Lithium-Ionen Akkus, Grundlagen zu Arten, Nutzung und Pflege
- Ersteller Duglum
- Erstellt am
Für mich stellt sich immer die Frage nach dem Nutzen einer definierten Spannung
bei Lagerung oder seltener Benutzung.
Ich habe alle Lampen bestückt, um sie ohne weiteres tun sofort benutzen zu könnnen.
Das ist mir wichtig. So wichtig, dass ich allen Akkus dauerhaft eine höhere Spannung
als die empfohlene Lagerspannung zumute.
Daher mögen sie zwar rascher altern, aber ich habe ja auch einen Nutzen davon.
Alles hat seinen Preis.
Greetings
Klaus
bei Lagerung oder seltener Benutzung.
Ich habe alle Lampen bestückt, um sie ohne weiteres tun sofort benutzen zu könnnen.
Das ist mir wichtig. So wichtig, dass ich allen Akkus dauerhaft eine höhere Spannung
als die empfohlene Lagerspannung zumute.
Daher mögen sie zwar rascher altern, aber ich habe ja auch einen Nutzen davon.
Alles hat seinen Preis.
Greetings
Klaus
Ich habe mir gedacht, dass Du das so meinst und wollte daher das Missverständnis / das aneinander Vorbeireden auflösen
.
Ist es wirklich wichtig bei 5€-15€ Akkus so eine Wissenschaft daraus zu machen?
Ich lade meine Akkus in einem oder mehreren anständigen Ladegeräten,
so dass sie mir nicht um die Ohren fliegen und gut ist,
sind sie leer lade ich sie wieder.
Ich lade meine Akkus in einem oder mehreren anständigen Ladegeräten,
so dass sie mir nicht um die Ohren fliegen und gut ist,
sind sie leer lade ich sie wieder.
Kommt immer darauf an 
Sagen wir mal 5% (mehr) Kapazitätsverlust pro Jahr bei 216 Zellen...
Meine aktuellen Lieblingslampen (~10 Stück) sind meist vollgeladen einsatzbereit.
Vitrinenlampen, so sie denn überhaupt bestückt werden, haben meist 3,9V.
Die Schubladen-Akkus liegen bei 3,6V. Besser wäre natürlich, keine Akkus für die Schublade zu kaufen. Aber das ist so ein Tick von mir.
Sagen wir mal 5% (mehr) Kapazitätsverlust pro Jahr bei 216 Zellen...
Meine aktuellen Lieblingslampen (~10 Stück) sind meist vollgeladen einsatzbereit.
Vitrinenlampen, so sie denn überhaupt bestückt werden, haben meist 3,9V.
Die Schubladen-Akkus liegen bei 3,6V. Besser wäre natürlich, keine Akkus für die Schublade zu kaufen
. Aber das ist so ein Tick von mir.
Mache ich auch... in jeder meiner Lampen ist ein einsatzbereiter Akku... ich habe mich hier seit langem auf 3.92V eingeschossen... das sind rund 3/4 der Gesamtkapazität... Da mir max. Helligkeit Wurscht ist, ist das nun mal meine Lagerspannung in den Lampen.
H
hdo
Guest
Ja- Du liegst falsch... hätte er gelesen...
Wenn in einer technischen Einheit einige/viele Akku-Einzelzellen verbunden werden, dann darf man das mitunter „Batterie“ nennen.
Dass die Ergebnisse nicht zwangsläufig auf andere Zellchemien übertragbar sind wurde ja schon angemerkt.
Wenn es zwischenzeitlich Zellen gäbe, die dieses Verhalten nicht mehr zeigen, dann hätte sich das aber vermutlich schnell herumgesprochen...
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Man darf nicht nur mitunter, es ist sogar der richtige Fachbegriff. Bei der 12V-Autobatterie hat auch niemand ein Problem damit.
Genaugenommen kann eine Batterie nie eine Einzelzelle sein - egal ob wiederaufladbar oder nicht.
Eine 9V-Batterie besteht hingegen aus mehreren Zellen und darf sich mit Recht "Batterie" nennen - womit noch nicht gesagt ist, ob aufladbar (7x NiMH, 3xLiFePO4) oder nicht (6x Alkaline oder Zink-Kohle).
Leider hat die "falsche" umgangssprachliche Verwendung des Begriffs diesen inzwischen so verwässert, dass die ursprüngliche Bedeutung praktisch schon verloren gegangen ist und nur noch bei der alten 12V-Autobatterie allgemein verstanden wird - bei der Fahrbatterie von Elektroautos schon weniger, da sagen viele Akku oder Akkupack, bei einem Pedelec- oder Notebook erst recht, da sagt niemand Batterie und alle reden von Akku oder Akkupack.
