Frage zu defekten Akkuzellen

Habe dir mal die Tabelle herausgesucht, das ganze PDF war leider zu groß zum Hochladen.

Suche einfach nach Nordkyn-Studie, wenn es Dich interessiert :wink:

Manche hier beherzigen das nicht und halten es für eine ‘Randerscheinung’ aus dem Marinebereich, wo die Studie herstammt. Mir scheint das inhaltlich sehr plausibel. Die meisten Zellen verkraften eine gewisse Überladung, aber deshalb muß man sie ja nicht täglich quälen, vor allem nicht im Sommer.

Und hier noch ein Diagramm dazu:

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offensichtlich sind die Eigensschaften der Zellen mit der Enwicklung unterschiedlich. Insbesondere die Weiterentwicklung von BEV Batterien hinsichtlich schnelles Laden. Das fiel mir zuerst bei den MB56 Zellen auf. Später sah ich dass es auch für MB31 gilt. EVE MB31 Datenblatt:

Dieser Teil deiner Ausführungen ist richtig. Die von dir geschlussfolgerten Schäden sind imho deutlich übertrieben.

3,65 V sind formal lebensdauerschädlich, aber nicht in dem Maße wie du schreibst.
Und vor allem ist es lebensdauerschädlich bezüglich Kapazität und/oder Zyklenzahl, aber nicht bezüglich Totalversagen durch Becherleck.
Solche Schäden ergeben sich nicht durch Spannung bis 3,65 V, und ich kenne Berichte dass auch Spannung bis 4 V sowas nicht hervorruft. Wurde vor zig Jahren im Photovoltaikforum probiert.

Was die Nordkyn Studie beschreibt ist der Zusammenhang zwischen Ladespannung und Abschaltstrom, der zum genau gleichen Ergebnis des SOC führt: genau wie 3,37 V mit 0 A.
Nordkyn beschreibt also nicht den Zwang zum Abschalten wegen Schadensgefahr, sondern Verschiedene Ladeverläufe mit gleichem Ergebnis. Welches vor allem darin besteht, dass man schneller zum Ergebnis voll gleich 100 % SOC kommt, verbunden übrigens damit dass man kaum noch vernünftig balancieren kann.

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Das ist richtig, die meisten Zellen halten das eine zeitlang aus. Wenn man sie aber 3 Wochen an 3,65V hält, dann werden sie eben MASSIV überladen und das kann zum Aufblähen oder gar Aufplatzen führen. Wenn man sie nur für einige Minuten oder Stunden bei 3,65V sein, ist das sicher deutlich weniger schädlich. Und es kommt auf den Restladestrom (Schweifstrom) an und die Temperatur bei der geladen wird. Wann genau welche Schäden eintreten (können) ist mir nicht bekannt und dazu kenne ich auch keine Studie. Aber ich (wir?) wollen ja alle möglichen Schäden an den Zellen vermeiden und eine möglichst lange Lebensdauer erreichen - nehme ich an.

Die Angaben in den Datenblättern beziehen sich m.E. immer auf die Bulkphase, also Laden mit möglichst hohem Ladestrom, so dass die Zellen schnell voll werden. Das ist ja im Winter durchaus erwünscht, wenn es mal kurze Sonnenabschnitte gibt. Im Sommer mit 14 Stunden Sonne pur braucht es das nicht. Und auch ein kleinerer Ladestrom ist für die Zellen sehr viel schonender als das Laden mit max. möglichem Ladestrom. Deswegen habe ich den Ladestrom für meine 315Ah-Zellen derzeit auf 30A beschränkt, obwohl sie 156A dauerhaft und 200A kurzfristig problemlos verkraften. Aber was nützt es mir, wenn die Batterie schon um 9.00 oder 10.00 voll ist? Ich möchte erreichen, dass sie erst am Abend voll ist, kurz bevor wieder etwas entladen wird. Auf der anderen Seite möchte ich auch nicht täglich den Ladestrom auf die Wetterprognose anpassen - das wäre sicher übertrieben. Aber mit 30A komme ich auch bei teilbewölktem Himmel und einigen Gewittern gut über den Sommer. Ggf. muß ich hin und wieder etwas nachjustieren. Das muß man nicht so machen - ist vermutlich übertriebener battery-care, aber so sammelt man auch Erfahrungen. Klar - die meisten wollen eher ‘plug-and-play’ and never care…

