Kalendarische Alterung 18650 Lithium Akku nach 14 Jahren

Kleiner Hinweis, die Akkus des OP sind LiIon, nicht LiFePo.
ah ja das sind natürlich LiIon, werd ich mal im ersten post ausbessern

Für mich gibt es drei Kritereien für das Nutzungsdauerende einer Zelle:

1. Signifikanter Kapazitätsverlust
2. Zu hoher Ri
3. Beginnende Selbstentladung.

Das mit dem hohen Ri hat früher meine LMO Zelen geplagt, die modernen NCA und NCM Akkusd er letzten 5 Jahre gehen kaum mehr im Ri hoch durch Zyklieren und vermutlich(!) auch nicht durch kalendarische Alterung, die Generation von vor 10 Jahren war da noch empfindlicher

Kapazität ist trivial

Bei Selbstentaldung habe ich eine andere Meinung als die meisten. Ich toleriere eine Selbstentaldung von 0% und meine Zelle entladen sich auch nicht (Spannungsrückgang in den Tagen nach einer Aufladung außen vor). Ich hab 50 NCR PF Zellen, die seit 8 Jahren bei mir herum liegen, die haben in 8 Jahren 0,01V verloren (die max Auflösung meines Messgeräts).
Zellen ohne Selbstentladung driften auch nicht, es sei denn sie altern wegen fehlerhaftem Packaufbau unterschiedlich und es sei denn, das BMS entlädt die ungleichmäßig.

Das Problem der Selbstentladung hat die meisten LFP Zellen von vor 15-20 Jahren geplagt, da gabs ja schon mal einen Hype, ausgelöst durch die M1 Zelle von A123 im Vergleich zu den Tütenakkus der Modellbauer und dem, was man damals in den Laptops so verbrochen hatte. "Thundersky", "Winston", "Headway", "Ping" und wie sie alle hießen. Keiner dieser Zellen war sonderlich langlebig, nur die A123 aus den USA.

Ich bin gespannt, ob der neue LFP Hype eher die Erwartungen erfüllen kann. Im Grundsatz sind die LFP Zellen halt vom Kathodenmaterial her billiger und das Ausgasen von Sauerstoff aus der Kathode beginnt erst jenseits der 200°C. Gründe, dass genau die Zellen jetzt besonders langlebig sein sollen gibt es wenige. Sie haben keine hohen Spannungen, was das Löslichkeitsproblem von Mangan behebt, aber das haben NCA Zellen auch nicht.
Das Volumenänderungsproblem der Anode haben LFP genauso wie die anderen Zellchemieen auch, mit Si Beimischung noch verschärft.

Qualität von Separator und Membran ist uns eh unbekannt, das sind aber für die Alterung ganz wesentliche Komponenten.

Ich selber würde heute für Akkus mit wenigen Zyklen (unter 30 pro Jahr) vermutlich auf die NCA Technologie setzen und für Akkus mit sehr vielen Zyklen pro Jahr (über 200 und dazu gehören für mich auch normal auf den Nachtbedarf ausgelegte Solar-Heimspeicher) eher NCM. LFP dort, wo es einfach praktisch ist, z.B. weil man einen 12V Bleiakkus ersetzen möchte oder dort, wo man nur wenige Zellen zum Aufbau benötigt oder eben, wenn es deutlich billiger ist.

NCM ist für mich der perfekte Allrounder, aber die kalendarische Alterung KÖNNTE die Achillesferse sein. Andererseits setzt die Automobilindustrie die Zellen ja auch ein, dort sind auch seltener die Zyklen limitierend (okay, Schnellladung ist eine andere Geschichte), sondern meistens die Zeit. Das Problem ist, dass es schwer heraus zu finden ist, mit welchem NMC Typ man es eigentlich zu tun hat, manche Zellen haben auch eine Mischung aus NMC und NCA (ich glaube die Samsung 30Q ist so eine, übrigens eine katastrophal schlechte Wahl, wenn man größere Akkupacks bauen will, die Dinger haben eine extremes Selbstentladungs- bzw. Qualitätsproblem) und dann gibt es ja mittlerweile auch noch Beimischungen von Si in den Anoden, was die Zyklenlebensdauer ebenfalls senkt.

Unterm Strich wird man nicht drum herum kommen, sich die ganz konkreten Zelltypen anzuschauen und zu testen bzw testen zu lassen.

Die Entwicklung bei 18650ern hat sich deutlich verlangsamt. Eine Panasonic NCR18650PF wurde vor 10 Jahren eingeführt und ist immer noch neu kaufbar. Die 3500mAh Zellen am Markt sind jetzt runde 5 Jahre alt.

Die langsame Entwicklung bietet erst die Chance, solche realen Langzeittests haben zu können.

