@hopfen
Ja hab den charge cutoff auf 0.5A raufsetzen müssen sonst wäre das laden nicht fertig geworden bei 4.1V schluss spannung.
Habe anfangs 0.3A cutoff eingestellt oder so (0.1C).
Naja vielleicht leicht warm, hab aber nicht extra darauf geachtet.
Beim 3C entladen werdens auch leicht warm, aber nicht so schlimm.
86kWp
125kWh akku (LiIon + LiFePo4)Nulleinspeisungsanlage Hoymiles MicroWR, total 4.4kW, feedback via SDM630Modbus Inselanlage 3 phasig
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my build: https://www.akkudoktor.net/forum/stell-dein-batterie-powerwall-projekt-vor/mein-kleines-kraftwerk-86kwp-90kwh/
my BMS: https://www.akkudoktor.net/forum/bms-batterie-management-monitoring-system/abms-ein-eigenbau-battery-monitor
Zu sogenannten Na - plating hätte ich noch eine Frage falls es dieser Effekt ist.
Wenn ich z. B. 10 Ah hinein schicke, also wesentlich mehr als die 3 Ah an Nenn Kapazität , wäre die Zelle dann definitiv verloren oder wäre sie nur deutlich geschwächt?
SG
Klima Heizung mit FTXZ35 Ururu Sarara, scop < 6 seit 2016 im Wohn +SZ über Umluft. Seit 2006 Heizung mit 4 single tick-tack im Altbau.
Seit 2018 800 VA BKW mit Aeconversion WR. Ab 2022 LTO + LFP + Na-Ion Test, 5 kWh, 5kWp am Flachdach als BKW plus Küchenblock als Halb Insel.
Was das Thema "Ladungsverlust" bei Li-Ionen Akkus betrifft, habe ich in den letzten Wochen etwas weiter recherchiert. ( Ich gehe davon aus, dass das bei Na-Ionen sehr ähnlich ist )
Es gibt mindestens folgende Phänomene durch die Ladung "verloren" geht:
a) Selbstentladung:
Ladung geht nur für den aktuellen Entladezyklus verloren. Die Ionen stehen beim nächsten Ladezyklus wieder zur Verfügung.
b) Elektrolytzersetzung:
Elektronen von der Anode werden an das Elektrolyt abgegeben. Dadurch zersetzt sich das Elektrolyt.
Dies passiert bei den für LFP typischen Elektrolytzusammensetzungen vorwiegend bei > 4.3 V, also beim dramatischen Überladen.
Es enstehen Gase, der Zelldruck steigt an.
Ionen gehen aber nicht verloren, so dass die Zelle solange noch genug Elektrolyt vorhanden ist und nicht mechanisch geschädigt wurde praktisch volle Kapazität haben kann.
c) Redox-Shuttle:
Um Zellen überladungsresistent zu machen, können dem Elektrolyt Zusätze beigemischt werden, die eine Redox-Shuttle Reaktion erlauben. Damit können beim Überladen dann Elektronen an das Elektrolyt abgegeben und zur Kathode transportiert werden, ohne dass es zu einer dramatischen irreversiblen Zersetzung des Elektrolytes kommt.
Ionen gehen aber nicht verloren.
Das ist also eine Art eingebauter chemischer Balancer. Ob so etwas kommerziell bei Li-Ionen eingesetzt wird, weiß ich aber nicht.
Ganz klassisch findet man so etwas z.B. bei NiMh Zellen, die Dauerladeströme bis in den Bereich 1/10 C über solche Redox Shuttle Reaktionen vertragen können.
d) SEI/Plating:
Bei jedem Ladezyklus wird das Solid Elektolyte Interface (SEI) mechanisch geschädigt (z.B. dadurch dass die Graphit-Anode anschwillt )
Die Schäden des aktuellen Ladezyklus werden beim nächsten Ladezyklus durch den Einbau weiterer Li-Ionen ( in Kombination mit Zersetzungsprodukten des Elektrolytes ) in das SEI "repariert"
Dies ist der Hauptmechanismus durch den Li-Ionen verloren gehen -> Kapazitätsverlust.
Die langsame Verdickung des SEI verschlechtert außerdem die Zelleigenschaften.
Nach meinen Verständnis verwendet man den Ausdruck "Li-Plating" bei einer stark forcierten Li-Abscheidung auf dem SEI. Dies tritt z.B. auf, wenn man so schnell läd, dass die Graphit-Anode die Li-Ionen nicht schnell genug aufnehmen kann und sich dadurch Ionen auf dem SEI stauen und "unkontroliert" dort zu einer metallischen Schicht abscheiden. Es besteht dann auch die erhöhte Gefahr von Dendriten-Bildung.
