Vorsicht vor undichten LG INR18650MJ1 aus Bosch Powerpack & Powertube eBike Akkus

[stefanseiner]

Hallo zusammen,

ich mache diesen Thread hier auf, damit
- wir alle davon lernen können (ich möchte auch die Ursache herausfinden)
- Neulinge sehen, wie man undichte / korrodierte Zellen erkennt und solche, bei denen es sich ankündigt.


Vor recht genau einem Jahr hatte ich einige Bosch Powerpack 500 und auch Powertube 500 / 600 zerlegt. Zu 90% mit BMS-Defekt und entsprechend tiefenentladenen Zellen.
Tiefenentladen = die Restspannung bei Bosch-Akkus liegt dann idR bei zwischen 0,7V und 1,2V meist jedoch 0,7V

Davon habe ich schon ettliche mehr zerlegt, getestet und auch problemlos im Einsatz, doch um diese Packs fertig zu bauen fehlte mir schlussendlich die Zeit und ich habe sie nur zusammen gesteckt, aber nicht gelötet.
So wie hier auf dem Bild stehen die Packs nun seit März letzten Jahres rum, getestet und das letzte Mal geladen vor 12 Monaten



ein paar Fakten:

alle Zellen vorher einzeln getestet im LiitoKala, alle mit super Kapazitätswerten um 3.200 - 3.500mAh.

Innenwiderstand hatte ich nur sporadisch getestet da ich bislang noch keine einzige! MJ1 hatte, die über 40mOhm lag

keinerlei äußere Beschädigungen vor dem Einbau sichtbar

keine Undichtigkeiten, kein Elektrolytgeruch

kein Wasserschaden im Akkupack sichtbar

Lagerung 12 Monate bei etwa 3,9 - 4,1V in der Garage

vor ein paar Wochen dann ist mir eine MJ1 aufgefallen, die sich verfärbt hat. Unverkennbares Zeichen, dass sie undicht geworden ist und Elektrolyt unter den Schrumpfschlauch gelaufen ist.
Bei genauerem Hinschauen habe ich noch mehr davon entdeckt
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacs9kyr.jpg

https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpac1ok4z.jpg

im linken Bildbereich sieht man auch, dass Elektrolyt über die darunter liegenden Zellen gelaufen ist (blaue und dunkelgrüne Sony-Zelle)
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacoij61.jpg


heute hatte ich mal Zeit und Lust, das Problem anzugehen und den Schaden genauer zu begutachten, also habe ich nacheinander alle 14 Packs wieder auf gemacht, also die oberen Zellhalter abgemacht.
Direkt beim ersten hat es den Deckel einer Zelle mit abgehoben.
Wieso? Weil der Deckel des Metallzylinders an der Verpressung durch-korrodiert ist
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacx6kfy.jpg

https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpaciykff.jpg

hier erkennt man sogar, dass Elektrolyflüssigkeit ausgelaufen ist. Die ist bräunlich / goldfarben, klebrig. Den süßlichen, ganz markanten Geruch nimmt man (offenbar) nur war, wenn die Zelle ganz frisch undicht ist z.B. wenn man beim Lösen der Nickelstreifen ein Loch in den Zellenboden reißt. Hier kann ich nichts mehr riechen
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacwokz1.jpg

https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacysjhg.jpg



hier exemplarisch ein paar andere beschädigte Zellen

Diese hier ist sehr stark undicht, der Schrumpfschlauch wölbt sich schon sichtbar
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpac26kx2.jpg

https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpac0zjau.jpg

hier sieht man gut an dem schwarz-korridierten Rand, dass der Deckel auch kurz vor dem Abreißen steht
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacq8kae.jpg

Blöd: das Elektrolyt ist anscheinend so aggressiv, dass es "gesunde" Zellen auch korrodieren lässt wenn es drüber läuft
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacytj8y.jpg

https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpaco5jfc.jpg

hier eine Zelle im "frühen Anfangsstadium". Noch keine Verfärbung entlang der Seite, aber bereits der schwarze Rand. D.h. das Elektrolyt "steht" erst an ebendiesem Rand.
Unmöglich zu sagen, ob die Zelle an sich schadhaft ist oder ob von einer benachbarten Zelle Elektrolytflüssigkeit in den Kragen des Pluspols gelaufen ist und die Korrosion nun verursacht
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpacr4j6t.jpg

hier noch so eine
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpac2ijh6.jpg

dieses Pack hat's am schlimmsten erwischt. Dort sind zwei Zellen ganz oben außen undicht gewesen und komplett ausgelaufen. Da das Pack hochkant stand ist das Elektrolyt über mehrere andere Zellen gelaufen und hat diese ebenfalls beschädigt.
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpaclhksi.jpg

Pro 120er Akkupack sind 12 der MJ1 verbaut. Zum Glück alle außen, sodass ich das bemerkt habe.
Bei 4 oder 5 der 14 Packs war keine undichte Zelle dabei, bei den restlichen 8 oder 9 Packs war im Schnitt 1 bis 2 "richtig" undichte Zellen und 2 bis 3 "infizierte" sodass ich derzeit davon ausgehe, dass ich ein "krankes" Bosch Akkupack dabei hatte.

