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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Was beeinflusst die Lebensdauer von Li-Ionen Akkus?



PAYE
12.01.2015, 19:17
Habe hier einen kleinen Artikel vom Lupine-Chef Wolf im Lupine Forum entdeckt, der den aktuellen Stand (Ende 2014) zum Thema Li-Ionen Akku Pflege kompakt zusammenfasst:

http://forum.lupine.de/viewtopic.php?f=31&t=4348


Ich schreibe die aktuellen Erkenntnisse zur Li-ion Akkupflege hier zusammen. Li-Ionen Akkus setzen wir seit nunmehr über 10 Jahren ein, das ist der eine Teil der Erfahrungen, der andere Teil ist, dass Li-Ionen Zellen bezüglich der Zyklenfestigkeit und Lebensdauer in den letzten Jahren immer weiter verbessert worden sind.
Auch heute ist es immer noch so, dass sich nicht alle Experten immer einig sind, was gut oder schlecht für Li-Ionen Zellen ist, ich gebe hier unsere Erfahrungen und die gesicherten Erkenntnisse der überwiegenden Mehrheit der Experten wieder:

1: Ladung, wann ist ein Ladevorgang ein vollständiger Ladezyklus und wird als solcher von den Zellen wahrgenommen ?
Hier haben sich die Erkenntnisse in er Tat geändert, noch vor Jahren ging man davon aus, jeder noch so kleine Ladevorgang wird als vollständiger Zyklus wahrgenommen. Das gilt mittlerweile als nicht mehr zutreffend, auch unsere Erfahrungen stützen dies.
Der Ladezyklus wird anteilig registriert, von 50 % auf 100 % ist ein halber Zyklus, von 80% auf 100 % ist dementsprechend nur 1/5 Ladezyklus.Aus diesem Grund herraus ist es vollständig unproblematisch, einfach aus welchem Ladezustand auch immer, einfach nachzuladen.

2: Tiefentladung
Auch hier haben sich die Erkenntnisse verdichtet.
Die vollständige Entladung reduziert die Lebensdauer deutlicher als noch vor Jahren gedacht. Belastung unter 30% Restladung reduziert die Gesamtlebensdauer, unter 10% ist es wirklich sehr unvorteilhaft.Das bedeutet, besser rechtzeitig nachladen. Der Reservetank sollte nur für tatsächliche Notfälle reserviert bleiben, keinesfalls in die Tour mit einplanen. Unter 30% sollte der Stromverbrauch aktiv reduziert werden, eine Betty R mit 45 W betrieben wird einen 6.6 Ah Akku unter 30 % Restladung im Zeitraffer altern lassen. Das gilt proportional auch für z.B: eine 12 W Piko und einen 2 Ah Akku, auch dieser leidet unter 30 % Restladung signifikant. Grosse Kälte beim Entladen fördert diese negativen Effekte zusätzlich.
Um eine weitere , sehr schädliche Tiefentldaung nach der vollständigen Entladung zu verhindern, ist es absolut unerlässlich, den Akku dann sofort zu laden. Einige Tage rumliegen lassen und vergessen, das reduziert die Lebensdauer ebenfalls sehr dramatisch.

3: Hohe Temperaturen
Alles über 30 ° C behagt dem Akku nicht, besonders eine eventuelle Lagerung im vollen Zustand in diesem Temperaturbereichen ist der Gesamtlebensdauer abträglich.
Sollte der Akku für längere Zeit nicht eingesetzt werden, ist eine ungefähre 50 % Ladung anzustreben. Die negativen Effekte steigen proportional zur Temperatur.

All diese Faktoren machen den Unterschied zwischen einem 3 jährigem inkontinenten Schwächling und einem rüstigen 8 jährigen Akku aus.

Grüsse
Wolf


Ich gehe mal davon aus, dass diese Tipps zum Thema Li-Ionen Akku Pflege auch für andere LiIon-Akkus als von Beleuchtung gelten werden, z.B. bei Di2/EPS-Akkus (Wärme!), Laptop Akkus usw.
Scheint mir eine hilfreiche Zusammenfassung zu sein.

