen oder herkömmliche LiIon-Zellen (18650) verwenden will. Nachdem LiPo-Zellen nicht ganz unkritisch in der Handhabung sind, habe ich mich für die altbewährten 18650er-Zellen entschieden (18650= 18mm Durchmesser, 65mm Länge, 0=rund).
Eine Zelle hat 3,7V, es werden also 3 Zellen benötigt. Ich habe mich für 2600mAh-Zellen entschieden. Der Originalakku hat glaube ich 1680mAh). Diese lassen sich gerade noch in die 1D verpflanzen (dazu siehe später mehr). Nachdem man LiIon-Zellen nie ohne Schutz-/Ladeschaltung verwenden sollte, musste zusätzlich noch eine kleine Platine ins Gehäuse. Zum Laden wird natürlich ein anderes LiIon-geeignetes Ladegerät benötigt (Ladeverfahren CC CV). Dazu habe ich noch einen zusätzlichen Ladeanschluss integriert, anstatt den vorhandenen zu verwenden. Eine Verwechslung ist somit ausgeschlossen.

Soweit zur Theorie. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die 3 Zellen doch etwas mehr Platz beanspruchen, sodass sich der Deckel nicht mehr montieren ließ und selbst die nackten Zellen nur bei korrekter Positionierung im Akku nicht am Akkuschacht anstoßen. Also habe ich die Zellen, sowie die Schutzelektronik und die Ladebuchse kurzerhand mit 2K-Kleber im zusätzlich modifizierten Unterteil fixiert. Die nackte Oberseite des Akkus wird noch zumindest bis zur Hälfte mit dem Originaldeckel abgedeckt, die Hälfte mit dem Verriegelungsmechanismus wird nur mehr mit Heißkleber stabilisiert bzw. isoliert und abgedeckt. Der Akku ist dann also auch geschlossen und robust.

Ich habe den Akku erst gestern Abend zusammengebaut und konnte ihn nur kurz auf Funktion testen. Die Akkuanzeige in der Kamera zeigt "voll" an, der Akku funktioniert. Die Frage ist nur, ab welcher Spannung die 1D den Betrieb verweigert, und wie lange es dauert bis der Akkupack unter diesen Schwellenwert fällt. Dazu werde ich noch berichten.

Bis jetzt bin ich zufrieden. Aus meiner Sicht ergeben sich folgende Vorteile (sollte die Laufzeit ok sein - siehe Spannungs-Schwellenwert oben):
- Relativ günstiger Umbau (Zellen 13€, Elektronik 5,80€, macht in Summe 18,80€)
- Kein Memory-Effekt
- Kleineres Ladegerät (10€, Bauform Steckdosen-Steckergehäuse, Ladezeit ca. 2,5h bei 1A)
- Leichterer Akku

Nachteile:
- Akku-Gehäuse muss stark modifiziert werden

Die Lebensdauer ist meines Erachtens kein großer Vorteil, da die LiIon-Zellen auch altern und Kapazität verlieren.

Die Zellen und die Elektronik habe ich bei einem kleinen Händler in München gekauft - der kann übrigens auch Punktschweißen (für Lötfahnen auf Akkuzellen aller Art). Wenn man auf Google nach 18650 Zellen in München sucht, findet man den recht schnell. Auf ebay habe ich einen Posten mit 7 defekten NP-E3s gekauft. Drei habe ich mal für mich eingeplant. Wenn jemand Interesse an einem (Original Canon-)Leergehäuse hat, einfach melden! Ich verkaufe sie ohne Gewinn weiter.

Demnächst werde ich noch berichten, wie sich der Akku im Alltag schlägt!
Fotos kommen leider aus dem Handy, für einen ersten Eindruck sollten sie aber ausreichen.

Wenn ich von solchen Zellen lese fällt mir immer http://www.messerforum.net/showthread.php?86475-Achtung!!-Ultrafire-Batterie-explodierte

Wirklich wichtig, das man die Ladevariante sehr gut überdenkt.

Interessant wäre was die Sicherheitskontrolleure am Flughafen sagen, wenn man mit solchen Bastellösungen ("seltsam" verklebte Gehäuse) ankommt

Die Geschichte kenne ich, wobei das Problem in dem geschilderten Fall eher der abgedichtete Taschenlampenkorpus war, der den Überdruck nicht ablassen konnte. Bei den 18650er-Zellen mache ich mir aber generell weniger Sorgen, die werden/wurden ja miliardenfach v.a. in Notebookakkus eingesetzt.

