Hallo Gemeinde,
die letzten Jahre habe ich immer penibel darauf geachtet meine Li-Akkus (Auto, Hausspeicher, Headset, ...) nicht unter 40% zu entladen sondern eher bei 60% zu halten bzw. ggf. wieder in diesen Bereich aufzuladen. So lautet das Mantra in vielen Foren und Webseiten. Die wissenschaftlichen Publikationen zeichnen aber ein gänzlich anderes Bild (Beispiel von https://www.frontiersin.org/.../fenrg.2023.1108269/full als Bild im Anhang). Sollte man Akkus also nach Möglichkeit leer stehen lassen, um die Lebensdauer zu erhöhen? Woher kommen die klassischen Empfehlungen?
Danke
Jan
Es gibt irgendwo hier einen Faden, indem @nimbus4 solche ähnlichen Ergebnisse präsentiert.
Und hier eine Idee dazu:
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
Das obige Bild zeigt den Kapazitätsverlust nach nur 120 Tagen bei verschiedenen Temperaturen A (18,5°C), B (50°C), C (60 °C). Da die Werte nach so kurzer Zeit schon ziemlich hoch sind (bei B und C), würde ich mir weniger Gedanken über den besten SOC machen, sondern wie man den Akku möglichst kühl hält.
Vollkommen unrealistisch was da gezeigt wird. Der Akku von meinem Smartphone ist inzwischen 8 Jahre alt und war ständig Temperaturschwankungen ausgesetzt, im Sommer auch über 30°C (Dachgeschoss). Betrieben habe ich diesen aber immer zwischen 20-70% SOC und mittlerweile wurden knapp 400.000mah reingeladen. Wenn man nach den Bildern geht müste der Akku auch wenn man nur mit 1% Degradation in 120 Tagen rechnet in 8 Jahren rund 24% Kapazitätsverlust haben... der Akku ist aber immer noch Top Fit und hat noch ca. 97% Kapazität, welch Wunder😀. Wie man sieht liegen Theorie und Praxis oft Meilenweit auseinander.
Achtung, einige meiner Angaben stammen von nicht kalibrierten oder geeichten Geräten. Bei Risiken und Nebenwürgungen schreiben sie die Packungsbeilage und vertrauen sie nicht meinen Angaben oder denen ihres Spirituellen Führers! Denn für jede Lösung haben wir ein Problem. Vertrauen sie auf ihren Fehler und genießen sie die Reise. Alle Angaben ohne Gewehr!
Bis vor etwa 3 Jahren, dürfte das, was die meisten unter Li-Ionen-Akku verstanden haben eine NCA oder NMC Chemie gewesen sein.
Heute dürften NCA, NMC und LFP die häufigsten Zellchemien sein.
Wenn man in den Grafiken im Eingangspost den Unterschied in der kalendarischen Alterung zwischen 2% und 38 % SOC betrachtet, ist dieser eher gering.
Vor diesem Hintergrund erscheint mir 30% als SOC-Empfehlung zur Einlagerung ein vernünftiger Kompromiss.
Man hat eine relativ geringe Alterung, die Gefahr einer Tiefentladung ist praktisch ausgeschlossen und falls man den Akku doch mal spontan Nutzen will, steht zumindest etwas Ladung zur Verfügung.
Unüberwacht würde ich einen Li-Ionen Akku nicht unter 5% SOC einlagern. Falls es z.B. durch Selbstentladung zur Tiefentladung kommt, löst sich das Kupfer des Anodenbleches und der Akku wird beim nächsten Laden potentiell brandgefährlich.
Hier werden übrigens Messungen zur kalendarischen Alterung von kommerziellen Rundzellen gezeigt:
https://endless-sphere.com/sphere/threads/calendar-ageing-tests-of-mixed-cylindrical-cells.117028/
Und man sieht, dass es durchaus NMC/NCA Zellen gibt, die bei Lagerung bei 100% SOC nur ~ 1 % Kapazität im Jahr verlieren:
Vollkommen unrealistisch was da gezeigt wird. Der Akku von meinem Smartphone ist inzwischen 8 Jahre alt und war ständig Temperaturschwankungen ausgesetzt, im Sommer auch über 30°C (Dachgeschoss). Betrieben habe ich diesen aber immer zwischen 20-70% SOC und mittlerweile wurden knapp 400.000mah reingeladen. Wenn man nach den Bildern geht müste der Akku auch wenn man nur mit 1% Degradation in 120 Tagen rechnet in 8 Jahren rund 24% Kapazitätsverlust haben... der Akku ist aber immer noch Top Fit und hat noch ca. 97% Kapazität, welch Wunder😀. Wie man sieht liegen Theorie und Praxis oft Meilenweit auseinander.
Und du glaubst,
- was dein Handy anzeigt ist der "echte" SoC, und
- das ist repräsentativ?
@nimbus4 Es mag schon sein, dass es solche Zellen gibt. Allerdings verwenden die Studien auch kommerzielle Zellen.