Eben, eine Batterie war ursprünglich ein Zusammenstellung aus unterschiedlich vielen Kanonen/Geschützen und war nie nur eine einzelne Kanone.
Ja, und...?
Das ist ja nicht das Thema der von dir verlinkten Dissertation. Dort werden Einzelzellen untersucht, keine Batterien.
Da wirkt es oberflächlich, fast schon schlampig, wenn der Titel mit "Untersuchung der Alterung von Lithium-Ionen-Batterien mittels..." beginnt. Fachwissenschaftliche Arbeiten sollten sich nicht ungenauer Umgangssprache bedienen!
Ich hätte Zweifel, dass Batterie hier "allgemein" im Sinne einer Ansammlung verstanden wird.
Im Militärischen ist diese Bedeutung noch präsent.
Stimmt, das hatte ich blöd ausgedrückt. Gemeint war:
Landläufig bedeutet Batterie inzwischen "nicht aufladbar" und Akku "aufladbar", unabhängig von der Zellenzahl. Also etwas ganz anderes als der ursprüngliche Batterie-Begriff, der nur noch in der Autobatterie umgangssprachlich präsent ist.
Schlimmer noch finde ich den Begriff "Ladekabel", wenn ein Netzteil mit ggf. Kabel dran darunter verstanden wird...
H
hdo
Guest
International kommunizierende Wissenschaftler werden vermutlich lächeln, wenn in einem deutschen Taschenlampenforum wegen der Verwendung international gültiger Termini in einer Wissenschaftlichen Arbeit große Entrüstung herrscht.
Ich als Laie war bislang dem deutschen Sprachgebrauch verhaftet und habe brav von Akkus gesprochen wenn es sich um wiederaufladbare Zellen handelt. Werde das auch weiter so handhaben.
Nur hat sich offenbar in der Fachwelt zunehmend allgemein der Begriff „Batterie“ durchgesetzt- egal ob nicht wiederaufladbar oder wiederaufladbar.
Anglizismen wohin man schaut. Auch in meinem Beruf muss man das so hinnehmen...
https://www.batterieforum-deutschland.de/infoportal/batterie-kompendium/
Auch hier wird von „Batterien“ gesprochen...
Ergänzung:
Offenbar wird in der Fachwelt von primären (nicht wiederaufladbaren) und sekundären (wiederaufladbaren) Batterien gesprochen.
Wenn aus dem jeweiligen Kontext klar ist, dass wiederaufladbare Zellen gemeint sind, dann wird nur der Begriff „Batterie“ verwendet und „sekundär“ weggelassen.
Das kann man nun hier als „schlampig“ empfinden, in der Fachwelt ist das aber wohl so üblich.
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
okay, dann lass mich mal eine Frage an den Wissenschaftler stellen, welche gut in diesen Thread passt. In dem folgenden Link gibt es ganz unten ein Bildchen wo groß 3,92 Volt drauf steht. Bei dem Bildchen steht dabei: "A cell voltage of 3.92V appears neutral; lower voltages add to SEI, higher to EO."
Bedeutet dies, dass vielleicht sogar ca. 3,92 Volt eine bessere lagerspannung ist als die typische "um die 50%" Regel? Und was bedeutet für den Wissenschaftler die Aussage neben diesem Bildchen? Wie muss der Laie diese Aussage verstehen?
https://batteryuniversity.com/index.php/learn/article/bu_808b_what_causes_li_ion_to_die
Zuletzt bearbeitet:
Da sich der "Artikel" auf die LMO-Traktionsbatterie eines Nissan Leaf bezieht (LiPo-Pouch-Zellen), würde ich das nicht einfach so ohne weitere Untersuchungen auf beliebige Lithium-Rundzellen übertragen wollen.
Ich müsste mal den Originalartikel lesen, auf den sich die Angaben beziehen. Dann könnte man vielleicht auch mal nachvollziehen, wie die überhaupt zu den Daten kommen.
Wenn man weiter vorne in dem Artikel liest, dann findet man eine Stelle, in der ein NASA-Bericht Lithium-Zellen mit 8 Jahren Einsatzzeit und 40.000 Ladezyklen in einem Satelliten erwähnt. Diese Zellen wurden immer nur auf 3.92 V Ladeschlussspannung pro Zelle geladen und es wird vermutet, dass diese Vorgehensweise die lange Lebenszeit verursacht habe.