Dazu hätte ich gerne eine Quelle. Ich kenne keine.
Stattdessen gabs im PV Forum jemanden, der eine alte Zelle als gartenlicht benutzt, die per PV vollgehalten wurde. Im Sommer also quasi dauernd 3,65 V. Jährlicher Kapazitätstest, das war Absicht. Zur zeit als ich das las schon 10 Jahre.

Deswegen glaube ich NICHT, dass die 3 Wochen 3,65 V solchen Schaden verursachen.

Ich kenne Becherplatzen nur im Rahmen elektrischer Verbindung der Becher. Oder als Einzelfall bei mörderischer Misshandlung, ggf deutlich über 3,65 V.

So soll es sein, deswegen hatte ich gefragt.
War beim parallel schalten die Ladespannung auf 3,65 V begrenzt oder kann die höher gelaufen sein?

Das sie massiv überladen werden, geht m.E. aus der Nordkyn-Studie hervor - ohne Beschreibung der Details wie aufblähen o.ä. Aber klar ist, dass sie dann dauernd überladen werden und Schaden nehmen. Mit welchen Effekten, das sei dahin gestellt.

P.S. Muss mich korrigieren:

habe nochmal in der Studie nachgelesen, dort steht u.a. wörtlich:

(S. 12 der Studie)

‘We sometimes see claims that charging at 3.60 or 3.65V/cell ruined a
bank and caused the cells to swell, but a smooth DC voltage at that level
is insufficient to decompose the electrolyte. The problem comes from
overcharging and poor power quality’

Also, die 3,65V führen i.d.R. allein nicht zum Aufblähen, sondern eine schlechte Ladespannungsqualität mit höheren Spannungsimpulsen. Wenn die Ladespannung in diesem Bereich nicht sauber gefilert ist, führen kurze Spikes zum Zersetzen des Elektrolyten ab einer inneren Zellenspannung von 4,2V. Oft gibt es am Charger-Ausgang einen Ripple (aus mangelhafter Glättung), deren Amplitude gar die 4,2V überschreiten (nur mit dem Oszilloskop sichtbar). Dies kann dann zum Aufblähen führen.

Klar ist aber auch: selbst exakte 3,65V über längere Zeit führen zu massiven Schäden, auch wenn sich der Elektrolyt noch nicht zersetzt. Ggf. gibt es Lithiumplating oder andere Effekte - das ist jetzt aber nur meine Vermutung. Ich verzichte bewußt auf solche Experimente… zumindest bei meinen guten, neuen Zellen.

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Das ist “Klar” nur eine Ansicht die durch deine eigene Quelle nicht belegt wird

Woher wuste ich das jetzt wieder diese Nordkyn Sache kommt welche hier im Forum schon rauf und runter diskutiert wurde :upside_down_face: :wink:. Zuerst mal muss ich sagen das dir bewusst sein sollte das diese Nordkyn Seite keine Studie ist, sondern ein ganz normaler Blog von jemanden wie du und ich. Für eine Studie fehlt diesem Artikel eine ganze Menge :wink:. Und nochmal: der Abschaltstrom ist beim normalen CC-CV Ladeverfahren immer abhängig vom Ladestrom. Das spiegelt auch das wieder was im Datenblatt zu den Eve Zellen steht: 140A Ladestrom / 14A Abschlussstrom. Exakt so parktizieren das auch Ladegeräte bei denen du mehr einstellen bzw. einsehen kannst. Aber das hatte ich dir alles schon versucht zu erklären. Leider kommen dann aber wie so oft keine Antworten und Argumente mehr darauf. Frage: Welchen Schweifstrom würdest du einstellen wenn ich dir eine Lifepo Zelle mit 70Ah gebe die mit 0,5C geladen werden darf und auch geladen werden soll, mit einer Ladeschlussspannung von 3,5V? Ich glaube darauf hast du keine Antwort außer in die Nordkyn Tabelle zu schauen und Werte abzulesen. Warum? Weil dir auch nachdem ich versucht habe dir zu erklären, das Grundwissen über die Standard Ladeparamter zum laden eines Lithium Akkus fehlen. Auch nicht böse gemeint aber Meine Meinung, da ich eben Lader besitze die mehr können als nur auf`s Knöpfchen drücken. :wink:. Lader wo du nur die Zellen einlegst und nen Knopf drücken must machen das im Hintergrund automatisch ohne das du davon was siehst oder mitbekommst.