Luigi_muc
12.01.2015, 19:21
Jetzt wäre es natürlich gut zu wissen, welche Geräte bei einem Akkuladezustand von unter 20 oder 30% schon von selbst ausgehen (Akkuanzeige=0), und welche eine vollständige Entladung wirklich zulassen.

showdown
12.01.2015, 19:33
Das deckt sich auch mit meinen Erfahrungen unabhängig vom Fabrikat des Akkus.

Also nochmal ein paar wesentliche Punkte unterstrichen:

1) sehr volle und sehr leere Ladungszustände mögen Li-Ionen Akkus nicht so (flach zyklen, also die Bereiche der Ladungskurve meiden, wo die (Ent-)Ladekurve sehr steil läuft)

2) bei längerer Lagerung (z.B. im Sommer) nie ganz voll, Wolf sagt 50%, man findet auch 1/2 bis 2/3 voll.
Das steht z.B. im Gegensatz zur Starterbatterie vom PKW: der Blei-Akku fühlt sich am wohlsten, je näher er an 100% Ladung ist.

3) kühlere Temperaturen bremsen die Alterung. Manche Leute, so auch ich, packen ihre Li-Ionen Akkus im Sommer in den Kühlschrank.


Aus 1) folgt dann auch, dass man bei Anstreben längerer Haltbarkeit vielleicht den Akku doch ´ne Nummer größer nimmt und ihn dafür eher nur im mittleren Bereich der Ladung betreibt. Statt nen kleineren Akku zu kaufen, den man dann immer zwischen 100% und Entladeschlussspannung betreibt.

pepperbiker
12.01.2015, 20:02
@Luigi_muc:

Ich behaupte mal, dass alle modernen Akkus eine entsprechende Schutzschaltung haben sollten. Mein Handyakku geht bei 4% Restwert aus, mein Laptop bei ca. 5%.

Ich habs mal bei einem alten Handy übertrieben und die Akku begann sich aufzublähen. Da hatte ich die Schutzschaltung wohl überlistet.

Es wird sich wohl aber kein Akku den Luxus gönnen, bei 20% Restladung abzuschalten. Der Lithiumakku schätzt seinen Ladestand doch eigentlich anhand der Spannungskennlinie ab, die am Ende ziemlich steil abfällt, oder nicht?

prince67
12.01.2015, 21:22
Aus 1) folgt dann auch, dass man bei Anstreben längerer Haltbarkeit vielleicht den Akku doch ´ne Nummer größer nimmt und ihn dafür eher nur im mittleren Bereich der Ladung betreibt. Statt nen kleineren Akku zu kaufen, den man dann immer zwischen 100% und Entladeschlussspannung betreibt.

Die Frage ist aber, was wirtschaftlicher ist.
Ein kleiner Akku, der nur 5 Jahre hält
oder
ein größerer Akku, der dafür 8 Jahre hält aber auch teuerer ist.
Vom Gewicht und Größe abgesehen, die auch oft wichtige Auswahlkriterien sind.

Tristero
12.01.2015, 21:44
Danke fürs Einstellen!

Punkt 1) war mir neu. Gut zu wissen. Gilt auch für die 30°C-Grenze. Lässt man zukünftig an heißen Tagen am besten sein Elektroauto in der Garage. :Applaus:

showdown
12.01.2015, 22:17
Die Frage ist aber, was wirtschaftlicher ist.
Ein kleiner Akku, der nur 5 Jahre hält
oder
ein größerer Akku, der dafür 8 Jahre hält aber auch teuerer ist.
Vom Gewicht und Größe abgesehen, die auch oft wichtige Auswahlkriterien sind.Sofern man denn 5 vs. 8 Jahre unterstellt. Wissen wir das, oder unterstellen wir das ? ;)

Aber auch sonst gewinnt bei mir mir eindeutig der große Akku. Selbst wenn ich ´nur´ selbst konfektionierte Akkus aus Panasonic-Markenzellen fahre. Und noch nicht mal Lupine-Preise zahlen muss. Das hängt bei mir mit der benötigten Mindestlaufzeit und dem Einbruch von Spannung und Kapazität bei Kälte zusammen.