Aber da geht es eben um die Ladeschlussspannung und keine Lagerung. Die Zellen waren quasi um Dauerbetrieb mit geringer DoD und geringer LSS.
Interessanterweise kommt man in diesem Fachartikel über die Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen zum Ergebnis, das ein SoC von 15% ideal ist, um die kalendarische Alterung so gering wie möglich zu halten...
Für mich bedeutet das gar nichts, weil das kein wissenschaftlicher Artikel ist.
Ich müsste mal den Originalartikel lesen, auf den sich die Angaben beziehen. Dann könnte man vielleicht auch mal nachvollziehen, wie die überhaupt zu den Daten kommen.
Wenn man weiter vorne in dem Artikel liest, dann findet man eine Stelle, in der ein NASA-Bericht Lithium-Zellen mit 8 Jahren Einsatzzeit und 40.000 Ladezyklen in einem Satelliten erwähnt. Diese Zellen wurden immer nur auf 3.92 V Ladeschlussspannung pro Zelle geladen und es wird vermutet, dass diese Vorgehensweise die lange Lebenszeit verursacht habe.
Aber da geht es eben um die Ladeschlussspannung und keine Lagerung. Die Zellen waren quasi um Dauerbetrieb mit geringer DoD und geringer LSS.
Interessanterweise kommt man in diesem Fachartikel über die Traktionsbatterien von Elektrofahrzeugen zum Ergebnis, das ein SoC von 15% ideal ist, um die kalendarische Alterung so gering wie möglich zu halten...
Zuletzt bearbeitet:
Was würdest Du denn nach bestem Wissen und Gewissen als langfristige Lagerspannung für klassische Li-Ion Zellen nehmen? Da die 3.92V als Lagerspannung wohl etwas dubios sind und mir die 15% ebenfalls recht niedrig vorkommen, würde ich 'aus Gründen der Unwissenheit' bei ca. 50% bleiben... oder traust Du den 15% mehr als der 50% Uralt-Regel?
(Und wie immer: es geht nicht darum, ob man sich das alles wirklich antun möchte, sondern rein wissenschaftlich, was in Richtung optimale Lagerspannung geht.)
Die meisten heutigen Lithium-Rundzellen-Akkus haben eine Mischchemie der Kathode (NMC-Akkus), LMO und LCO gibt es kaum noch.
Wissenschaftlich betrachtet müsste man für jeden Zellentyp jedes Herstellers ausführliche Versuchsreihen durchführen, um so für jede Type die "richtige" Lagerspannung zu ermitteln.
Das wäre für teure E-Bike-Akkupacks oder Elektro-KFZ-Traktionsbatterien vielleicht noch tragbar, bei den "billigen" Lithium-Rundzellen-Akkus aber maßlos übertrieben.
Daher halte ich die "alte" Regel von ca. 40 - 60 % SoC als Lagerstatus für sinnvoll und vertretbar. "Alt" sollte man hier im Sinne von "erprobt" verstehen.
Das hat sich auch in der Vergangenheit als praktisch einfach umsetzbar erwiesen und sich zumindest nicht als schädlich herausgestellt.
Wissenschaftlich betrachtet müsste man für jeden Zellentyp jedes Herstellers ausführliche Versuchsreihen durchführen, um so für jede Type die "richtige" Lagerspannung zu ermitteln.
Das wäre für teure E-Bike-Akkupacks oder Elektro-KFZ-Traktionsbatterien vielleicht noch tragbar, bei den "billigen" Lithium-Rundzellen-Akkus aber maßlos übertrieben.
Daher halte ich die "alte" Regel von ca. 40 - 60 % SoC als Lagerstatus für sinnvoll und vertretbar. "Alt" sollte man hier im Sinne von "erprobt" verstehen.
Das hat sich auch in der Vergangenheit als praktisch einfach umsetzbar erwiesen und sich zumindest nicht als schädlich herausgestellt.
Was mich interessieren würde, ist, wie sehr der Ladestrom die Alterung beeinflusst. Dazu hab ich noch keinen einzigen Test gefunden.
Das ist auch nicht ganz einfach nach einem 08/15-Schema vorhersagbar.
Beispielsweise reagieren Hochstromakkus weniger empfindlich auf hohe Ladeströme und auch die Temperatur beim Ladevorgang spielt eine große Rolle.
Beispielsweise reagieren Hochstromakkus weniger empfindlich auf hohe Ladeströme und auch die Temperatur beim Ladevorgang spielt eine große Rolle.