MfG

[...] Andererseits setzt die Automobilindustrie die Zellen ja auch ein, dort sind auch seltener die Zyklen limitierend (okay, Schnellladung ist eine andere Geschichte), sondern meistens die Zeit.
Da würde ich aber behaupten, dass es denen egal ist ob der akku 10 jahre hält oder nicht.
Von 20 jahren mal ganz zu schweigen...
Ich mag mir aber keinen akku ins haus stellen der vielleicht (nur) 10 jahre hält.
Und im pkw wäre es ein absolutes no-go für mich - aber ich kaufe auch keine neuwagen und fahre meine autos anschließend auch länger als 10 jahre.
Da bin ich wohl auch nicht die zielgruppe der audi/mercedes/bmw 2 jahres-pkwfahrer-neuwagenkäufer-hauptsache-eauto.

Da würde ich aber behaupten, dass es denen egal ist ob der akku 10 jahre hält oder nicht.
Von 20 jahren mal ganz zu schweigen...
Was meinst Du, was das für ein Reputationsverlust ist, wenn der Akku im 80.000 Euro Benz nach 10 Jahren die Grätsche macht?

Und das muss auch 10 Jahre in Texas funktionieren und in Saudi Arabien, wo es deutlich heißer ist als bei uns.

Ein Traktionsakku, der 10 Jahre in Texas in der Sonne übersteht wird bei uns vermutlich 20 Jahre halten.

Ich hoffe zumindest, dass dem so ist.

Wenn Du beim Heimspeicher mindestens 10 Jahre Lebensdauer willst sehe ich da schon ein größeres Risiko.

Das sind ja schon mal rund 2500 Vollzyklen (außer Du dimensionierst deutlich über), was die NCA Technologien und möglicherweise 811 NMC bereits ans Limit bringt und während für NCA die 10 Jahre kalendarisch kein Problem sein sollten schwächeln da LFP und NCM unter Umständen schon, gerade wenn die im Heimspeicher im Sommer überwiegend voll geladen herum stehen.
Ich hab keinen Heimspeicher, vermutlich würde ich auf NCA gehen und die nur in einem sehr engen Fenster von z.B. 3,4V bis 3,9V zyklieren. Das könnte dann 20-25 Jahre lang klappen. Oder halt die halbe Menge NMC, von 3,2V bis 4,1V zyklieren und nach 10+ Jahren wieder neue kaufen. Bei LFP würd ich erstmal die anderen die Erfahrungen sammeln lassen. Die ersten A123 waren ja sehr gut, die technologie kann also schon was, aber es wurde dann auch sehr, sehr viel Zeug verkauft, was die Versprechungen nicht halten kann.
Und die meisten Tester schreiben ja ihre "Reviews" nach 1 Woche oder bestenfalls mal nach 1-2 Jahren, aber nicht nach 10 oder gar 20 Jahren.

MfG

Da würde ich aber behaupten, dass es denen egal ist ob der akku 10 jahre hält oder nicht.
Von 20 jahren mal ganz zu schweigen...
Was meinst Du, was das für ein Reputationsverlust ist, wenn der Akku im 80.000 Euro Benz nach 10 Jahren die Grätsche macht?

Und das muss auch 10 Jahre in Texas funktionieren und in Saudi Arabien, wo es deutlich heißer ist als bei uns.
Ich glaube tatsächlich - keiner.
Und ich wage zu behaupten das der 80000 Benz nie und nimmer beim erstkäufer die 10 jahre erleben wird.
Und die zweit/dritt Besitzer schlagen sich dann eh mit reparaturen und teilen vom drittmarkt herum.
Und in 10 jahren gibt es dann die aussage: ja, aaaaaber jetzt sind die akkus doch viel besser als die alten dinger von vor 10 jahren.
Beispiel aus der jüngeren kfz geschichte: sich längende/springende steuerketten
reputationsverlus: 0

Wie gesagt, nur meine these :)
Und die meisten Tester schreiben ja ihre "Reviews" nach 1 Woche oder bestenfalls mal nach 1-2 Jahren, aber nicht nach 10 oder gar 20 Jahren.
MfG
Ja, das ist leider so.

Ich kann hier auch ein Beispiel nennen. Kalendarische Alterung von 18650 Zellen nach ca. 10 Jahren aus nem e-Bike. Bike stand immer draussen, Winter wie Sommer. Gefahren wurde es selten, das BMS hat die Akkus immer bis zur Abschaltspannung runtergefahren.
Ich habe die letztlich alle getauscht, da das Rad nur Fehlermeldungen brachte. Im nachhinein lag es wohl am BMS, die Zellen sind einwandfrei. Vielleicht aber auch nur weil der Innenwiderstand gestiegen ist. Die neuen Zellen haben jetzt 12mOhm und es läuft problemlos.

