Natrium-Ionen Akkus

Hallo in die Runde. War gestern etwas unterwegs bei alibaba, dort werden tatsächlich jetzt Nartiuom-Iomnen Akkus verkauft. Haben 3,1 Volt.

Hat schon jemand Erfahrung damit?

Hast mal ein Link? ?

wir es dann 17S oder 18S Batterien geben?

cool,

ich hab vor einigen Wochen aus Spass eine 70Ah Zelle von "Highstar Battery Manufacturing" auf alibaba bestellt.
sollte grad weg geschickt worden sein.
mal sehen wann die ankommt.
bin gespannt wenn ich die mit dem EBC-A40L durchmesse was da raus kommt.
anbei das datasheet zum durchschmökern

HiStarSodiumIon-NaCP50160118-70E3.pdf (638 KB)

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Uiiii

das sind ja Spannungen...

Wenn die Zelle tatsächlich 3.95V als Ladespannung braucht, eine Nominal Spannung von 3.05 V hat und bis 1.8 V enladen werden kann...

Dann wäre eine 15S Batterie für einen aktuellen Niedervolt Deye das höchste der Gefühle, schafft der mit 60V knapp mehr als die dann notwendigen 59.25V

die Batterie hätte eine Nominalspannung von 45,75 V und könnte bis 27 V entladen werden.

Das ist ein Spannungs-bandbreite die IMHO kein mir bekannter WR schafft.

Entweder die passen über die Firmware die Spannungsgrenzen an oder die Zellen können nur zum zu einem Teil ihrer Spannungen gefahren werden was die nutzbare Kapazität reduziert.

Auch die Ströme werden problematisch wenn es nicht gerade massiv grosse Batterien sind, um 12 kW bei einer 48V Batterie zu ziehen muss die 250A liefern, eine 27 V Batterie müsste 444A liefern, und da der WR Strombegrenzt ist wird bei einer 27 V Zellspannung und 240 A Stom noch 6.480 Watt rauskommen.

Kein Thema bei einer 30 oder 40 kWh Batterie, aber bis dahin muss die Zellchemie noch billiger werden.

@gebrauchter-strom Und, wie ist der Stnad der Dinge. Ist da was gekommen?

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da ist der thread mit den results: Natrium-Ionen Akku (SIB). Highstar Prismatic 70Ah cell Test - (Fertig) Akkus - Tests, Problembehebung - Akkudoktor Forum
fazit: die zellen bieten keinen vorteil zu LFP. wegen dem großen Spannungshub unbrauchbar.

Hallo,

Da Natrium-Ionen aktuell noch im gleichen Preispegel mit LTO schwebt wird mein Speicher aktuell nicht mit diesen erweitert.

Habe mir für Test mal 12 kleine Zellen 26700 mit 3500 mA von Hakadi , da flott aus EU Lager lieferbar, beschafft.

Prinzipiell funktionieren sie auch.

Sind aber leider doch enttäuschend, Chinesen haben auch einen speziellen Zugang zur Daten Interpretation.

Geladen wurde erst mal mit 4,0 V, (Ladeschluss lt.Daten 4,1V +- 50 mV)

Entladung auf 1,5 V (anfangs 2A) ergab unter mehrmaligem rauskitzeln bis 0,15A 2850 mAh , ok ist schon mal echt Natrium-Ionen, Kapazitätswert entspricht wohl eher dem end of life.

Ladespannung auf 4,1V erhöht, Zelle wurde gegen Ende recht warm. Plus später nochmal nachgeladen.

3170 mAh bei Entladestrom Start mitv1,5 A bis 1,5V najo fast ok. Aber hineingeladen wurden fast 4000mAh! Außerdem sinkt der Strom gegen Ende nicht richtig ab und sorgt für Erwärmung. Eine Zelle wurde durch timeout abgeschaltet. (Fast wie NiMh mit delta peak, also deutlicher negativer TK?)

Durch die Erwärmung sinkt aber vermutlich auch die Kapazität deutlich.

Ich denke durch Angabe eines hohen Ladeschlusses versucht man hier in den Daten etwas mehr Kapazität raus zu würgen.