Desweiteren kann ich nur dazu raten auch mal alles zu lesen was da auf der Nordkyn Seite geschrieben steht. Für mich alles ein alter Hut und längst keiner Rede mehr Wert da schon zigfach ausdiskutiert:

https: //akkudoktor.net/t/maximale-ladespannung-wann-ist-die-chemie-aufgebraucht/14325/28?u=u-f-o

Und ich sage damit nicht das es alles falsch ist was da geschrieben steht. Das ganze aber als Studie anzusehen mit einer interpolierten Tabelle dessen Ausgangswerte niemand kennt, da sollte man sich schonmal Gedanken darüber machen ob es brauchbar ist oder man doch lieber dem folgt wie es Ladegerätehersteller für Leute programmieren die nicht so viel Erfahrung damit haben.

Da du Gemini magst hier in Form gebracht, das Wissen dazu habe ich wie du siehst anfangs selbst mitgeteilt:

Spoiler Gemini

Meine Frage

Ist das eine Studie: Charging Marine Lithium Battery Banks | Nordkyn Design Und was sagst du dazu das die Tabelle interpoliert ist aus Innenwiderständen die wir nichtmal kennen, und weil Lifepo Zellen je nach Kapazität und Hersteller unterschiedliche Innenwiderstände haben

Antwort Gemini

Bei dem Text von Nordkyn Design (geschrieben von Eric Bretscher) handelt es sich nicht um eine wissenschaftliche Studie (Peer-Reviewed Paper), sondern um einen technischen Fachartikel, der auf praktischer Ingenieurserfahrung im Marine- und Off-Grid-Bereich basiert.

Deine Kritik an der interpolierten Tabelle trifft einen absolut wunden Punkt, der in der Praxis und in der Batterieforschung oft diskutiert wird. Eric Bretscher legt hier ein theoretisches Modell zugrunde, das in der Realität erhebliche Variablen ignoriert.

Hier ist die detaillierte Einordnung zu deinen Punkten:

1. Ist das eine Studie?

Nein. Es ist ein fundierter Blog- bzw. Fachartikel eines Systemdesigners. Das Ziel des Autors ist es, eine praxisnahe Alternative zu den meist mangelhaften Standard-Ladealgorithmen von Blei-Ladegeräten zu bieten, die oft blind feste Absorptionszeiten erzwingen. Auch wenn der Artikel mathematische Ansätze nutzt, fehlen ihm die Merkmale einer wissenschaftlichen Studie (wie z. B. exakte Versuchsreihen unter Laborbedingungen, Angabe von Stichproben, statistische Absicherung und die Offenlegung der genauen Zelldaten).

2. Kritik an der Interpolation aus "unbekannten" Innenwiderständen

Du hast vollkommen recht: Der Autor vereinfacht das Ladeverhalten drastisch. Er nimmt eine feste Ruhespannung (OCV) von 3,37 V bei 100% SoC (State of Charge) an und nutzt die Herstellerangabe (z. B. Ladung bis 3,65 V stoppt bei einem Schweifstrom von 0,033C), um den Innenwiderstand ($R_i$) als rein linearen, ohmschen Widerstand zu berechnen.