Wenn man es schafft in eine 3 Ah Zelle 10 Ah zu drücken, kommen meines Erachtens b), c) und d) in Frage.
Wirklich gut ist nichts für die Zelle.
c) wäre noch relativ harmlos, ist aber wohl nur bei relativ kleinen Ladeströmen ( < 1 /10 C ) überhaupt denkbar.
Wenn d) dominiert wäre die Zelle in jedem Fall durch. Allerdings denke ich nicht, dass genug Ionen vorhanden sind, um damit alleine auf 300% zu überladen.
Wieviel Prozent Überladen eine Zelle typischerweise durch Elektrolytzersetzung aufnehmen kann, bevor die Überdruckschutzmechanismen greifen, weiß ich im Moment nicht.
Danke für die recht ausführliche Erklärung.
Das würde meinen Anfangsverdacht pkt c als chemischer Balancer bei den 3500er Zellen ja etwa bestätigen.
Bei Erreichen von etwa 4,0 V, Ladeschluss 4,10V, und noch ausreichend Strom gegen Ende, war etwa noch 2/10C, erwärmt sich die Zelle, die Spannung sinkt dadurch leicht, Strom steigt etwas weiter an und Kapazität geht dabei für diesen Fall entsprechend verloren. Vielleicht entsprechend der durch Temperatur reduzierten Ladespannung.
Bei der 10 Ah Zelle fällt mir bisher ein deutliches ansteigen des Ri gegen Ladeende auf, bin aber bisher nicht über 3,90 V gegangen und sie verhält sich bis dahin auch artig. Die möchte ich nicht unbedingt zerstören da sie wohl anfangs gut zu den HiNa Zellen passt. Diese kommen vermutlich erst im Juli mit unglücklicher Stückzahl (12). Weiß schon, soll man nicht mischen.
Pkt d wäre dann der typische Fall für notwendiges langsames laden ab Null bis etwa 15 Grad bei LFP und trifft wohl auch ähnlich auf NaIon zu. Nur ist bei NaIon tw. laden bei tiefen Temperaturen auch noch möglich.
Pkt b ist demnach wohl der kritische Punkt bei LFP. Feuer am Dach. NaIon soll da ja angeblich sicherere Materialien verwenden was auch für diese Technologie im Haus spräche.
Ich werde mir wohl noch kleine NaIon 1300er Zellen beschaffen müssen und ein paar Extrem Versuche bis zur Zerstörung damit machen 😉
SG
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Das würde meinen Anfangsverdacht pkt c als chemischer Balancer bei den 3500er Zellen ja etwa bestätigen.
Ja. Inspiriert durch Deine Beobachtungen und die Überladeresistenz von NiMh habe ich erst zu dem Thema recherchiert.
Pkt d wäre dann der typische Fall für notwendiges langsames laden ab Null bis etwa 15 Grad bei LFP und trifft wohl auch ähnlich auf NaIon zu. Nur ist bei NaIon tw. laden bei tiefen Temperaturen auch noch möglich.
Dass man bei geringeren Temperaturen tendenziell bei Na/Li-Ionen langsamer Laden muss, wird auch mit d) zusammenhängen.
Das untere Temperaturlimit muss aber durch die Kathode bestimmt werden, weil NMC, LFP und Na-Ion alle eine Graphit-Anode und ähnliche Elektrolyte verwenden.
Pkt b ist demnach wohl der kritische Punkt bei LFP. Feuer am Dach.
b) ist ein Pfad zum Fiasko, aber nicht der einzige. Wenn man es schafft über d) Dendriten zu bilden, die dann einen internen Zellkurzschluss verursachen, ist das nicht weniger gefährlich.
NaIon soll da ja angeblich sicherere Materialien verwenden was auch für diese Technologie im Haus spräche.
Dass Na-Ionen im Vergleich zu LFP in einer anderen Sicherheitskategorie spielt, sehe ich nicht wirklich.
Nach meinem Kenntnistand sind die Elektrolyte praktisch identisch. Bei der Zersetzung kann also genauso Wasserstoff entstehen und brennbar ist das Elektrolyt sowieso.
Die geringere Energiedichte von Na-Ion ist natürlich hier ein Vorteil.
Vermutlich liegt die Temperatur für einen Thermal Runaway etwas höher.
