Montageposition von LifePo4 Batterien

Wenn du mal eine deiner Akkus geschüttelt ist die sicher aufgefallen dass es darin gluckert. Das verrät zum einen dass in den prismatischen Zellen ein gewisser Leerraum und auch eine nicht unerhebliche Menge Elektrolyt frei herum schwappt.

Der Leerraum ist tatsächlich nicht leer sondern mit Schutzmaßnahmen gefüllt das ein oxidieren des organischen Elektrolyt verhindern soll und gleichzeitig verhindert das bei einem geringen Druckanstieg gleich das Überdruckventil aufplatzt (Gas ist komprimierbar - Elektrolyt nicht)

mit dem komprimieren von Gas handelt man sich aber alle Risiken eine druckgefässes ein. 
Steigt der Gasanfall durch überladen, überhitzen oder dich Chem. Zersetzung des Elektrolyt noch weiter an Öffner das Ventil bei 3 oder 4 bar Druck. Das ganze komprimierte Gasvolumen pfeift jetzt durch das Berstventil ab. Solange der Akku steht kommt da in erster Linie nur Gas raus. Wenn der Akku liegt sprüht eine nicht erhebliche Menge flüssigen (brennbaren) Elektrolyt aus dem Ventil da der Elektrolyt dicht am Ventil vom austretenden Gasstrom mitgerissen wird.

Wobei die austretende flüssigkeitsmenge so größer ist je heißer der Akku ist als bei einem Überdruck der aufgrund von zersetzem (aber kalten) Elektrolyt ist.

Aufgrund der Geometrie und der Elektrolyt Füllmenge ist sichergestellt dass in Stehender Position der Elektrodenstapel vollkommen von Elektrolyt bedeckt ist.

in flach liegenden Zustand sind einige elektrodenblätter gar nicht mit Elektrolyt bedeckt, im hochkant liegenden Zustand ist alle Elektrodenblätter nur teilweise überdeckt.

Das ist es mehr als nahe liegend dass diese drei unterschiedlichen Akku Orientierungen sich auch galvanisch.

auch wenn es bei ‚gesunden Akkus‘ es elektrisch nicht viel unterschied macht ist im Fehlerfall der aufrecht stehende Akku die bessere Option. 

Bei zylindrischen NMC Zellen ist das anders, die sind nahezu randvoll mit Elektrodenwickel und Elektrolyt. Das Überdruckventil öffnet erst bei 30-40bar. Dazu muss die Temperatur schon deutlich über (soweit ich mich erinnere) 140 C sein. Deswegen kommt aus diesen Zellen nur ein Dampf- oder  Feuerstrahl wenn die Zelle intern schon im thermal runaway ist.  Auch wenn’s noch noch nicht brennt ist der dampfförmige heiße Elektrolyt sehr zündwillig.

Also ich kenne das hier:

https://visforvoltage.org/forum/9972-thundersky-cell-orientation#

Und:

https://shop.gwl.eu/blog/Winston/Proper-position-of-the-LiFePO4-cells.html

Und wie es von innen aussieht:

http://liionbms.com/php/prismatic_cells.php

Für mich kommt nur stehend in Frage....

Veröffentlicht von: @arc

↑

Wenn du mal eine deiner Akkus geschüttelt ist die sicher aufgefallen dass es darin gluckert. Das verrät zum einen dass in den prismatischen Zellen ein gewisser Leerraum und auch eine nicht unerhebliche Menge Elektrolyt frei herum schwappt.

Der Leerraum ist tatsächlich nicht leer sondern mit Schutzmaßnahmen gefüllt das ein oxidieren des organischen Elektrolyt verhindern soll und gleichzeitig verhindert das bei einem geringen Druckanstieg gleich das Überdruckventil aufplatzt (Gas ist komprimierbar - Elektrolyt nicht)

mit dem komprimieren von Gas handelt man sich aber alle Risiken eine druckgefässes ein. 
Steigt der Gasanfall durch überladen, überhitzen oder dich Chem. Zersetzung des Elektrolyt noch weiter an Öffner das Ventil bei 3 oder 4 bar Druck. Das ganze komprimierte Gasvolumen pfeift jetzt durch das Berstventil ab. Solange der Akku steht kommt da in erster Linie nur Gas raus. Wenn der Akku liegt sprüht eine nicht erhebliche Menge flüssigen (brennbaren) Elektrolyt aus dem Ventil da der Elektrolyt dicht am Ventil vom austretenden Gasstrom mitgerissen wird.

Wobei die austretende flüssigkeitsmenge so größer ist je heißer der Akku ist als bei einem Überdruck der aufgrund von zersetzem (aber kalten) Elektrolyt ist.

Aufgrund der Geometrie und der Elektrolyt Füllmenge ist sichergestellt dass in Stehender Position der Elektrodenstapel vollkommen von Elektrolyt bedeckt ist.

in flach liegenden Zustand sind einige elektrodenblätter gar nicht mit Elektrolyt bedeckt, im hochkant liegenden Zustand ist alle Elektrodenblätter nur teilweise überdeckt.

