@regulus 

Ich habe noch einen, wie ich finde, guten Beitrag von RCinFLA für dich https://diysolarforum.com/threads/why-do-some-lfp-batteries-advertise-high-c-discharge-rates.51061/

Besonders die Grafiken sind sehr interessant und der Hinweis auf den R_ionic. Wir messen ja immer nur den hauptsächlich ohmschen Widerstand der Zelle. Das ist aber nur bedingt ein Hinweis auf das Alter und die Qualität.

Ein "Zusammenfassung" seiner Grafiken war sogar noch auf meinem Rechner, ohne zu Wissen das es von ihm ist

Ja genau - kenne ich. Bin immer noch dabei die 3239 posts mit den jeweiligen Threads zu durchforsten. Die neuen bekomme ich mit firefox täglich. Bei ihm habe ich schon das Gefühl, einiges richtig gemacht zu haben.

Diese 3-10 minütigen ionenwanderungen (R.IONIC ) beim Laden/entladen - bis alles dabei  auf die Urspannung eingeschwungen  ist -, beobachtet man auch selber, ohne sich viel Gedanken darüber zu machen. Wartezeit danach beachten. Wenn man dies messen will, muss man die Oberflächenspannung vorher kurz abbauen. (paar sekunden, sind nur 10...30 mAH).

OVERPOTENTIAL Voltage und   der  R_IONIC   bei LFT Zellen

Bin die obigen Posts durch - pffffff     Ein gutes englischsprachiges Forum.

Vorwort:

wenn die dort anerkannten Alpha -Experten, die dieses Forum mit über 12600 Posts dominieren, von jemandem anderem sagen, dass er 10mal mehr Wissen über LiFePO4 hat als sie selber, so kann man doch mal etwas näher nachlesen - was von diesem absoluten Experten für Zellchemie so kommt. - oder ?

Ganz besonders möchte ich von ihm (es geht um Zellchemiekenner RCinFLA) daraus das Thema (von @Baxter schon angedacht)

Oberflächenspannung oder auch

OVERPOTENTIAL Voltage und den   R_IONIC

etwas erklären.

Diese Dinge sind in unserem Forum quasi nicht existent aber extrem wichtig zum Verständnis.

R-IONIC kann nicht mit dem YR1035 gemessen werden (aber verursacht einen Spannungsabfall in der Größenanordnung des ohmschen Widerstandes) und die OVERPOTENTTIONAL Voltage kann mit ca 2 AH eliminiert werden (0.2C bei 280AH für 3 Minuten) . 20 mV können nie eliminiert werden - Barriere der Chemie....deshalb die Probleme bei parallel geschalteten Zellen im mittleren Bereich: einige % SOC Abweichung sind da möglich. trotz Parallelschaltung..

Sehr zufrieden war ich mit meinem

Test der chemiekalischen Zuverlässigkeit (Zustand /Alterung)

meiner Zellen. Es geht überhaupt nicht um die Kapazität sondern die bis jetzt aufsummierten Schäden auf der Membran.

Einfacher Test:

Ruhespannung OCV belasten mit 0.2C (56A für EVE 280AH) und genau nach 3 Minuten die mV Absenkung notieren .

(bei mir 52 mV - also grüner Bereich - gut. ) siehe erster Link unten, dort sind einige Zellen markiert.

https://diysolarforum.com/threads/calculating-the-lifepo4-battery-short-circuit-current.60969/#post-912205

Mit diesen unheimlich guten Diagrammen unten  geht es am besten. Sie wiederholen sich - aber die Erklärungen von ihm sind additiv /ergänzend.

Vorerst als Selbststudium gedacht. Mir ist dies im Prinzip bekannt. Bei Fragen eventuell einen neuen Thread aufmachen um die Konzentration hier in diesem THREAD nicht zu verwässern. Für Bilder in groß muß man sich dort einloggen.

Viel Spaß:

https://diysolarforum.com/threads/calculating-the-lifepo4-battery-short-circuit-current.60969/#post-912205

https://diysolarforum.com/threads/lifepo4-any-good-reason-to-stop-at-85-capacity.63899/page-2#post-915712

https://diysolarforum.com/threads/how-to-create-soc-vs-ocv-chart-for-lfp-cell.29557/page-2#post-813794

https://diysolarforum.com/threads/absorption-time-for-eve-lf280k.38928/#post-492347

https://diysolarforum.com/threads/odd-discharging-not-sure-if-this-is-normal-or-not.54751/#post-745280

https://diysolarforum.com/attachments/good-battery-connecitons-png.135622/

https://diysolarforum.com/threads/how-to-determine-if-lifepo-batteries-are-bad.53929/page-3#post-693484

https://diysolarforum.com/threads/charging-method-lifepo4-280ah-eve-float-or-not.7886/page-4#post-339742

https://diysolarforum.com/threads/how-much-voltage-drop-at-100a-discharge.72181/#post-914305

https://diysolarforum.com/threads/how-much-voltage-drop-at-100a-discharge.72181/#post-914786

https://diysolarforum.com/threads/lifepo4-any-good-reason-to-stop-at-85-capacity.63899/#post-797565

https://diysolarforum.com/threads/lifepo4-any-good-reason-to-stop-at-85-capacity.63899/#post-797773

https://diysolarforum.com/threads/how-to-create-soc-vs-ocv-chart-for-lfp-cell.29557/#post-355444

https://diysolarforum.com/threads/what-should-the-fully-charged-at-rest-voltage-be.74127/post-939226

.... The amount of overpotential voltage at given cell current and cell temp is a good indication of cell quality.