Und nach wie vor interessiert mich viel stärker die Frage: Mache ich am Akku etwas kaputt, wenn ich ihn auf <10% entlade und dort stehen lasse?
@nimbus4 Demnach hätte die Lagerung selbst bei hohem SOC kaum merkenswerten Einfluss. Zurück an den Start. 3 Jahre sind zwar noch nicht 10 Jahre,wird sich aber nicht viel ändern. Also entscheidend wäre tatsächlich nur in welchem SOC Bereich man ständig die Elektronen schaufelt.
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.
Das Eingangsbild zeigt ja nur das hohe Temperatur und hoher SoC sehr ungünstig sind für die Zellen -> hohe Degradation! Allerdings sind 50 und 60 Grad C ja wohl für die meisten Anwendungen sehr unrealistisch. Im Sommer gibt es sicher mal Tage wo die 40 Grad erreicht werden, ggf. auch kurzzeitig überschritten werden, aber das ist doch kein Durchschnittswert. Warum haben sie nicht mit 20, 25 und 30 Grad getestet? Das sind doch die Werte, in denen die Akkus oft gefahren werden.
Nach meinem Verständnis ist es für die Lagerung generell günstiger einen möglichst niedrigen SoC zu halten, solange die Tiefentladungszone nicht erreicht wird. Es spricht also nicht gegen eine Lagerung bei 10...20% SoC, tiefer würde ich nicht gehen. Die Gefahr einer (beginnenden) Tiefentladung ist dann womöglich höher, als der Gewinn. Die meisten Akkus sterben vermutlich, weil sie irgendwo mit niedrigem SoC liegengelassen und vergessen wurden.
Es mag schon sein, dass es solche Zellen gibt. Allerdings verwenden die Studien auch kommerzielle Zellen.
Die Zellen aus den Studien scheinen mir aber auf einem Entwicklungstand von vor eher 10 Jahren.
Da hat sich, was das Feintuning insbesondere wohl der Elektrolytadditive betrifft, einfach noch einiges getan.
Bei LFP hat sich die angegeben Zyklenfestigkeit in den letzten 5 Jahren z.B. von ~ 2000 in Richtung 8000 bewegt.
Gute akuelle NMC Zellen machen bei 100% DOD heute > 1000 Zyklen.
Mache ich am Akku etwas kaputt, wenn ich ihn auf <10% entlade und dort stehen lasse?
Ich frage mich, wie Du überhaupt darauf kommst. Solange Du sicherstellt, dass Du nicht in den Tiefentladebereich kommst, wüßte ich nicht welcher Mechanismus die Zelle in diesem Bereich schädigen sollte.
Wie bereits geschreiben, denke ich aber nicht, dass du einen nenneswert Gewinn bei Einlagerung bei 10 % im Vergleich zu 30% erhalten wirst.
Was versprichst Du dir davon?
Bezogen auf ein Auto dürfte das Parken im Schatten statt in der Sonne einen größeren Einfluß haben.
Wer Werkzeug Akkus kennt, weiß warum 50 Grad und höher ausgewählt wurde. Handy Akkus sind auch oft unangenehm warm. Modellflug Akkus beginnen bereits zu leuchten 😉
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.
@nimbus4 Demnach hätte die Lagerung selbst bei hohem SOC kaum merkenswerten Einfluss.
Zumindest bei bestimmten Zelltypen und eher niedriger Temperatur.
Andere Zellen zeigen eine fast 3x höhere kalendarische Alterung:
Also entscheidend wäre tatsächlich nur in welchem SOC Bereich man ständig die Elektronen schaufelt.
Die Studie, die ich dazu vor ein paar Wochen hier beschrieben habe, ist aber spezifisch für LFP und das dort festgestellt Rauslösen von Eisen aus der Kathode kann bei NMC schlicht mangels Eisen nicht vorkommen.
Eine reaktivere Graphit-Anode durch höheren SOC wird aber auch bei NMC zu beschleunigter Alterung ( Verbrauch von Additiven im Elektolyte + SEI Wachstum ) führen.
Im Forum ( https://endless-sphere.com ) finden sich auch viele Messungen zu praktischen Zyklenfestigkeit von NMC/NCA Rundzellen. Es gibt da große Unterschiede im Verhalten der Zellen ( je nachdem ob Hochkapazitäts- oder Hochstromtyp und Hersteller bzw. Baureihe )
Pauschale Aussagen sind schwierig.
Wer Werkzeug Akkus kennt, weiß warum 50 Grad und höher ausgewählt wurde.
Ich denke die hohen Temperaturen in den Studien haben oft ganz pragmatische Gründe:
Die wollen in überschaubarer Zeit aussagekräftige Ergebnisse.
Bei guten Zellen müßte man bei Temperaturen von 20 degC tendenziell viele Jahre warten, bevor man etwas vernünftig auswerten kann.
Welcher Doktorand sollte sich dann antuen?