Evtl. war das zu lange zu tief entladen? Oder die Zellen hatten einen Produktionsfehler? Was meint ihr, woher kommt die Undichtigkeit?


Hier habe ich noch ein paar Zellen, die ich zur Beobachtung behalten werde.
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpaczjjgk.jpg

Die haben minimale Verfärbungen an der Hülle, aber manche habe ich aufgeschnitten zum Nachsehen und da war rein garnichts. Das kommt dann daher, dass der Schrumpfschlauch nicht richtig geschrumpft wurde und noch kleine Lufteinlagerungen drin sind. Das ist ungefährlich und hat nichts mit Undichtigkeit zu tun.
Ich will das trotzdem nachprüfen, bevor ich die wieder verwende.

Sobald mein YR1030 wieder da ist werde ich die durchmessen und bei Abweichungen nicht mehr verwenden sondern entsorgen bzw. erstmal noch ein paar Monate aufheben um zu schauen, ob / wie sie sich verändern
https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpac5ejxc.jpg

https://abload.de/img/lg_mj1_bosch_powerpaccpjfm.jpg

[oberfail]

Danke für die Info! Werde nun genauer auf undichte Akkus achten.

[voltmeter]

gut dass die noch nicht verlötet waren :shock:
wie siets bei deinen anderen akkus die im betrieb sind aus?

genau auf sowas und andere überraschungen hatte ich kein bock und habe mich gegen gebrauchte zellen entschieden

[stefanseiner]

wie siets bei deinen anderen akkus die im betrieb sind aus?

kann ich noch nicht sagen, werde ich aber die Tage auf jeden Fall überprüfen.
Die grünen MJ1 habe ich noch recht massiv an einem weiteren 14s120p System und zwei 14s60p Systemen verbaut. Dort zum Glück auch nur außen entlang sodass undichte Zellen gut auffallen sollten.

Kurios finde ich auch, dass ich sowas selbst bei den "schäbigsten" alten Laptopakkuzellen noch nicht beobachten konnte

[arc]

Die Korrosion an den Zellen entsteht in der Regel aus der Kombination von mehreren Ursachen.
Eine zwei davon sind Produktions bedingt.
- Die Battery Cans werden durch tiefziehen von Edelstahlblech geformt. Dabei ist der Rand am Boden der kritischste Bereich. Blech hat eine Walzrichtung und in diese lässt sich das Blech besser verformen als quer dazu.
Genau in diesem Bereich neigt das Blech zu Mikrorissen auf der Oberfläche. Diese Vorschäden sind weniger korrosionsbeständig als eine unbeschädigte Oberfläche.
- das oberen Ende der Zelle wird nach dem befüllen mit der Jelly Roll und dem Elektrolyt zum Verschießen eingerollt, gestaucht und nach dem kontaktieren des Überdruckventils zu gerollt.
Anschließend werden die Zellen nochmal durch Walzen im Durchmesser kalibriert und auf finale Länge gestaucht.
Wenn vorher beim Tiefziehen nicht alles gestimmt kann in den hoch verformten Bereich da Blech durch korrodieren.

- die dritte Ursache liegt daran das bei tielentladenen Zellen der organische Fluor Elektrolyt zum zersetzen neigt.
In Gegenwart von nur geringen Mengen Wasser entsteht Hydrofluorsäure, umgangssprachlich auch Flussäure genannt. Das Zeug korrodiert den Edelstahl noch stärker.


HCF ist nicht nur korrosiv sondern verursacht nekrotische Verätzungen von organischem Gewebe.
Niemals den Dampf aus überhitzten Li-Zelle einatmen. HCF regiert heftig mit der Feuchtigkeit in den Bronchien und der Lunge

Es sind zwar nur etwa 30-40 mg HCF in einer 18650 Zelle.
Trotzdem sind ausgelaufene Li-Zellen echtes Gefahrengut und Sondermüll.
Also immer schön Schutzbrille aufsetzen, Luft anhalten und Handschuhe tragen …. Und hoffen dass diese halten.

Ach, übrigens…. Ausgelaufener Elektrolyt lässt sich gut mit Kalk, Kreide oder Gips neutralisieren.