Denn der kleine 4 Zellen-Akku mit 2.900mAh läuft auf meiner Magicshine im Neuzustand bei 10-15°C 4,5 Stunden, 3,5 Stunden geht die 0815-Runde, unter 4 Stunden Laufzeit würde ich ihn nicht mehr benutzen. Zum einen, falls ich mal hängen bleibe, zum anderen knicken Spannung und Kapazität jetzt im Winter bei Kälte doch ein.

Sprich, wenn der kleine Akku um gut 20% an Kapazität gealtert ist, kann ich ihn im Grunde schon wegwerfen. Der große 6 Zellen Akku altert nicht nur wegen den flacheren Zyklen langsamer, er muss in der Praxis auch weniger Strom-Belastung pro Zelle abkönnen, ergo knickt er im Winter auch nicht so stark ein und ich kann ihn im Winter auch mit weitergehender Alterung/Kapazitätsverlust als 20 % verwenden. Also klarer wirtschaftlicher Sieg für den großen.

Und abgesehen vom Geld, und ich bin jetzt nicht mal Rügi ;), man muss ja auch nicht immer alles so schnell wegschmeißen. :)

marvin
12.01.2015, 22:26
Sehr interessante Erkenntnisse. Danke dafür.

Ich habe zwar mittlerweile Akkubeleuchtungen vom Rad verbannt, aber das gilt ja gleichermassen für Handy-Akkus.
Die werden ja immer sehr gerne bis 0% ausglutscht und permanent bei 36° in der Hosentasche getragen > "Du, wir müssen Schluss machen, mein Akku ist leer....".

mgabri
13.01.2015, 08:57
Immerhin räumt der Wolf auch das Märchen auf daß alle Li-Akkus >3Jahre Schrott sind. Das hält sich ja immer noch hartnäckig.

Ziggi Piff Paff
13.01.2015, 09:18
ja danke für die Hinweise. Ich werde jetzt meine Akkus nicht mehr bis zum letzten Tröpfchen Strom ausquetschen.

aber die Akkus sind ja meist nicht das Problem. Wer hat heutzutage sein Handy länger als 2 Jahre? Wie die Lebenserwartung von Beleuchtung ausschaut weiß ich nicht. Akku hab ich nur noch an der Stirnlampe.

Flashy
13.01.2015, 09:22
ja danke für die Hinweise. Ich werde jetzt meine Akkus nicht mehr bis zum letzten Tröpfchen Strom ausquetschen.

aber die Akkus sind ja meist nicht das Problem. Wer hat heutzutage sein Handy länger als 2 Jahre? Wie die Lebenserwartung von Beleuchtung ausschaut weiß ich nicht. Akku hab ich nur noch an der Stirnlampe.

Mein letztes hatte ich 4 Jahre... .

Ziggi Piff Paff
13.01.2015, 09:24
Mein letztes hatte ich 4 Jahre... .

und hat der Akku gehalten?


Mein letztes hatte ich 4 Jahre und einen Monat. :D

Flashy
13.01.2015, 09:27
Ja, hat er. Zum Ende der Nutzungsdauer hatte ich aber das Gefühl, dass er sich in Gebrauch scheller entlädt als im Neuzustand. War aber nicht marginal.

loellipop
13.01.2015, 09:36
Die schlimmsten Erfahrungen diesbezüglich habe ich mit Geräten gemacht, die den ganzen Tag in Ladestationen rum gammeln und immer 100% geladen sind, z. B. elekrische Zahnbürsten, Handstaubsauger, Telefon etc.
Bei uns werden diese Teile schon länger nur noch bei Bedarf geladen.

showdown
13.01.2015, 09:47
Die schlimmsten Erfahrungen diesbezüglich habe ich mit Geräten gemacht, die den ganzen Tag in Ladestationen rum gammeln und immer 100% geladen sind, z. B. elekrische Zahnbürsten, Handstaubsauger, Telefon etc.
Bei uns werden diese Teile schon länger nur noch bei Bedarf geladen.Wobei gerade in diesen geräten oft gar keine Li-Ionen Akkus drin sind, sondern meist noch die billigeren NiMH-Zellen.