Ja schon klar. Aber ich habe schon alles von "0.5 C geht bei allen", bis zu "kann bei 2 A explodieren" gelesen.
Also C/2 geht schon wirklich bei allen halbwegs aktuellen Zellen, das steht auch meistens so in den Datenblättern der Hersteller drin.
Nur gibt es eben eine enorm große Spanne, je nach Akkutyp und Hersteller.
Beispielsweise erlaubt Molicel beim INR21700-P42A einen Ladestrom von 2C (8.4 A) als Schnellladestrom und immerhin 1C (4.2 A) als Standardladestrom.
Im entsprechenden Datenblatt wird auch die Zyklenfestigkeit auf Basis von diesem (eher hohen) Ladestrom angegeben.
Ich denke das ist immer die vernünftigste Idee, sich am Datenblatt der Hersteller zu orientieren, als auf irgendwelche Pauschalisierungen zu vertrauen.
Sieht man mal von ladeströmen über 1C ab, dann bin ich überzeugt, dass der Ladestrom nur indirekt eine Rolle spielt. die größere Auswirkung hat meines Erachtens die dabei entstehende hitzeentwicklung. ein warmes langes Laden, z.b. in einer USB Lampe, mit 0,3 C finde ich bedenklicher als ein kaltes laden bei von mir aus 1C. Wenn ich also hier auf was achte, dann auf die hitzeentwicklung. wenn die Akkus in einem Gehäuse sind, z.b. via USB Ladung, dann kann man die hitzeentwicklung halt nur steuern durch aktive Kühlung oder durch einen niedrigeren Ladestrom. insofern ist hier meines Erachtens der Ladestrom nur indirekt für die Alterung verantwortlich.
Wobei 1C schon ganz schön viel ist, meine Samsung 30Q und LG HG2 bekommen bei mir die 3A, die Hochkapazitätszellen wie NCR18650 GA max. 2A, also 0,6C.....
klar, ich käme noch nicht mal auf die Idee, irgend einen Akku mit 0,5C zu laden. Ich wollte halt nur sagen, dass niedriger Ladestrom + warm wohl schädlicher sein kann als höherer Ladestrom, aber kalt.
Der Ladestrom alleine ist wenig aussagekräftig, wichtig ist der Zusammenhang zwischen Temperatur und Ladestrom.
Man muss hier sehr genau differenzieren zwischen dem Laden eines aufgewärmten Akkus und dem Laden eines Akkus, der durch das Laden erst warm wird!
Ersteres ist sogar gut für den Akku, denn dadurch laufen auch die chemischen Prozesse des Ladevorgangs entsprechend beschleunigt ab und das ist positiv, wenn entsprechend schnell (mit hohem Strom) geladen wird.
Es ist ja bekannt, dass man Lithium-Akkus nicht im sehr kalten Zustand laden sollte - aus dem gleichen Grund.
Schlecht ist es aber, wenn der Lithium-Akku durch das Laden selbst sehr warm wird, das kann sogar gefährlich werden.
Aktuelle Forschungsarbeiten haben kürzlich erst bewiesen, dass eine starke Aufheizung des Akkus speziell für den Ladevorgang eine sehr hohe Laderate ohne schädliche Effekte ermöglichen kann und die Zyklenfestigkeit dadurch deutlich erhöht werden kann.
Unter'm Strich war sehr schnelles Laden mit hohem Strom bei hoher Temperatur deutlich besser für den Akku als langsames Laden mit niedrigem Strom bei Raumtemperatur.
Und auch wenn man die Ergebnisse nicht 1:1 auf aktuell verfügbare Lithium-Akkus übertragen kann, sind doch die physikalischen und chemischen Gesetzmäßigkeiten und Abhängigkeiten die gleichen und damit in der Tendenz durchaus übertragbar.
Man muss hier sehr genau differenzieren zwischen dem Laden eines aufgewärmten Akkus und dem Laden eines Akkus, der durch das Laden erst warm wird!
Ersteres ist sogar gut für den Akku, denn dadurch laufen auch die chemischen Prozesse des Ladevorgangs entsprechend beschleunigt ab und das ist positiv, wenn entsprechend schnell (mit hohem Strom) geladen wird.
Es ist ja bekannt, dass man Lithium-Akkus nicht im sehr kalten Zustand laden sollte - aus dem gleichen Grund.
Schlecht ist es aber, wenn der Lithium-Akku durch das Laden selbst sehr warm wird, das kann sogar gefährlich werden.