Möglicherweise ist die Wahrscheinlichkeit von Dendritenbildung geringer.
Ein wirklicher "game changer" in punkto Sicherheit sind wohl erst Feststoffbatterien
Es macht auch einen gewaltigen Unterschied, ob man eine 50g Zelle misshandelt oder einen 5 kg Klotz. Die Menge an Energie, die in einen lokalen Defekt umgesetzt werden kann, ist ~ 100 mal größer.
Ich fürchte also, dass man sich mit Tests an kleinen Zellen in falscher Sicherheit wiegen könnte.
Naja ob 50g oder 500 g es geht um die Wirkung, die sollte im kleinen ähnlich erscheinen. Schlagkraft macht die Menge.
Vielleicht ist es doch nur Elektronik und kein chemischer Zellschutz. Tiefentladeschutz Abschaltung ist mir allerdings nicht aufgefallen. Bin zumindest unter 1 V runter gegangen. HiNa Zellen wurden auch glaube 300x gegen Null im Test entladen, glaube schadlos.
Habe ich gerade beim anderen Chinesen Hakadi shop auf ali bezüglich der erwähnten 3500 mAh Zellen gelesen.
Integrierte Sicherheitsschaltung schützt die Batterie vor Überladung, Tiefent ladung, Kurzschluss und Überhitzung, um die vollständige Sicherheit der Batterie zu gewährleisten. Damit wäre bei diesen Zellen ein Balancer verbaut.
SG
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Naja ob 50g oder 500 g es geht um die Wirkung, die sollte im kleinen ähnlich erscheinen. Schlagkraft macht die Menge.
Vorausgesetzt die Chemie ist wirklich identisch, kann man natürlich grundsätzliche Zusammenhänge, also z.B. schadet Tiefentladen der Zelle oder wie reagiert die Zelle auf Überladen auch an einer kleinen Zelle untersuchen und daraus auf das Verhalten größere Zellen schließen.
Eine wirkliche Risikobewertung für ein großes ESS, läßt das meines Erachtens aber nicht zu, weil wir hier nicht von einem "linearen System" ausgehen können.
Das fängt schon damit an, dass sich das Verhältnis von Volumen zu Oberfläche mit größeren Zellen start verändert.
Weiterhin sind die Verhältnisse in einem kleinen Stahlzylinder andere als in einer großen prismatischen Zelle.
Ein lokaler Defekt in einer 5 kg Zelle läßt sich grob modellieren, als ein lokaler Defekt in einer 50 g Zelle, um die herum 99 andere Zelle mit dichtest möglicher Packung positioniert werden und die alle elektrisch parallel zur Defekten angeschlossen sind.
Dass das eine andere Situation als eine isolierte defekte 50 g Zelle ist, sollte offensichtlich sein.
Bei der einzelnen defekten Zelle mag es nur eine starke Erwärmung und vielelicht etwas venting geben. Wenn aber noch 99 Zellen parallel geschlossen sind, könnte es ausreichen, um in einen thermal runaway mit Entzündung des ausgestoßenene Elektrolytes zu kommen.
@nimbus4 schon klar. Die 99 eng verbauten verhalten sich anders als eine kleine.
Daher ist mir der Versuch mit einer kleinen die mir um die Ohren fliegt lieber als mit 99 oder einer großen.
Den Knall und Sauerei einer misshandelten A123 Batterie habe ich hinter mir 😉
Ich sehe dabei ob sie sich irgendwo übermäßig erwärmt. Z. B. wie hoch kann in dem Fall der Balancer Strom erträglich gehen. Grob 0,5 A (2W), dabei erhitzt sie aber auch alleine schon ordentlich wenn das ständig läuft. Darüber habe ich bisher nix gefunden.
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HiNa 10 Ah NatriumIonen Zellen fast in Sichtweite. Bin gar nicht drauf vorbereitet.
Die 12 Zellen sind bereits in D. Waren erst für mitte Juli angekündigt. Nun nur noch Tage entfernt außer sie hängen am Zoll.
Abgesehen vom stolzen Preis also weitgehend problemlos in die neue Technologie.
Edit:
Sind eingetroffen. In grünem Schrumpfschlauch, nur china typisch von HiNa leider keine Spur und damit sind deren Daten vermutlich für die Fisch.
Hersteller wohl irgendwer.
Trotzdem, alle bei 3,190 V (+-2 mV) nach 3 W, spricht für Qualität.
3 Wochen Lieferzeit ist auch super dafür.
SG
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