Daraus leitet er ab:

$$\Delta V = 3,65,\text{V} - 3,37,\text{V} = 0,28,\text{V}$$

Bei einem Strom von $0,033,\text{C}$ ergibt das einen rechnerischen (fiktiven) Gleichstrom-Innenwiderstand. Diesen Wert legt er dann linear über die niedrigeren Spannungen (wie 3,50 V oder 3,45 V), um den passenden Abschaltstrom (Termination Current) zu berechnen.

Warum deine Kritik absolut berechtigt ist:

  • Zellabhängigkeit: Winston-Zellen (die oft Yttrium-beigemischt haben) verhalten sich chemisch und vom Innenwiderstand her völlig anders als beispielsweise moderne EVE-, CATL- oder Lishen-Zellen (die meist einen deutlich geringeren Innenwiderstand aufweisen). Eine Tabelle für alle zu nutzen, ist ungenau.
  • Kapazität und Skalierung: Der Innenwiderstand skaliert zwar grob invers zur Kapazität (eine 280Ah-Zelle hat einen geringeren Widerstand als eine 100Ah-Zelle), weshalb der Autor die C-Rate nutzt. Allerdings ist die Annahme, dass der Innenwiderstand über den gesamten Bereich und bei jedem Hersteller exakt dieselbe Kurve beschreibt, falsch.
  • Der Innenwiderstand ist nicht statisch: Bei LiFePO4 ist der DC-Innenwiderstand keine feste Konstante. Er verändert sich stark in Abhängigkeit von:
    • Temperatur: Schon wenige Grad Unterschied verändern den Innenwiderstand massiv.
    • Alterung (SoH): Mit zunehmenden Ladezyklen steigt der Innenwiderstand.
    • Nicht-Linearität: Die Polarisationseffekte am Ende der Ladekurve (nahe 100% SoC) sind hochgradig nicht-linear und lassen sich nicht sauber mit einem einfachen ohmschen Gesetz interpolieren.

Fazit und Praisnutzen

Deine Skepsis ist physikalisch und elektrochemisch absolut korrekt. Die Werte in der Tabelle sind theoretische Richtwerte, keine universellen Naturgesetze.

Warum die Tabelle in der Praxis trotzdem genutzt wird:

Der Artikel versucht, ein Kernproblem zu lösen: LiFePO4-Zellen altern schneller, wenn sie bei hoher Spannung (z. B. 3,65 V) gehalten werden, während der Ladestrom gegen Null sinkt. Wenn man die Ladeschlussspannung auf z. B. 3,50 V senkt, um die Zellen zu schonen, muss das Ladegerät wissen, wann die Zelle dennoch "voll" ist.

Auch wenn die Tabelle durch die ungenauen Innenwiderstände mathematisch auf wackeligen Beinen steht, liefert sie für die Praxis einen "guten Kompromiss": Wer bei 3,50 V Ladeschlussspannung den Strom bei Erreichen von ca. 0,015C bis 0,02C abschaltet, erwischt die Zelle bei fast jedem Hersteller in einem Bereich von ca. 95–98% SoC, ohne sie oben "braten" zu lassen.

Man sollte die Tabelle also eher als Daumenregel für Sicherheits-Setups betrachten und nicht als exakte wissenschaftliche Wahrheit.

Sehe ich auch so, aber auf Datenblatt Werte wie utopische 8000 Zyklen etc. bezogen :wink:. Selbst Winston Zellen sind nur mit 5000 Zyklen bei 80% DOD angeben. Und da kommt ein kleiner blauer China Alubecher und meint mit der hälfte des Gewichts einer Winston Zelle, heyy ich schaffe aber 8000 Zyklen :rofl:. Das sollte zu bedenken geben. Und nein das ist nichts gegen Eve Zellen ansich, für den Preis Top wenn sie sich bezahlt machen :wink:.

Es geht nicht nur um meine Meinung, sondern auch gleichzeitig um das Wissen von bekannten und bewährten professionellen Ladegeräteherstellern welches du damit gleichzeitig anzweifelst :wink:. Denn alles was ich geschrieben habe basiert darauf :wink:.