Das ist es mehr als nahe liegend dass diese drei unterschiedlichen Akku Orientierungen sich auch galvanisch.

auch wenn es bei ‚gesunden Akkus‘ es elektrisch nicht viel unterschied macht ist im Fehlerfall der aufrecht stehende Akku die bessere Option. 

Bei zylindrischen NMC Zellen ist das anders, die sind nahezu randvoll mit Elektrodenwickel und Elektrolyt. Das Überdruckventil öffnet erst bei 30-40bar. Dazu muss die Temperatur schon deutlich über (soweit ich mich erinnere) 140 C sein. Deswegen kommt aus diesen Zellen nur ein Dampf- oder  Feuerstrahl wenn die Zelle intern schon im thermal runaway ist.  Auch wenn’s noch noch nicht brennt ist der dampfförmige heiße Elektrolyt sehr zündwillig.

Frage: Hast du eine Quelle zu den Behauptungen? Ich kenne die Argumente alle, habe aber keine Quelle gefunden, wo ein Hersteller (Sicherheitsdatenblatt etc...) auch nur einen der Punkte aufgreift. Ein Tschechischer Importeur verbreitet diese Info, richtig - aber auch ohne Quellenangaben etc...

Was ich festgestellt habe:

Gluckern hast du bei frischen, neuen Zellen - geht weg nach ein paar Ladevorgängen. (Siehe auch diverse US Foren, die das festgestellt haben).

Die Batterien haben zudem kein Ventil, sondern das, was dort verbaut ist, eine Berstscheibe. Anders als Sicherheitsventile sind Berstscheiben dafür da, um auch flüssige Stoffe ablassen zu können. Auch bei stehender Lage würde durch den plötzlichen Druckabfall flüssiger Elektrolyt mitgerissen werden. Bei stehender Lage verteilt sich dieser in der Theorie dann sogar besser über benachbarte Zellen als bei liegender Lage, wo er ablaufen kann.  

Veröffentlicht von: @u-f-o

↑

Also ich kenne das hier:

https://visforvoltage.org/forum/9972-thundersky-cell-orientation#

Und:

https://shop.gwl.eu/blog/Winston/Proper-position-of-the-LiFePO4-cells.html

Und wie es von innen aussieht:

http://liionbms.com/php/prismatic_cells.php

Für mich kommt nur stehend in Frage....

 

Alles primär die gleiche Quelle (tschechischer Importeur). 

Zellen sind vermutlich GBS (damit macht GWL auf Youtube Werbung). Genau diese GBS Zellen wurden mir explizit für die liegende Montage angeboten (hingegen hat derselbe Kontakt bei EVE davon abgeraten, liegend zu montieren - andere haben aber wieder EVE Zellen freigegeben). 

Dir ist aber schon aufgefallen, dass in deinen Links alles Beutelzellen (Pouchzellen) sind.da ist keine Luft drin weil das Elektrolyte im Beutel ist. Das kannst du doch nicht mit Prismatischen Zellen vergleichen.

https://german.alibaba.com/p-detail/100-1600381860855.html?spm=a2700.7724857.0.0.37fd56f2ZDe7UH

@r0li84 willst du dass ich die die Gültigkeit der allgemeinen Gasgleichung P x V = const Beweise?
Mit der Physik kann man nicht verhandeln …. Man kann sie nur akzeptieren oder ignorieren (solange es geht)

nix für ungut😜

Gobelpower verkauft auch einen Speicher mit liegenden Zellen (prismatische).

https://www.gobelpower.com/gobel-power-512v-280ah-15kwh-lifepo4-server-rack-battery_p90.html#3

Die haben wohl vorher nicht mit den Forumsexperten gesprochen  

@baxter Hast Du noch nicht gemerkt, dass die Chinesen das verkaufen was die Leute haben wollen. Ob das dauerhaft funktioniert, ist da nicht wichtig. Die ticken an der Stelle komplett anders als Europäer. Kommt eine entsprechende Anfrage mit ausreichender Menge, wird die bedient.

Da würde ich mich keine Sekunde lang dran orientieren. Zeig mir mal einen Fahrzeugakku wo die prismatischen Zellen liegend verbaut sind. Und glaub mir, die Designer der Fahrzeughersteller können einen in den Wahnsinn treiben wegen ein paar cm in der Linienführung. Wenn das mit liegenden Zellen ginge, gäbe es das auch.

Der Link aufs Forum zu den gelben Winston Zellen ist uralt. Mittlerweile dürfen die auch nicht mehr hochkant liegend betrieben werden. Da habe ich mich sehr intensiv damit beschäftigt, weil das für meine Anwendung im Boot super gewesen wäre. Im Endeffekt musste ich dann wegen der Höhe 16 kleine 40Ah kaufen statt 4 große die ich hätte legen müssen. Der Hersteller hat dringend abgeraten und die Garantie ausgeschlossen.

Wieder genug Stereotype bedient "die Chinesen" oder #GermanAngst (auch ein Stereotyp). 

