"Akkuabnutzung" aus Ladespannungsverlauf ermittelbar?

[Flummi]

Es wäre ja interessant, eine Art Kennwert/Maß für die "Abnutzung" (nicht Defekt!) eines LiIon Akkus ermitteln zu können. Ich hatte zunächst meine Hoffnung in die Veränderung des Ri gesetzt - erfolglos.

Nun meine Beobachtung:
-Frische Akkus zeigen eine relativ kurze CV-Phase. Oft weniger als 1/3 der Gesamtladezeit.
-Bei stärker genutzten Akkus scheint die CV- Phase immer länger zu werden. Aktuell bei einem Vapcell 26650er länger als die halbe Gesamtladezeit.

Das ließe sich ja gut auswerten. Gleiche Ladeparameter (insbesondere gleicher Ladestrom), Akku vorab definiert entladen und schlussendlich aktuelle Werte mit denen des frisch gekauften vergleichen. Also ein relativer Kennwert, der nicht auf andere Akkutypen übertragbar ist.

Bei der Bestimmung des Kennwertes könnten zwei Varianten interessant sein:
1. (Ladung in CV-Phase)/Gesamtladung und
2. (Ladezeit in CV-Phase)/Gesamtladezeit.

Bevor ich nun aufwändige Messreihen beginne daher die Fragen an die Akkukenner: Denkfehler? Unfug?

Und: Messung der verbliebenen Kapazität als Kennwert ist mir bekannt. Das soll hier nicht Thema sein.

Beste Grüße,
Flummi

 

[Onkel Otto]

Das von Dir beobachtete Verhalten bildet imho gut einen steigenden Ri ab.

Je höher der Ri, desto geringer der Strom bei gegebener Spannung, desto kürzer die CC-Phase.

Greetings
Klaus

 

[steidlmick]

Bei der Bestimmung des Kennwertes könnten zwei Varianten interessant sein:
1. (Ladung in CV-Phase)/Gesamtladung und
2. (Ladezeit in CV-Phase)/Gesamtladezeit.

Bevor ich nun aufwändige Messreihen beginne daher die Fragen an die Akkukenner: Denkfehler? Unfug?

Kein Denkfehler, das ist schon auswertbar und lässt Rückschlüsse zu, korreliert meiner Erfahrung nach allerdings stark mit dem Innenwiderstand, den du zuvor als wenig nützlich abgelehnt hast.

Im Prinzip sagt eine Kombination aus realer Kapazität und Innenwiderstand ähnlich viel aus, zumindest wenn ich mir meine Aufzeichnungen und Kurven ansehe.

 

[Flummi]

Der Ri der Akkus (auch des Vapcell) hat sich nicht so stark verändert, als dass man damit die starke Verlängerung der CV-Phase erklären könnte. Was machen bei 1A Ladestrom schon wenige Milliohm höherer Ri aus?

Da muss ein anderer elektro-chemischer Effekt zum Tragen kommen. Rekombination der Ladungsträger wird unwilliger oder so. Mann, jetzt kommt raus, dass ich Chemie früh abgewählt hatte .
Anders ausgedrückt: Bei der Messung des Ri wird der Akku für Millisekunden stark belastet. Das schafft offenbar auch der alte Akku. Aber nicht mehr bei längerer Belastung.

 

[steidlmick]

Anders ausgedrückt: Bei der Messung des Ri wird der Akku für Millisekunden stark belastet. Das schafft offenbar auch der alte Akku. Aber nicht mehr bei längerer Belastung.

Jetzt verstehe ich, was du meinst.
Ich bezog mich allerdings auf den Innenwiderstand beim Laden, d.h. im kontinuierlichen Verlauf des Ladevorgangs. Ebenso müsste beim kontinuierlichen Entladen unter gleicher Belastung ein ähnlicher Innenwiderstand gemessen werden.

Irgendwelche Werte, die durch Impulsspitzen ermittelt werden, scheinen mir wenig praxisrelevant. Wie/womit misst du denn den Innenwiderstand?

 

[Onkel Otto]

Der Ri der Akkus (auch des Vapcell) hat sich nicht so stark verändert, als dass man damit die starke Verlängerung der CV-Phase erklären könnte. Was machen bei 1A Ladestrom schon wenige Milliohm höherer Ri aus?

Bei einer Veränderung des Ri von z.B. 25 mOhm zu 35 mOhm würde ich ein im Vergleich signifikant anderes Ladeverhalten erwarten.
Ich denke* es geht weniger um die absoluten Widerstände z.B. + 10 mOhm als mehr um die relative Veränderung der Ri z.B. + 40 %.