Und die ticken auch wieder anders als Li-Ionen Zellen. Genau wie Blei-Akkus ein anderes Wohlfühl-Verhalten haben als Li-Ionen Zellen. Es kommt halt immer auf die Chemie im Akku an.

Bei NiMH-Zellen etwa ist nicht die 100% Ladung das Problem, sondern der Memory-Effekt bei Teil-Entladung und Teil-Ladung.

Ziggi Piff Paff
13.01.2015, 09:58
Ja, hat er. Zum Ende der Nutzungsdauer hatte ich aber das Gefühl, dass er sich in Gebrauch scheller entlädt als im Neuzustand. War aber nicht marginal.

... also gravierend? :D

Kjuh
13.01.2015, 10:41
Super Fred! :Applaus:
Ich habe zwar manches schon gewusst, aber man lernt doch nie aus!:ft:

Flashy
13.01.2015, 10:47
Unerheblich, Wolfgang.

loellipop
13.01.2015, 13:48
Wobei gerade in diesen geräten oft gar keine Li-Ionen Akkus drin sind, sondern meist noch die billigeren NiMH-Zellen.

Und die ticken auch wieder anders als Li-Ionen Zellen. Genau wie Blei-Akkus ein anderes Wohlfühl-Verhalten haben als Li-Ionen Zellen. Es kommt halt immer auf die Chemie im Akku an.

Bei NiMH-Zellen etwa ist nicht die 100% Ladung das Problem, sondern der Memory-Effekt bei Teil-Entladung und Teil-Ladung.

Nö, nö, bei uns sind da schon Li-Ons drinnen, in der Zahnbürste und im Staubsauger fest verbaut, im Telefon tauschbar.

showdown
13.01.2015, 14:03
Nö, nö, bei uns sind da schon Li-Ons drinnen, in der Zahnbürste und im Staubsauger fest verbaut, im Telefon tauschbar.Soso. Zahnbürste, Staubsauger und Telefon mit Li-Ionen-Akku. Na wenn Du´s sagst ... :D

loellipop
13.01.2015, 15:07
:D ...meine Zahnbürste (http://www.amazon.de/Philips-Sonicare-elektrische-Schallzahnb%C3%BCrste-Handst%C3%BCck/dp/B001ET6IPC/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1421157751&sr=8-2&keywords=sonicare), mein Staubsauger (http://www.amazon.de/Rowenta-AC-9258-Akkusauger-Cyclonic/dp/B00344BEEK/ref=sr_1_14?ie=UTF8&qid=1421157923&sr=8-14&keywords=akkustaubsauger+18v) und mein Telefon (http://www.amazon.de/Gigaset-SL910-Schnurlostelefon-Freisprechfunktion-pianoschwarz-metall/dp/B005GTIRIM/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1421157987&sr=8-1&keywords=gigaset+sl910)....

PAYE
13.01.2015, 17:26
Ich mache mir so meine Gedanken bezüglich Hitze + Li-Ionen Akkus.

Wie soll das bei Di2/EPS bei der Eisdiele aussehen? Muss man die Räder dann immer in den Schatten stellen wegen der Sonneneinstrahlung auf den Akku? Wird ja gerne 50+ °C in der sommerlichen Sonne im Display am Lenker.

Auch der Transport von Li-Ion Akkus im sommerlichen Auto könnte hier eine interessante Überlegung wert sein. Es wird ja im Sommer locker >50°C im geparkten Auto in der Sonne warm. Das dürfte den Akkus von Navi/Notebook/Di2 etc, welche sich im Auto befinden, nicht unbedingt gut gefallen...
Allerdings ist es auch nicht so einfach dies immer zu vermeiden.

Itsme
13.01.2015, 20:42
Die schlimmsten Erfahrungen diesbezüglich habe ich mit Geräten gemacht, die den ganzen Tag in Ladestationen rum gammeln und immer 100% geladen sind, z. B. elekrische Zahnbürsten, Handstaubsauger, Telefon etc.
Bei uns werden diese Teile schon länger nur noch bei Bedarf geladen.

Das liegt nebenbei daran, dass in diesen Geräten häufig schrottige/bzw. gar keine Ladeelektronik verbaut ist und die Akkus ständig überladen werden.