Die Schutzschaltung ist eben enorm wichtig, und der Einsatz eines entsprechenden Ladegeräts. Hat man dann bei der Verkabelung nicht gepfuscht, kann eigentlich nichts schiefgehen. Wenn innerhalb einer Zelle was passiert, dann wird der Überdruck abgelassen. Und dicht ist meine Akkukonstruktion ja nicht.

Am Flughafen... naja... Da werd ich wohl doch eher den Eneloop-Akku mitnehmen...

Übrigens auch noch ein interessanter Beitrag: www.messerforum.net/showthread.php?101678-18650-Akku-mit-PCB-ein-paar-Grundlagen!

Ich hab solche Umbauten auch schon gemacht (Akkuschrauber etc.) wichtig ist daß der Temperaturmessfühler wieder verbaut wird. Wenn man mit einer Konstantspannung lädt die der Zellenladeschlußspannung entspricht kann auch nicht viel passieren. Der Nachteil ist natürlich die extrem lange Ladezeit im Vergleich zu Akkus mit Symmetrierschaltung. Ansonsten hab ich durchweg positive Erfahrungen gemacht. Die Schrauber mit Lion Umbau sind die die immer noch laufen wenn alle anderen schon in der Ladestation hängen.
Trotzdem birgt ein solcher Umbau dennoch gewisse Sicherheitsrisiken und es wäre besser wenn nicht nur noch der NTC Fühler die Überhitung registriert und abschaltet bevor der Akku expoldiert sondern wenn da noch eine weitere Schutzmaßnahme da wäre z.B. für den Fall daß sich eine Zelle einer Reihenschaltung verabschiedet hat und das ganze Package deshalb niemals die Ladeschlußspannung erreichen kann.

Dewenne

Einen Temperaturmessfühler habe ich nicht verbaut - ich habe auf der Homepage meines Händlers aber eine neue Version der Schutzschaltung entdeckt, die aber offenbar einen Anschluss dafür integriert hat. Halte ich auch für sinnvoll, wenngleich der Fühler durch die Schutzelektronik eigentlich nie gebraucht werden sollte. Aber schaden tut's nicht, und kosten tut's auch fast nichts

Generell sind die Hinweise zur Sicherheit schon richtig und wichtig! Es sollte aber keine Panik gemacht werden. Explodierende Zellen sind mir nur von der Firma Ultra**** bekannt. Diese sind aber protected Zellen, d.h. paradoxerweise mit integrierter Schutzschaltung - die aber offensichtlich nicht wirklich funktioniert. Diese Zellen werden nicht in Akkupacks eingesetzt (zumindest macht das für mich keinen Sinn).

Beim Einsatz von "nackten" (unprotected) Markenzellen, die mit einer Schutzelektronik versehen wurden, ist mir noch kein Fall einer explodierenden Zelle bekannt. Ich habe auch von Sicherheitsberichten gelesen, wo ungeschütze Zellen kurzgeschlossen wurden - die Zellen gasten aus, sind aber nicht explodiert.

g_d_o schrieb:

Einen Temperaturmessfühler habe ich nicht verbaut - ich habe auf der Homepage meines Händlers aber eine neue Version der Schutzschaltung entdeckt, die aber offenbar einen Anschluss dafür integriert hat. Halte ich auch für sinnvoll, wenngleich der Fühler durch die Schutzelektronik eigentlich nie gebraucht werden sollte. Aber schaden tut's nicht, und kosten tut's auch fast nichts

Zum Vergrößern anklicken....

Naja, richtige Panikmache will ich da auch nicht betreiben. Mir ist die Seite mit der verbeulten Kaffeemaschine nur in Erinnerung gekommen.

Wichtig ist aber trotzdem, dass man sich mit dem Thema auseinander setzt.

Hast Du mal nähere Infos zur eingesetzen Schutzschaltung? Was überwacht die wie?

Die Schutzschaltung überwacht bzw. begrenzt die Lade- und Entladeströme (je 4A, wobei ja nur mit 1A geladen wird und die Entladeströme bei der 1er seeeeehr niedrig sind), sowie die Lade- und Entladeschlussspannung (insgesamt 12,6V bzw. 7,5V). Für die einzelnen Zellen liegen die Werte bei 4,3V bzw. 2,7V, wenn ich mich richtig erinnere.
Zusätzlich gibt es einen Cut bei Kurzschluss.

Ich betrachte meinen umgebauten Akku somit als sicher. Meines Wissens ist das Industriestandard; die mir bekannten Akkupacks bzw. LiIon-Akkus sind nach demselben Prinzip aufgebaut (z.B. Canon BP-511).

Noch was zum Thema Sicherheit: Es gibt einen sehr informativen Testbericht der NASA, in dem LiIon-Einzelzellen und LiIon-Akkupacks auf vielfältige Art missbraucht wurden. Ich kann jedem, der sich für das Thema interessiert, empfehlen diesen Bericht zu lesen.

