Autokiller677 schrieb:
Das Problem ist (und lässt sich bei alten Smartphones aller Hersteller beobachten), dass ein Gerät gerne mal abstürzt, wenn der Akku so schwach ist, weil er unter Last einfach nicht mehr die Spannung liefert, die nötig ist.
Akkus (und Batterien) sind Gleichstromquellen !
Weil das hier schon öfter geschrieben wurde muss ich das mal etwas klarstellen.
Bei einem Akku ist die Zellspannung durch die Zellchemie und den Innenwiderstand vorgegeben.
Beim entnehmen von Ladung aus so einem Akku liegt also immer die gleiche Spannung an. (Beim laden kann das anders sein).
Was nun passiert ist nicht dass der Akku unter Last die Spannung nicht mehr halten kann sondern dass der Stromfluß zu niedrig wird (bei gegebener Spannung) um die Hardware zu betreiben.
Der Effekt ist dann natürlich der gleiche. Der Prozessor geht aus.
Dennoch ist es physikalisch falsch hier zu sagen der Akku liefert die Zellspannung nicht mehr. Das passiert erst wenn er komplett "leer" ist. Aber es kann eben schon lange bevor ein Akku leer ist dazu kommen dass der Stromfluß nicht mehr hoch genug ist.
Die meisten Hochleistungsakkus bestehen heutzutage aus Graphit-Anoden die mit Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid-Kathode verschaltet sind. Solche Akkus liefern bei 100% Ladezustand maximal 4.2V Zellspannung. Je nach Kapazität der Zelle sind die Akkus auf bestimmte Laderaten (C-Raten) eingestellt. 1C bedeutet hierbei dass der Stromfluß so hoch ist dass nach 1h Laden der Zelle mit der Nennspannung genau 100% Kapazität erreicht sind. Bei einer 1Ah Zelle bedeutet dass dann dass 1C = 1A/h Strom fliessen kann (ergo ca. 1/3600 A/s). Allerdings können die Akkus in der Regel auch Lastspitzen in gewissem Maße für kurze Zeit abfangen (also z.B. 10 "A/h" für wenige sekunden dauer).
Bei Alterung von schlechten Akkus sinkt insbesondere die Fähigkeit Lastspitzen abzufangen und vor allem auch Qualität der Laderate ab. Die Zellkapazität hingegen ist bei hinreichend langsamem entladen oft noch sehr gut (>80%) des Nominal-Wertes....aber die ursprüngliche Laderate von 1C kann eben nicht mehr gehalten werden. Sondern z.B. nur noch 1/10C.
Dennoch ist die Zellspannung bei Akkus im wesentlichen eine konstante, variablen ist hingegen die Strom-Entnahme-Menge/Zeit.
Wird nun versucht die Zelle mit zu hoher C-Rate (zu hohem Stromfluß bei gegebener Spannung) zu entladen kommt es eigentlich im Inneren der Zelle zu einer Spannungs-Erhöhung, weil das Gerät trotz eigentlich durch die Zellchemie vorgebener Zellspannung versucht genug Strom zu liefern (P=U*I). Da nahezu jeder Akku mindestens durch die Zellspannung überwacht wird sorgt die Ladeautomatik dann bei überschreitung für ein vorzeitiges Abschalten der Zelle. Es fliesst dann vorzeitig kein Strom mehr obwohl noch Restkapazität im Akku wäre. (Sprung von 40% Ladung auf "0%")
...und hier greift nun die CPU-Drossel ein. Limitiert man die CPU-Taktung braucht man weniger Watt Leistung. Bei konstanter Spannung (Zelle) heisst das ich brauche weniger Ampere Strom die fliessen müssen (da ja Watt = Ampere * Volt). Resultat die CPU kann trotz schlechtem Akkuzustand "länger" laufen da die gealterte Zelle zwar noch Rest-Kapazität hat aber eben nicht mehr genug Leistung (=Watt) liefern kann wie eine frische.
Also merke: Nicht die Spannung des Akkus "bricht" ein - sondern nur seine Leistung.
EDIT: W = VA = J/s (Watt = Volt/Ampere = Joule/Sekunde)
EDIT: iPhone 6s LCO (LiCoO2)-Akku mit 3.6V Nominalspannung, also noch nichtmal Hochleistungs Ni-Mn-Co-Oxid sondern noch klassisches Boeing Cobaltoxid.
https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator
=>
http://www.techinsights.com/Blog.aspx?id=27917288231&blogid=2147484418#sthash.P56EjX9K.JQlGSwMc.dpbs