Zelltyp Panasonic CGR18650CG - Laut Netz wohl 2250mAh. Getestet mit ca. 40mOhm (YR-1030) und alle so um die 2300mAh. Minimale Selbstentladung (0.0-0.02 V Verlust nach 30 Tagen)

Ich bin mir nicht ganz sicher, wann wir das e-Bike gekauft haben - irgendwann zwischen 2011 und 2013.

Hallole,

hab mich jetzt auch mal angemeldet um meine Bastelergebnisse einzubringen. Ich hab 2012 meine erste Balkonsolaranlage gebaut, als das Wort noch niemand kannte. Anfangs hatte ich da jede Menge alte Handy-Akkus gemischt, die meine Schwester aus alten Telefonen rausgesammelt hatte. In Verbindung mit einer 5 W-Solarzelle hab ich das dann auf die Fensterbank gestellt und konnte damit immer prima mein Telefon und ein paar Taschenlampen aufladen.
Ein paar Jahre später fielen mir dann ein paar Panasonic CGR18650E in die Finger und eine 20 W- Solarzelle. Da hab ich dann einen spottbilligen China-Regler drangeklemmt (MPPT für 8 EUR !?!?!?). Aber das Ding regelt gut und hält die EIngangsspannung immer nah am MPP.
Dann kamen ein paar alte Laptop-Akkus dazu (6 Stck SONY US18650 GR), dann noch Sanyo UR18650FM und schlussendlich noch irgendwelche rätselhaften Zellen aus einem lenovo (PJ7ZT5D – 00126). Die Panasonic sind von 2004 und somit nun 18 Jahre alt, die anderen Zellen haben auch alle schon mindestens 10-15 Jahre gelebt. Der Innenwiderstand ist bei allen grottenschlecht (alle > 150 mOhm). Aber Kapazität reicht noch für vieles (alle so 60-70% vom Nominalwet).
DIe Zellen wurden nie geschont, waren am Anfang teilweise tiefentladen (2 V) und wurden danach jahrelang bei 30-40° auf dem Balkon gegrillt, meist mit 90-95% SoC. Nur leer gemacht hab ich sie fast nie.

Die Sony CGR hab ich diesen Sommer ausgemustert - die Zellbecher fingen unter dem Schrumpfschlauch an zu korrodieren. Der Rest werkelt weiter und versorgt mit 25 W solarer Ladeleistung den größten Teil meiner Akkugeräte mit Ladestrom. Das umfasst meine abendliche Schreibtischlampe, meine PC-Boxen, alle Taschen- und Fahrradlampen, das Tablet für die Tochter, den Akkustaubsauger, sogar mein wenig genutzter Pedelec-Akku kommt damit von März bis Oktober hin. Nur im Dezemeber, Januar, Februar reichts meist für nix.

Mein Fazit: Die Dinger sind ziemlich unkaputtbar und können locker für bescheidene Anwendungen 20 Jahre überleben.

Allerdings lagere ich alles draußen auf dem Balkon, auf einer Steinplatte, nix brennbares in der Nähe.

Yossarian

Ich habe Li-ion Foto-Akkus (z.B. aus Canon EOS 10D) seit ca. 15 Jahren im Kühlschrank gelagert, die letzten 10 Jahre kaum mehr genutzt und die Akkus haben in 10 Jahren nur wenige 10 mV an Spannung verloren. Habe auch andere 18650er Zellen, die ca. 20 Jahre auf dem Buckel haben, überwiegend aus alten Laptop-Akkus - die verlieren pro Jahr 1-2 mV! Spannung und IR werden jedes Jahr mind. 1-2 mal gemessen. Die besten Zellen haben immer noch 85-90% Kapazität und verlieren nur wenige mV pro Jahr. Die Zellen werden im kühlen Keller bei 15 - 20 Grad gelagert. Zellen, die mehr als 50 mV/Jahr verlieren, werden ausgesondert.
Gute Zellen können bei richtiger Lagerung durchaus 15-20 Jahre halten und haben dann immer noch ca. 80% Kapazität und sehr geringe Selbstentladung.

wenn das problem mit dem brandschutz bei großen akkus nicht wäre hätte ich wahrscheinlich auch meinen liion aus neuzellen aufgebaut

nach dem man ein paar senec akkus abfackeln gesehen hat möchte man das irgendwie nicht mehr so.
wäre das risiko aber trotzdem eingegeangen aber dann kamen die günstigen lifepo aus china und dann war das thema liion erledigt

ich glaube heutzutage tut sich das auch kaum noch wer an mit 18650ern, außer noch für kleine ebike akkus