Inzwischen habe ich auch Diagramme gesehen die bis Null Volt entladen und tatsächlich sind da zum Schluss noch merkbare aber nutzlose Ströme heraus zu bekommen.

Für mich wäre jedenfalls im Parallelbetrieb bei 2,2 bis 2,5 V Entladeschluss. Bei Massen Preis verschmerzbar.

Zwischendurch gab es einen Kapazitätseinbruch, hat sich aber wieder regeneriert? Oder es war durch unbeobachtete Erwärmung hervorgerufen.

Irgendwie machen die Zellen den Eindruck als hätten sie einen Balancer verbaut, denke ein chem. Prozess der um 4,0V startet, also selbst balancierend, dafür aber Energie verschlingend.

Getestet wurden erst mal zwei Zellen bei etwa 0,5C scheint trotzdem beim Laden zu hoch zu sein.

Bei 3,80V 1A (0,3/0,05C) gibt es jedenfalls keine merkbare Erwärmung und es gehen < 5% der mAh verloren , (einzelne Messungen) wenn rechtzeitig abgeschaltet wird, darüber wird die Zelle gefräßig. Scheint mir besser verträglich zu sein.

Ri ist auch eher bei 40 mOhm statt <20. Habe auch schon >70mOhm gemessen.

Werde mir aber noch andere Zellen von anderen Hersteller z.B 10Ah zum Vergleich beschaffen.

Das Medium wäre ja der ideale Heimspeicher wenn es hält was es verspricht.

Machen diese Plateau Spannungsbegrenzung mit Erwärmung die großen Zellen eigentlich auch?

SG

die müssten schon sehr viel billiger als LFP sein bis sich der Mehraufwand und die Nachteile relativieren.

Schauen wir uns das in ein paar Jahren mal an.

Der Vorteil ist.

Kein Lithium, Umwelt.

laden bei tiefen Temperaturen, allerdings nicht generell, möglich.

Sollten auch betriebssicherer bzw. stabiler sein wenn es wahr ist.

Den Spannungshub muß man ja nicht nutzen. Neue Geräte werden sich anpasen.

LFP sehe ich jedenfalls in den Abgrund stürzen.

Der Preis wird durch die Menge bestimmt und sollte die Technologie zuverlässig sein geht LFP in den Abgrund.

Man muß nicht alles von vornherein tot sprechen.

SG

Ich sehe Hoffnung bei den 3500mAh Zellen.

Erster Lichtblick was den Wirkungsgrad betrifft. 3,80V nach 1,80V ergab um 2500 mAh bei 1 A Lade/Entladestrom. Die Ladung wurde bei 0,3 A, grob 10% der Nennkapazität abgebrochen. Es gab keine Temperatur Erhöhung.

Irgendwann später wird nur mehr unnötig Strom verheizt. Balanciert?

Hineingeladen 8 und 25 mAh mehr. Also weniger 1% Strom ging verloren. Ich hoffe ähnliches lässt sich wiederholen. Offen bleibt die Wh Differenz wegen fehlender Spanungsauswertung über die Zeit. Angenommen, Ri 50 mOhm ergäbe ein Delta von 100mV. Damit grob im eta 95% Bereich?

Im Test sind aktuell 2 Zellen unabhängig voneinander mit langen Erholzeitenndazwischen. Entladung erfolgt direkt nach der Ladung.

Bisher noch kein Zyklus Betrieb.

SG

Vorsicht hier bei der Bewertung:

Für Lithium Akkumulatoren gilt folgendes und ich wüßte nicht, warum das bei Natrium anders sein sollte:

Die (Ent-)Ladeeffizienz sollte praktisch alleine durch die Hysterese in der Spannungskurve geprägt werden.

Auch bei sehr geringem (Ent-)Ladestrom und damit praktisch keinem Spannungverlust über Ri, bleibt eine Hysterese übrig, die alleine aus dem elektrochemische Prozess in der Zelle entsteht

Die eingeladene und entnomme elektrische Ladung muss praktisch identisch sein. Wenn die sogenannte Coulomb-Effizienz nicht bei >> 99% liegt, bedeutet dies einen unerwartet hohen Kapazitätsverlust pro Zyklus, da Li-Ionen irgendwo "verschwinden", also nicht zwischen Kathode und Anode gewandert sind.