Hier diese Oberflächenspannung Problematik bei parallelen Bänken:

https://diysolarforum.com/attachments/batteries-in-parallel-matching-png.152364/

Ach Ja:

Diese ominösen 3,437 V ? (3,43 V) wird jetzt in der Praxis von richtigen Experten als sicherer Bezugspunkt genommen wenn die anderen Bedingungen stimmen. Er nämlich......

https://www.akkudoktor.net/forum/postid/186328/

Memory Effekt, thread.

Ich bin so frei und füge dem Thread wieder ein wenig (hoffentlich) fundiertes Wissen hinzu:

Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure — Considering toxic and flammable compounds

Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure — Considering toxic and flammable compounds - ScienceDirect

Highlights

Viel Spass beim Lesen...

Ich habe dem bisher, wahrscheinlich leider, etwas wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Und das könnte sich in der nächsten Zeit vielleicht etwas ändern.

Ich habe nämlich mittlerweile eine abgehalfterten Akku hier, für den ich noch eine nützliche Verwendung suche. Und wenn es nur Studienobjekt ist.

Veröffentlicht von: @baxter

↑

Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure — Considering toxic and flammable compounds

 

Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure — Considering toxic and flammable compounds - ScienceDirect

 

Die Studie macht für die Nutzer von LFP Zellen einige unerfreuliche Aussagen:

"While NMC batteries release more gas than LFP, LFP batteries are
significantly more toxic than NMC ones in absolute terms.
Toxicity varies with SOC, for NMC batteries the contaminated volume doubles
from 0% to 100% SOC while for LFP in halves."

"The composition of off-gas on average is very similar between NMC and LFP cells, but LFP
batteries have greater H2 content while NMC batteries have a greater CO content.
... LFP presents a greater flammability hazard even though they show less occurrence of flames in cell TR tests."

-> Auch wenn es unwahrscheinlicher/schwieriger ist ( im Vergleich zu NMC ) eine LFP Zelle in den TR zu bringen, so sorgen für den Fall, dass es doch passiert, die hohen Wasserstoff und Flusssäure (HF) Konzentrationen dafür, dass es besonders heikel wird.

Alterung  Long-Term Calendar Aging    Teil 2

Vielen Dank @Nimbus für deinen Post und die Studie.

https://www.akkudoktor.net/forum/neue-ideen/macht-volladen-wirklich-sinn/paged/3/#post-228312

Ich bin sie jetzt mehrmals durch und habe sie mit anderen verglichen.

Kommentare weiter unten.

Veröffentlicht von: @nimbus4

↑

 

1. Diese ganze neue Studie

"The Operation Window of Lithium Iron Phosphate/Graphite Cells Affects their Lifetime"

https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ad6cbd

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468617306060
( falscher Link am 30.08.24 korrigiert)

zeigt, dass Lade/Endladezyklen um hohe SOC-Werte besonders schädlich sind und zeigt für mich plausibel auf, dass folgender Mechanismus dafür verantwortlich ist:

Je stärker die Graphit-Anode mit Lithium gefüllt ist ( <=> je voller die Batterie ist ) desto reaktiver ist die Anode.
Durch diese Reaktivität kommt es verstärkt zu Zerfallsprozessen im Elektrolyt.
Dabei entstehen "lithium alkoxides".
Diese sorgen dafür das Eisen aus der Kathode rausgelöst wird.
Dieses Eisen setzt sich zusammen mit Lithium auf dem SEI ( Solid Elektrolyte Interface ) also der Grenzfläche zwischen Anode und Elektrolyte ab.
Dieses Lithium ist dann verloren und die Zelle verliert Kapazität.
Diese spezifisch Abfolge tritt um so stärker auf, je höher der SOC ( <=> je reaktiver die Anode) aber nur dann, wenn auch Lade/Entladezyklen stattfinden.
Nur das Halten bei einer hohen Spannung reicht nicht um diesen spezifischen Degradationsmechanismus ablaufen zu lassen, ist aber wegen anderer Degradationsprozesse auch nicht gut.

Wenn bei einer LFP Zelle nur ein Teil der Kapazität täglich genutzt wird, und man die Zellen schonen möchte, sollte man also um den niedrigst möglichen SOC arbeiten.

Wenn man z.B im Sommer nur 25 % der Kapazität nutzt, ist das schädlichste Szenario im Bereich 75%-100% SOC zu arbeiten. 0% - 25% SOC wäre das schonenste.
Bei den Rahmenbedingungen aus der Studie ( z.B. Zelltemperatur 40 C ... ) liegt zwischen beiden Szenarien ~ ein Faktor 4 bzgl. des Kapazitätsverlustes.