Aktuelle Forschungsarbeiten haben kürzlich erst bewiesen, dass eine starke Aufheizung des Akkus speziell für den Ladevorgang eine sehr hohe Laderate ohne schädliche Effekte ermöglichen kann und die Zyklenfestigkeit dadurch deutlich erhöht werden kann.
Unter'm Strich war sehr schnelles Laden mit hohem Strom bei hoher Temperatur deutlich besser für den Akku als langsames Laden mit niedrigem Strom bei Raumtemperatur.
Und auch wenn man die Ergebnisse nicht 1:1 auf aktuell verfügbare Lithium-Akkus übertragen kann, sind doch die physikalischen und chemischen Gesetzmäßigkeiten und Abhängigkeiten die gleichen und damit in der Tendenz durchaus übertragbar.
Warm laden ist sogar besser als kalt laden. Dank an steidlmick oben, der mir weitergehende Ausführungen und Links abgenommen hat.
So kann man sich täuschen. Wusste ich nicht, das macht das Leben wesentlich einfacher.
Ich hatte bisher, besonders im Sommer, alle mit USB zu ladenden Geräte, darunter auch viele Dampfer, immer auf einem USB Ventilator stehen. Das war wohl nicht nur überflüssig, sondern auch noch kontraproduktiv.
Obwohl... Bin mir aber jetzt gerade unsicher. Es soll ja gut sein, wenn der Akku schon warm ist, aber nicht gut, wenn er durch das laden erst warm wird. Da ich bestimmt keine Akkus vorwärmen werde, sondern bei mir immer letzteres der Fall ist, dann ist eine aktive Kühlung vielleicht doch nicht so kontraproduktiv... vielleicht werde ich vorerst doch mal mit der normalen aktiven Kühlung von normalen lade strömen bei USB Ladung weitermachen...
Zuletzt bearbeitet:
Keine Sorge, sofern sich die Akkus durch das Laden nicht nennenswert über die Umgebungstemperatur erwärmen, ändert der Luftzug nichts an deren Temperatur. Das ist nur beim Mensch so, wegen der benögten Verdampfungsenergie durch das Schwitzen.
Und bei den von Dir präferierten Ladeströmen wird der Akku vermutlich durch das Laden nicht warm - höchstens das Ladegerät. Diesem könnte der Ventilator wiederum helfen...
Bei USB Ladung ist das Ladegerät ja immer mit drin bzw beim Akku. Das externe Netzteil ist mir dabei egal.
es geht mir hier rein um interne Ladung, wo der Akku kein Fenster zum Lüften aufmachen kann. In einem offenen Ladegerät, ist mir die Sache ziemlich egal.
... weil das bedeutet, dass der Ladestrom zu hoch ist. Daran würde auch eine aktive Kühlung nichts ändern, sonders es im Gegenteil nur schlimmer machen.
mal ein konkretes Beispiel: wenn ich einen 18650 er im offenen Ladegerät bei einem Ampere lade, dann kann ich mit meinen patschehändchen keine merkliche Erwärmung feststellen. wenn ich das gleiche in einer Convoy S9 mache, die ebenfalls intern mit einem Ampere lädt, dann erwärmt sich das Akku Rohr schon merklich. heißt das, dass das interne S9 laden schädlicher oder besser ist, als in einem offenen Ladegerät?
Es ist tendenziell besser (in der Praxis ziemlich irrelevant). Die Erwärmung kommt vermutlich von der Ladeelektronik, nicht vom Akku. Selbst ein alter NCR18650, der nur mit 800mA (lt. Spezifikation) geladen werden soll, erwärmt sich nicht nennenswert bei 1A Ladestrom.
Relevanter ist die Abschaltspannung - da habe ich in dedizierte Ladegeräte mehr Vertrauen als in die kleinen Ladeschaltungen der Talas. Aber das ist hier nicht Thema...
Keine Angst bei Kirschm. Auch eine abschaltspannung von 5 Volt wäre mir egal, weil es soweit niemals kommt. Aber dazu muss ich ja hier nichts mehr ausführen...
Aber ich denke, du hast meine Frage gut beantwortet und ich habe sie verstanden.
Auf das, was du gesagt hast, hätte ich alter Depp auch selbst drauf kommen können. Wenn ein Akku im offenen Ladegerät nicht warm wird, dann wird er auch in einem geschlossenen bei gleicher Stromstärke nicht von selbst warm, sondern die Wärme muss halt von was anderem kommen.
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