Bei der Akku-Entwicklung wird die Coulomb-Effizienz mit hochgenauem Equipment gemessen, um schon nach wenigen Zyklen eine erste Bewertung zu haben, welchen Einfluß eine Modifikation auf die Zyklenfestigkeit hat.

Bei meinen Bleiankern komme ich ja bei Schlechtwetter (niedrigem Ladestrom) auch auf <10% Speicherverlust. Wobei ich die nutzbaren ca. 3kWh nur mit 50-150W entnehme. Mit >800W bei voller Sonne sind die Speicherverluste eher bei 30%. Die jetzt erhältlichen Na-Zellen sind halt besser, aber noch nicht ideal. Werd mich mit dem Blei wohl nochn Jahr beschäftigen, bevor ich was wesentlich besseres zambaun kann

Bei ähnlichem Szenario haben LFP Zellen im Plateau-Bereich ( also < ~95% SOC ) ~ 30 mV Hysterese, also < 1% Verluste, > 99% Effizienz.

Im Moment sieht es leider nicht so aus, als könnten Na-Zellen da mithalten, sondern schaffen "nur" ~ 97 % wir hier:

https://www.akkudoktor.net/forum/diy-hochvolt-akkus/hv-akkusystem-mit-natrium-ionen-zellen/paged/4/#post-202696

@nimbus4

Habe noch ein paar Strom Zyklen mit 1 A gemacht.
Es liegt wohl an der ungenauen Wiederholbarkeit der Messung, z.B. minimale Temperatur Änderung. Die Strom Unterschiede L/E bleiben jetzt unbedeutend in dem Betriebs Bereich. Hängt eigentlich von der augenblicklich gewählten Abschalt Schwelle ab.

Allerdings haben meine Zellen eine gemeine Tücke die überhaupt nicht mit LiIon oder LFP vergleichbar ist. (Chemie?)

Schalte ich bei früher 3,90 V oder max.4,10V, den Ladestrom nicht rechtzeitig ab, jetzt etwa C/10, früher C/20, werden die Zellen unersättlich und nehmen ewig Strom auf. Werden heiß und die Zellenspannung sinkt etwas. Dabei steigt auch der anfangs zurückgegangene Strom wieder. Also ein anschließendes Delta peak Verhalten wie NiMh. (spart jedenfalls den Balancer, vielleicht ist auch einer verbaut?)

Dabei geht allerdings auch merkbar Kapazität verloren obwohl viel mehr hinein gepumpt wurde. (stark erhöhte Temperatur - sinkende Kapazität)

Werde aber wieder auf 3,90 V bei C/10 hoch gehen ob die Zellen auch dabei gegen Ladeende noch kühl bleiben und die hineingepumpte Strommenge annähernd heraus kommt.

Hysteresis:

Ok, habe ich bisher übersehen und es dem Ri zugeschoben. Wird näher beobachtet. Möglicherweise ist daher auch der gemessene Widerstand falsch. Die Zellen sollen max. 20 mOhm haben, vermutlich ac Wert? Die Anzeige ist jedoch zwischen 40 - 100 mOhm. Werde mal zu Fuß eine vorbelastete simple DC Messung machen.

Jedenfalls bekomme ich die Zellen schön langsam in Griff und bin inzwischen zufrieden damit. Werde wohl bald den 12er Block zusammenbauen.

Dann kann ich auch eine vernünftige Effizienz Messung durchführen. Mein Lader kann nur Ah zählen, die Software habe nie verwendet. Womöglich könnte die das eh oder über eine extra Tabellen Auswertung.

Mit eta 95% bin ich eh völlig zufrieden.

SG

PS: Habe heute nachgeladen, auf 3,90 V, ging mit der hohen Abschaltschwelle problemlos und es wurden noch um 250 mAh zusätzlich reingepumt. Temperatur habe ich dabei leider nicht beobachtet. Bin gespannt was nun wieder rauskommt.