 

Das folgende Bild aus der Studie zeigt den Verlust an Kapazität in Abhängigkeit vom SOC Bereich im dem gearbeitet wird.

Der Test ist dabei so konstruiert, dass für alle Fälle pro Zeiteinheit die gleiche Menge Ladung  ge-/entladen wird.

-- attachment is not available --

https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ad6cbd

The Operation Window of Lithium Iron Phosphate/Graphite Cells Affects their Lifetime

deutsch:

https://iopscience-iop-org.translate.goog/article/10.1149/1945-7111/ad6cbd?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_pto=wapp

Die Zellen wurden mit C/3 bzw C/20 in ihren Zyklen betrieben. Ich gehe davon aus, dass bei anderen, viel stärker gemischten C Zyklen (nicht nur ein Wert z.B. C/3 pro Zeiteinheit sondern mehrere, fest definierte C Werte nacheinander in kurzer Zeit) - wie in anderen Analysen beschrieben, das Ergebnis noch schlechter wird. Einfach ausgedrückt:

jeder Strom und jede Stromänderung hat leider Einfluss auf die Lebensdauer. In obiger Analyse wird jetzt für uns alle ganz neu gezeigt, dass dies besonders in den oberen SOC Bereichen der Fall ist.

Mein Resumee:

Der SOC Einfluß ( 75%....100% SOC beim zyklieren) auf die Lebensdauer ist zugegebener Maßen gravierend:

-----------------------------------Zitat:-----------------------------

....Dieser Vergleich in Abbildung 2 c– 2 d zeigt, dass die Temperatur die Schwundraten zwar um 15–50 % und Salz um 5–30 % beeinflussen kann, das SOC-Fenster jedoch mit 250–400 % Änderungen den bedeutendsten Einfluss auf die Schwundraten hat.

Daher scheint das Zyklisieren von LFP/AG-Zellen über niedrige SOC-Fenster hinweg die wirkungsvollste Methode zur Verbesserung der Zykluslebensdauer unter den getesteten Bedingungen zu sein.

-----------------------------------------------------------------------

hmmmm...die Parameter für einen ausgedienten LFT Akku sind:

nur noch 80% Restkapazität oder verdoppelter Ri. (ein Zyklenverlust ist m.M. nicht definiert)

aber auch ohne Stromänderungen (Zyklisieren) ist ein hoher SOC Bereich bekanntermaßen denkbar schlecht:

-----------------------------------Zitat:----------------------------

Dieselben Arbeiten ^{26 , 27} zeigen jedoch auch, dass Lagerung bei hohem SOC mehr Kapazitätsverlust verursacht als bei niedrigem SOC, und dies steht im Einklang mit unserer Arbeit und der restlichen Literatur. ^{11 – 13} .....Diese Ergebnisse bestätigen die Literatur, dass Zyklen den Kapazitätsverlust stärker beeinträchtigen als die Lagerung in LFP-Zellen, ²⁸ und der Grund dafür ist, dass die Fe-Auflösung hauptsächlich während der Zyklen auftritt.

-------------------------------------------------------------------------

Für mich ärgerlich, dass aus Studienvergleichsgründen fast nie der 25 Grad Wert herangezogen wird sondern, wie auch hier, 40 Grad und höher.

2. Eine Zusammenfassung mehrerer Studien:  danke @superjany

Assessment of the calendar aging of lithium-ion batteries for a long-term—Space missions

Achtung: Die kalendarische Alterung tritt auf, wenn eine Batterie nicht in Betrieb ist (d. h. wenn kein Strom durch sie fließt) ( Redondo-Iglesias et al., 2018 ; El Ghossein et al., 2021 ). Aufgrund der vorgesehenen Verwendung von LIBs in Weltraummissionen...konzentriert sich diese Studie auf die kalendarische Alterung dieser Batterien und nicht auf die Verschlechterung aufgrund von Lade-Entlade-Zyklen.

https://www.frontiersin.org/journals/energy-research/articles/10.3389/fenrg.2023.1108269/full

deutsch:

https://www-frontiersin-org.translate.goog/journals/energy-research/articles/10.3389/fenrg.2023.1108269/full?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_pto=wapp&_x_tr_hist=true

Beispielrechnung von @Karli:

https://www.akkudoktor.net/forum/akku-tests/niedriger-soc-und-lebensdauer/paged/2/#post-233889

...Setzt man in die Formel Standardwerte ein, wie z.B. 20°C und 70% SOC und Dauer ein Jahr, also 365 Tage ein:

Degradation = 0,00157*e^(1,317*0,7) * 142300* e^(-3492/293) * 365^0,48

erhält man:

Degradation = 0,00157*2,5 * 142300* 0,00000690249 * 17 = 0,0656, womit wahrscheinlich 6,6% gemeint sind.

Nach vier Jahren wären das dann 13,2%, nach 16 Jahren 26,4%.

....Setzen wir mal für SOC = 1 ein (also 100% voll) wird e^(1,317*SOC) = 3,7

Setzen wir SOC = 0 ein (also Akku leer), wird e^(1,317*SOC) = 1

Also ein Unterschied in der Degradation von Faktor 3,7 zwischen ganz vollem und ganz leerem Akku.