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.
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:
....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.
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.
...Setzt man in die Formel Standardwerte ein, wie z.B. 20°C und 70% SOC und Dauer ein Jahr, also 365 Tage ein:
Degradation = 0,00157e^(1,3170,7) * 142300* e^(-3492/293) * 365^0,48
erhält man:
Degradation = 0,001572,5 * 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^(1,317SOC) = 3,7
Setzen wir SOC = 0 ein (also Akku leer), wird e^(1,317SOC) = 1
Also ein Unterschied in der Degradation von Faktor 3,7 zwischen ganz vollem und ganz leerem Akku.
in englischsprachigen Foren ist genau dieser Fehler (Gasüberdruck, auslaufende Zellen) durch eine ganz bestimmte Ursache,schon mehrmals aufgetaucht und ist dort wohl bekannt.
Ich rede von Crest Faktor, THD, bzw anderen nieder und hochfrequenten Störsignalen. Auf diese reagiert die LFT Zelle leider sehr empfindlich - durch Gasentwicklung. Völlig im Gegensatz von z.B. Bleibatterien (Nass/ Gel /AGM).
D.H. die eigentliche Ursache ist außerhalb und mit einem Oszillograph zu suchen. z.B:
Die Auswirkungen eines hohen Crest-Faktors und harmonischer Verzerrung auf LiFePO4-Zellen können schwerwiegende Auswirkungen auf die Batterielebensdauer und Sicherheit haben. Es ist daher wichtig, diese Faktoren bei der Gestaltung von Stromversorgungen und Ladegeräten zu berücksichtigen, insbesondere in Anwendungen, bei denen hohe Belastungen auftreten können. Eine saubere, stabile Stromversorgung ist entscheidend, um die Entwicklung von Gas und andere Sicherheitsrisiken zu minimieren...
Wenn die harmonischen Verzerrungen mit bestimmten Frequenzen des Systems resonieren, kann dies die Auswirkungen verstärken und zusätzliche Stressfaktoren auf das System ausüben. Spezielle Filter, die die Oberwellen filtern, oder die Verwendung von transformatorischen Lösungen zur Dämpfung dieser Effekte, könnten in solchen Fällen helfen.
Die durch Wechselrichter erzeugten hochfrequenten Störsignale und die damit verbundene Harmonische Verzerrung (THD) sowie der Crest Factor können die Leistung und Langlebigkeit von LiFePO4-Zellen beeinträchtigen, indem sie zu unregelmäßigen Ladebedingungen, erhöhter Temperatur oder sogar Gasbildung führen. Besonders in Systemen, die nicht über geeignete Filter oder Schutzmechanismen verfügen, kann dies problematisch sein.
"impact of high crest factor harmonic distortion LiFePO4 cells gas development"