Ich würde befürchten, dass dabei dann auch dauerhaft diese Kapazität verloren geht.
Wenn in einer Li/Na Zelle Strom fließt, muss das über den Transport von Li/Na Ionen ablaufen ( es sei den man hat sich schon Dendriten eingehandelt ). Wenn dabei etwas "komisches" passiert, wie eine starke Erwärmung, würde ich darauf tippen, dass das Li/Na nicht da landet, wo es hin soll ( Einlagerung in die Graphit-Anode ), sondern z.B. Li/Na-Plating. Damit würde man die Zelle schon nach relativ wenigen Zyklen zerstören.
Ich würde da genau beobachten, ob Du eine signifikante dauerhafte Kapazitätsveränderung feststellen kannst.

Wenn nichts anderes angegeben ist, würde ich bei den Herstellerangaben von einem Wert bei 1 kHz ausgehen. Nach meinem Verständnis sollte man bei 1kHz kaum einen Anteil der "elektrochemischen" Hysterese im Messwert sehen, weil die Ionen-Wanderung zu langsam ist, um hier relevant zu sein.

Wenn die Zellen eine Zyklusfestigkeit von > 1000 haben sollten, wirst Du die Coulomb-Effizenz mit Hobby-Equipment kaum messen können, sondern von ~ 100% ausgehen müssen.
Die Hysterese ( und daraus abgeleitet einen ziemlich guten Schätzwert für die gesamte Energieeffizienz ) sollte sich bereits mit einem anständigen Hobby-Multimeter mit logging-Funktion ausreichend genau messen lassen oder auch mit einem guten BMS mit logging.

@nimbus4 Auffällig ist, daß die starke Erwärmung um 50 Grad, bei nur einer Zelle, von der negativen Seite ausging. Diese Zelle hatte die starke kurze Zuleitung, also etwas näher an 4,10V. Wäre ein Balancer verbaut wäre der eher am Plus Pol verbaut denke ich. Die Zelle verhält sich bei geänderten Lade Parametern jedoch kpl. identisch mit der anderen. Schöner Gleichauf des Spannungsverlaufes.

Ob da bereits ein Schaden eingetreten ist? Kapazitätsmäßig nicht.

Werde die beiden Zellen stark entladen auf etwa 1,800 V und nach Stabilisierung einige Tage liegen lassen ob sich eine unterschiedliche Selbstentladung bemerkbar macht.

SG

Dass das nur bei einer Zelle passiert, ist in der Tat verdächtig.

Denn dann kann es eigentlich kein beabsichtigtes Verhalten mehr sein, wie bei einem "eingebauten Balancer".

Ist das Verhalten bei dieser Zelle denn reproduzierbar?

Bei wieviele Zellen kannst Du ausschließen, dass sie auch solch ein Verhalten zeigen?

Eventuell ist das ein Fertigungsdefekt?

Dieses starke Erwärmen gegen Ladenende als reguläres Verhalten kenne ich eigentlich nur vom Schnelladen bei NiCd oder NiMh.

Du hast ja Zahlen von 4000mAh rein und 3170 mAh raus erwähnt.

Ich frage mich wo/wie diese Ladung von ~ 800 mAh geflossen ist.

Wenn das Li- bzw. hier Na-Plating wäre, wäre die Zelle nach spätestens 4x platt.

@nimbus4 Das Verhalten zeigen beide, nur unterschiedlich stark, unterschiedliche Kabel als Ursache?

Platt. Dachte ich auch. Danach kam dann mal auffällig weniger raus bei der vorher stark erhitzten Zelle. Hatte das Thema schon fast abgehakt. Später war wieder alles normal. Aktuell läuft gerade wieder eine erhöhte Ladung auf 4.0V aber mit 1 A und 0,4 A Abschaltung begrenzt. Danach 4,10V. Mal schauen ob über 3000 mAh noch möglich sind. Falls nicht, geht's der Zelle richtig schlecht, aber im Freien.

Die Erwärmung und einknicken der Ladespannung gegen Ende tritt scheinbar auch nur um oder über 0, 5 C Start Ladestrom und tiefer Ladestrom Abschaltung auf. Bei 3,9V 1 A /0,4A ist mir das zuletzt nicht mehr aufgefallen. Nachladung unterlasse ich jetzt. Nach 12 Std liegen lassen sind beide Zellen auf mV identischer Spannung um 2 V. Also keine auffällige oder unterschiedliche Selbstentladung in der Zeit.

SG