Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LiIon Ladeschlussspannung und Lebensdauer


von Walther (Gast)


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Hallo zusammen,

kennt jemand Untersuchungen zur Lebensdauer von LiIon Zellen, abhängig 
von der Ladeschlussspannung? Die obere Grenze liegt ja bei 4,2V, aber 
beispielsweise bei 4,1V sollen die Zellen mehr Zyklen vertragen. Mich 
interessieren besonders die 18650er Zellen.
Ich weiß natürlich, dass sich hier kaum pauschale Aussagen treffen 
lassen, da die Zellen untereinander sehr stark variieren, aber ein paar 
Orientierungspunkte wären trotzdem interessant. Lassen sich so 5% oder 
50% mehr Zyklen holen?

Ich hoffe ich habe das richtige Forum gewählt, mit µC hat es ja weniger 
zutun...

von Oliver (Gast)


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Sehr viel entscheidender ist, wie weit du die Akkus entlädst. Da steckt 
die "Lebensdauer-Musik", nicht in der Ladeschlu8spannung.

Oliver

von Julian B. (julinho)


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Entscheidend ist auch die Temperatur!!!

von testtest (Gast)


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lustige tabelle. deckt sich aber keineswegs mit meinen erfahrungen

von Ratgebär (Gast)


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Entscheidend für die Lebendauer von Li-Ion sind In Reihenfolge der 
Wertigkeit:
1) Temperatur
2) DOD (Depth of Discharge)
3) Ladeschlussspannung
4) C-Rate

Punkt 2 und 3 kann man am einfachsten Beeinflussen. Deswegen, wenn dein 
Batteriepack es zulässt würde ich den Bereich von 90% - 20% nutzen.
Mach dir auch Gedanken ob eine Klimatisierung der Batterien möglich ist. 
Zudem solltest du bei längerer Lagerung die Batterien auf ca 50% 
bringen.

von Julian B. (julinho)


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testtest schrieb:
> lustige tabelle. deckt sich aber keineswegs mit meinen erfahrungen

Welchen Teil findest Du lustig?

von Bussard (Gast)


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Na, zumindest meine LiIon (LiPo) bei häufiger Benutzung (nicht nur 
gelagert) bei ~22°C Durchschnitt und Vollladung nach jedem Flugtag haben 
nach 3 Jahren in etwa 50-60% der Ursprungskapzität 
(C=0.8*0.8*0.8=0.512).

Das paßt zumindest für diesen einen Tabellenpunkt.

Gruß

von Julian B. (julinho)


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In der Tabelle geht es vor allem um die Lagerung, also Alterung ohne 
Benutzung.

Im Modellbau gelten diese Werte wahrscheinlich nicht, da dort die Akkus 
extrem belastet werden und dadurch schneller altern.

von Bussard (Gast)


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Julian Baugatz schrieb:
> In der Tabelle geht es vor allem um die Lagerung, also Alterung ohne
> Benutzung.
> Im Modellbau gelten diese Werte wahrscheinlich nicht, da dort die Akkus
> extrem belastet werden und dadurch schneller altern.

Welchen Sinn haben dann Akkus - wenn sie nicht als Dekostücke in der 
Vitrine stehen? (schon klar, daß sie so vergleichbar werden)
Vielleicht meint "testtest" aber auch solch Dekorationsakkus?

von Carsten R. (kaffeetante)


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Egal ob Lagerung oder Gebrauch, der Zustand Dauervoll läst die Chemie 
schneller Altern und führt zum schnellen Kapazitätsverlust. Ich rede 
hier vom Fassungsvermögen und nicht von der aktuellen Ladung. Darum 
altern Beispielsweise Laptopakkus so schnell, die dauergeladen, also 
Dauervoll, am Netzteil betrieben werden. Die erhöhte Umgebungstemperatur 
im Laptop macht es noch schlimmer.

Die Gesamtdauer von hohem Ladezustand plus hohe Temperatur ist ein 
wesentlicher Faktor. Beides ist für sich schon bedeutend, aber in 
Kombination verstärken sich die negativen Effekte.

Darum hat man in Industrieanwendungen in denen die Akkus als Backup in 
der Schaltung dauerhaft verbaut an der Spannung hängen die Spannnung auf 
die Größenordnung um die 3,9 Volt ausgelegt. Da liegt ungefähr die 
empfohlene Teilladung für die Lagerung. Diese Anwendung unterscheidet 
sich ja auch nicht so sehr von einer reinen Lagerung. Ich schreibe 
ungefähr, weil Spannung und Ladegrad (Kapazität) sich nicht so einfach 
ineinander umrechnen lassen.

Man hat dann in dem Moment nicht die maximale Ladung zur verfügung, aber 
die Kapazität nimmt nicht so shnell ab. Man hat dann nach einiger Zeit 
mit einer Teilladung bei 3,9 V mit erhöhter Kapazität mehr Nutzen als 
mit einer Volladung einer durch vorzeige Alterung reduzierte Kapazität.

Walther schrieb:
> Lassen sich so 5% oder
> 50% mehr Zyklen holen?

Prinzipiell lassen sich so mehr Zyklen fahren. Der "Umatz" pro Zyklus 
reduziert sich nicht allzusehr, da in den letzten 0,2 Volt der Ladung 
nur ein kleiner Teil der Kapazität liegt. Der Löwenanteil liegt in der 
mittleren bis oberen 3,x Volt Zone. Die höhere Zyklenanzahl erhöht also 
trotz geringerer Kapazität den Nutzen, wenn man nicht auf die maximle 
Kapazität ad-hoc angewiesen ist.

Wie viele Zyklen man mehr fahren kann ist nicht nur zellspezifisch, 
sondern auch vom Nutzungsprofil abhängig. Es geht um Alterung. Der 
korrekte und schonende Ladevorgang, besonders bis 4 Volt, belastet die 
Zelle nicht so sehr. Folglich gewinnt dann zunehmend folgendes an 
Bedeutung.

Wie viele Ladezyklen packe ich in die länger Dienstzeit des Akkus?

Und das ist eine individuelle Nutzungsfrage. Das kann von wenig bis 
markant viel sein.

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