Greetings
Klaus

* so meine Beobachtungen und Vergleiche zahlreicher Ladekurven ungeschützter Akkus am MC3000

 

[Flummi]

Irgendwelche Werte, die durch Impulsspitzen ermittelt werden, scheinen mir wenig praxisrelevant. Wie/womit misst du denn den Innenwiderstand?

So wird aber der (Gleichspannungs-) Innenwiderstand ermittelt. Ich nutze einen ALC8500 (etwas herunterscrollen).

Hier hast Du übrigens die Vorgänge im Akku super beschrieben. Der Gleichspannungs-Ri misst den "statischen" Widerstand. Was bei Betrachtung der CV-Phase relevant zu sein scheint, beschreibst Du da als "Reaktionskinetik", Stichwort "Diffusionsgeschwindigkeit.

Bei einer Veränderung des Ri von z.B. 25 mOhm zu 35 mOhm würde ich ein im Vergleich signifikant anderes Ladeverhalten erwarten.

Aber warum? Am Ri würden dann bei 1A Ladestrom 10mV mehr hängen bleiben. Schau Dir mal eine Ladekurve in der CC-Phase an. Die 10mV (mehr) hat der Akku schnell erreicht. Das erklärt m.E. nicht die viel längere CV-Phase.

 

[Onkel Otto]

Bsp : U = Ladespannung

Ri = 25 mOhm, I = 1 A --> U = Zellenspannung + 25 mV
Ri = 35 mOhm, I = 1 A --> U = Zellenspannung + 35 mV

Mit Ri = 35 mOm werden die 4.2 V früher erreicht, damit ist die CC-Phase kürzer.

Ob diese Zeitdifferenz das beobachtete Verhalten hinreichend erklären kann,
kann ich nicht beurteilen.

Noch drastischer ist das Verhalten bei schlechter Kontaktierung des Akkus im
Ladegerät zu beobachten.
Z.B. guter Kontakt : 1A@3.9V, schlechterer Kontakt 1A@4.1V.
--> guter Kontakt --> längere CC-Phase

Greetings
Klaus

 

[Flummi]

Mal eine (möglicherweise dumme) Analogie:
- Ein jung dynamischer Lagerarbeiter (Akku) bekommt durch eine 1m breite Tür (Ri) Waren (Elektronen) geliefert, die er sofort an die jeweiligen Plätze im Regal sortiert.
- Viele Jahre später passen durch die nunmehr 80cm breite Tür zwar weniger Pakete pro Zeit, aber der alt gewordene Lagerarbeiter bekommt selbst die nicht mehr schnell genug in die Regale geräumt, die Waren stauen sich...

 

[sbj]

Vielleicht wird es deutlicher wenn man Extremwerte vergleicht.

Wenn ein Akku mehrere tausend Ohm hat, wird es Monate dauern ihn voll zu kriegen.

Würde man einen Akku herstellen können, der 0,0mOhm hat, würde die CV-Phase komplett entfallen.

 

[steidlmick]

So wird aber der (Gleichspannungs-) Innenwiderstand ermittelt. Ich nutze einen ALC8500 (etwas herunterscrollen).

Nur ist der wenig hilfreich für die Bewertung der Vorgänge beim Laden.

Der Gleichspannungs-Ri misst den "statischen" Widerstand. Was bei Betrachtung der CV-Phase relevant zu sein scheint, beschreibst Du da als "Reaktionskinetik", Stichwort "Diffusionsgeschwindigkeit.

Ich bin mir nicht sicher, ob wir die gleichen Dinge meinen und nur unterschiedliche Terminologien verwenden oder ob wir doch aneinander vorbei reden.

Ich halte mal fest, dass dein grundsätzlicher Ansatz, um etwas über die "Abnutzung" eines Akkus auszusagen, zutreffend und sinnvoll ist. Daher halte ich entsprechende Messreihe nicht für Zeitverschwendung und für grundsätzlich vernünftig.

 

[kirschm]

Frische Akkus zeigen eine relativ kurze CV-Phase. Oft weniger als 1/3 der Gesamtladezeit.

Das habe ich zwar auch schon öfter beobachtet, aber leider nicht immer. Ich glaube, wenn man die Alterung eines Akkus abschätzen will, führt nichts an einer Betrachtung einer Entladekurve vorbei.

Je niedriger und je mehr nach links diese läuft, desto schlechter geht es dem Akku.

Ich begrüße deinen Ansatz, weil er sehr einfach ist, und ich mir auch sowas wünsche, aber ich denke, so einfach ist es nun mal nicht.

Mein Indikator ist einfach der Kapazitätsverlust. Dieser korreliert auch gleichzeitig mit der Spannungslage des Akkus.

Da ich meine Akkus ja bekanntermaßen ziemlich schone, bemerke ich hier auch keine signifikanten Änderungen.