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
Degradation Studies on Lithium Iron Phosphate - Graphite Cells. The Effect of Dissimilar Charging – Discharging Temperatures - ScienceDirect
( 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.