Fahrzeugakkus sind ja wohl kaum mit unseren Hausspeicher zu vergleichen.

Veröffentlicht von: @baxter

↑

Wieder genug Stereotype bedient "die Chinesen" oder #GermanAngst (auch ein Stereotyp). 

 Fahrzeugakkus sind ja wohl kaum mit unseren Hausspeicher zu vergleichen.

Auch wenn es in Dein Weltbild nicht passt, ich bin Leiter der Entwicklung bei einem großen Automoblilzulieferer und habe so meine Erfahrungen  

Ooh der Herr Leiter der Entwicklung.

Na dann muss es ja stimmen und ich nehme natürlich alles zurück  

Als Leiter der Entwicklung sollte es doch nicht schwer fallen bei EVE eine Aussage zu bekommen wie dieser Zellentyp verbaut werden darf???

@stromsparer99 - woran erkennst du, dass es Pouch Zellen sind? Quelle 6 sind ja mal eindeutig prismatische Zellen, wie wir Sie verwenden. Quelle 7 sind es ebenfalls prismatische Zellen, die da in dem Gehäuse verbaut wurden. Bei den anderen Links sieht man teils nicht, was in den Gehäusen verbaut ist - wenn die bei YT etc... aber jemand öffnet, dann sind das zumeist prismatische Zellen.

@autoschrauberix - du hast Erfahrung im Design von E-Auto Akkus? Und dort gibt es sicherheitstechnische Vorschriften, dass man diese nicht liegend betreiben darf? Oder ergibt sich das einfach aus dem Aufbau des Akkus selbst (Terminals oben ist vermutlich deutlich kompakter, wenn man die Akkus unten reinbauen will). LKW Akku auch schon mal geplant? (Da hat man ggf. eher den Anwendungsfall von aufeinander liegenden Zellen).

@arc - und nun? Die Überdrucksicherung (ist kein Ventil) öffnet in beiden Fällen. In beiden Fällen ist der Druckunterschied dann so groß, dass das Gas innerhalb von Sekunden entweicht und zu 100% ggf. vorhandener flüssiger Elektrolyt mitgerissen wird. Wo siehst du hier einen Unterschied zur liegenden Anordnug? Wichtig ist, dass die Überdrucksicherung funktioniert. Was ich da verbaut sehe sind kleine Berstscheiben, die sowohl in der Gas als auch Flüssigphase arbeiten.

@baxter - das Rack von Goebelpower kann man wohl liegend als auch stehend verwenden. Glaube das Ding hat auch CE und paar Unterlagen dabei, richtig? Könnte man sich mal ansehen. 

Mir gehts auch bisschen darum, dass hier (siehe andere Beiträge) geschrieben wird, dass die horizontale Anordnung sicherheitstechnisch bedenklich ist. Dazu habe ich halt überhaupt keinen Hinweis finden können. Alles, was man findet sind Meinungen von Einzelpersonen, die teils relativ laut kommuniziert werden. (Die Amis sind entspannter). 

Leute ich hab nicht geschrieben, dass ich in der Akkuentwicklung bin. Was habt Ihr für komische Vorstellungen wie die Entwicklungarbeit läuft  

Der Hersteller läßt sich da nicht in die Karten schauen. Wir machen Massiv-Umformteile, hauptsächlich Fahrwerk und Verbrennungsmotor. Neu eben auch für E-mobilität z.B. Teile für die Busbars aus Kupfer an den E-Motoren und die Steuerelektronik u.a. sehe ich da auch den Aufbau der Batterie. Die Leute haben da kein Interesse mir zu erklären warum und wieso sie die Batterie so ausgeführt haben, die wollen ihr konkretes Problem gelöst haben und dann ist der Termin beendet. Die Entwickler kümmern sich meist nur um einen kleinen Teil es Systems und haben teilweise keine Ahnung vom Gesamtsystem. Ist heute leider so, Time is Money und Life Work Balance etc.

Und ich darf leider Themen lösen, wo ein chinesischer Lieferant was versprochen hat, was er dann nicht einhalten kann und dann ist das Drama perfekt. Leider gilt es bei Chinesen als Gesichtsverlust wenn man dem Gegenüber sagen muss, dass das nicht geht. Also kriegt der unbedarfte Europäer einfach immer die Antwort die er gerne hören würde. Der Fehler liegt einfach bei dem der gefragt hat, weil er die andere Mentalität nicht verstanden hat. Das ist kein china bashing sondern eine Tatsache.

Zurück zum Thema, ich habe damals auch gesucht und keine vernünftigen Quellen gefunden. Auf irgendwelche Händler und deren Angaben würde ich mich nicht verlassen. Leider habe ich noch in keinem offiziellen Datenblatt Angaben zur Einbaulage gesehen. Entweder ist das so klar, dass das keine Erwähnung findet, oder wirklich egal. Was ich mir aber nicht vorstellen kann.

Noch ein Link zu dem Thema

https://www.wohnmobilforum.de/w-t139748.html