Die Schaltung hört sich vernünftig an!

Hast Du nen Link zur NASA-Geschichte?

Bin mir immer etwas unsicher mit Verlinken. Google einfach nach 18650 NASA, ist bei mir dann das erste Suchergebnis. Daneben gibt' auch noch zwei andere Berichte über Lithium-Zellen.

Hallo g_d_o,
überlege auch schon länger so etwas umzusetzen, interessant das du es schon gemacht hast.
Hast du mittlerweile schon Erfahrungswerte bezüglich der "Laufzeit"?
Auch das Verhalten der Batteriestandsanzeige der Kamera würde mich interessieren!

Konrad

edit: Eine Sache ist mir noch aufgefallen: Hast du die Ausgänge zur Kamera absichtlich nicht an P+/P- angeschlossen? Soweit ich sehen kann hast du diese direkt mit der Reihenschaltung der Zellen verbunden. Somit sind deine Zellen beim Entladen nicht durch die Elektronik geschützt (zwecks Abschaltspannung), was die Platine ja auch kann!

Hallo Konrad,

meine Erfahrungen sind durchwegs gut! Obwohl ich noch drei gute NiMh-Akkus habe (einer davon mit Eneloops), kommen diese so gut wie nie zum Einsatz. Ich hab noch nicht mal den zweiten LiIon-Akku aufgebaut, für den ich schon Zellen und Schaltung zuhause hab - der eine reicht mir eigentlich für normale Touren...

Zur Laufzeit kann ich leider nichts genaues sagen, weil mir der Akku nie während eines Einsatzes leer geworden ist. Ich muss auch relativ selten aufladen. Ich bin mit dem LiIon-Akku also zu 100% zufrieden, Akku ist mittlerweile kein Thema mehr bei mir!

Off-Topic: Ich habe beobachtet, dass sich die Akkus in meiner 1er laaangsam entladen, wenn die Kamera aus ist - sowohl NiMh als auch LiIon. Nach ein, zwei Monaten sind diese dann leer (bzw. gecuttet).

Zur Verdrahtung: Die ist schon richtig so: an P+/- angeschlossen. Die Zellen sind zwar an dem einen Ende dem Anschein nach direkt verdrahtet, die Schaltung cuttet aber trotzdem am anderen Pol der jeweiligen Zelle (die nicht "direkt" in Reihe geschaltet sind, da sie separat in die Schaltung eingebunden sind). Also Reihenschaltung ja, aber mit dazwischengeschalteter Schaltung.

Danke, das hört sich schon sehr gut an!

Hast du vielleicht noch Infos oder einen Link zu dem Ladegerät welches du jetzt verwendest?

P.S.: Ich muss nochmal auf der Verdrahtung "rumreiten". Ich bin der Meinung das die "Unterspannungs-Abschaltung" nur korrekt funktionieren kann wenn die Kontakte welche zur Kamera gehen an P+/P- verdrahtet sind (da wo auch der Ladestecker angeschlossen ist). Diese liegen bei dir, laut den Bildern, aber auf B+/B-. Die Kamera könnte rein theoretisch die Zellen also tiefentladen da zwischen B+/B- direkt die Zellen in Reihe geschaltet sind, da kann die Elektronik nichts abschalten!

Spezifikationen zum Ladegerät müsste ich nachsehen, ich meine es sollte 1A liefern.

Zur Verdrahtung hast Du mich jetzt verunsichert, auf meinen Bildern kann ich da zu wenig erkennen. Das sehe ich mir besser zuhause nochmal auf der unverbauten Platine an, dann werfe ich auch nochmal einen Blick auf den Schaltplan!

Hallo zusammen,

ein kurzes Update drei Jahre später: Der LiIon-Akku funktioniert nach wie vor tadellos!
Obwohl ich einen zusätzlichen Satz Zellen, die Elektronik und mehrere Spendergehäuse zuhause liegen habe, habe ich noch immer keinen zweiten Akku angefertigt. Grund: Der eine Akku hält so lange, dass ich eigentlich keinen Bedarf für einen zweiten habe. Und mit dem kleinen (LiIon-)Steckernetzteil ist man auch auf längeren Touren auf der sicheren Seite. Ich werde den zweiten dennoch komplettieren und diesem dann eine Flughafensicherheitstaugliche Optik verpassen. Hatte auf fünf (innereuropäischen) Flügen aber bisher noch keine Probleme damit.

Wer also nach wie vor dem Charme der alten Lady erlegen ist: Umrüsten und sorgenfrei fotografieren!