[voltmeter]

du scheinst da vom fach zu sein, danke für die erklärung

Luft anhalten

wie lange denn? :lol:

[arc]

du scheinst da vom fach zu sein, danke für die erklärung

Luft anhalten

wie lange denn? :lol:

Mindestens so lange bis wieder eine Beatmungsbett auf der Intensivstation frei ist :mrgreen:

[stefanseiner]

wie siets bei deinen anderen akkus die im betrieb sind aus?

heute Powerwall 1-4 (Spind im Keller am MPI 5.5k) überprüft, sehen alle gut aus, keine einzige ist offensichtlich beschädigt :crazy: :clap:


die Spannungswerte im BMS sind top, absolut ausbalanciert bis auf die dritte Nachkommastelle und die Balancer langweilen sich

Nachher noch den anderen Spind am MPI 10k inspizieren, aber die PW dort habe ich zeitgleich mit der oberen gebaut, das ist die selbe Zellencharge

[dentec]

Eine mögliche Ursache sehe ich am Minuspol. Du hast die Nickelstreifen weitestgehend entfernt.
Wie man auf den Bildern sieht, waren die Schweisspunkte aber sehr fest. Wenn es da zu Mini-Perforationen kommt, dann tritt Elektrolyt aus.
Auch wenn es nur Beinahe-Perforationen sind kann das bei Temperatur-Schwankungen zum Austritt von Elektrolyt führen.
Kannst du mal schauen, ob das vom Minuspol ausgehen könnte ?

[stefanseiner]

Eine mögliche Ursache sehe ich am Minuspol. Du hast die Nickelstreifen weitestgehend entfernt.

bei den grünen Panasonic (CG und PF) ist mir das häufig passiert, die haben extrem dünne Böden.
Aber die LG sind eigentlich durchweg sehr stark, da kann man auch mit ordentlich Kraft an den Nickelstreifen rupfen, ohne dass da was passiert.

Ich habe mir nochmal ein paar angeschaut und bei den meisten ist nur der obere Teil korrodiert

der Boden sieht so aus, von den Nickelstreifen sind eigenntlich immer noch Stummelchen zu sehen

selbst bei dieser komplett zerstörten

ist der Bodenbereich noch sauber und intakt

hier mal als Überblick die kpl. Kiste

Nachher noch den anderen Spind am MPI 10k inspizieren, aber die PW dort habe ich zeitgleich mit der oberen gebaut, das ist die selbe Zellencharge

Auch hier bei den zwei 14s120p Systemen wo grüne MJ verbaut sind scheint keine einzige betroffen zu sein - zum Glück :shifty:

[stefanseiner]

so, nachdem heute mein YR1030 wieder zurück angekommen ist versuche ich mal, der Ursache ein Stück weiter auf den Grund zu gehen.
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m0kk3r.jpg

Ich hab mir mal 10 Zellen rausgepickt, die leichte Schäden zeigen um zu sehen, wie / ob sich die Undichtigkeit angekündigt hat, ob ich vielleicht was übersehen habe
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m5mjc0.jpg

bei den Ri Werten fällt auf - da gibt es keinerlei Ausreißer, restlos alle sind im absolut grünen Bereich. Zum Vergeich hatte ich auch noch zwei, drei richtig durchgegammelte Zellen getestet und da lag der Ri auch bei unter 40mOhm :eh:
Was aber auffällt ist, dass bei einigen Zellen die Spannung zu niedrig ist, obwohl die bereits geladen waren. Heißt: die haben sich in den letzten Monaten komplett selbst entladen
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m09ja9.jpg

Ich hab hier mal die ersten sechs Zellen als Nahaufnahme mit Hülle und dann “gestrippt” um zu schauen, wo die Korrossion angefangen hat
Nr. 1: 32,3 mOhm / 4,1V
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m41kdk.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mqejfu.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mygj67.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mk7kv0.jpg


Nr. 2: 37 mOhm / 0,34V
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mj0jh3.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mnijdi.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mmgjmt.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mfckhi.jpg


Nr. 3: 43,8 mOhm / 4,09V
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m2gkyd.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m6jjf4.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mlzko7.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m8bj1f.jpg


Nr. 4: 34,5 mOhm / 0,34V
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m8ok60.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mpmjeu.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650muhj95.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mngjom.jpg


Nr. 5: 30,5 mOhm / 3,78V
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mu9jfo.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mwojo2.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mkakzl.jpg


Nr. 6: 36,3mOhm / 0,55V
https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m3ik3e.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650mk4jsa.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m40kr8.jpg

https://abload.de/img/undichte_lg_inr18650m2nknd.jpg



Was sagt uns das nun?

Noch nicht genug, ich versuche bloss mal zusammen zu tragen, was ich daraus ableiten kann
1. alleine an der Innenwiderstandsmessung kann man die Undichtigkeit nicht vorhersagen, ja, noch nichtmal dann erkennen, wenn es bereits zu spät ist

2. zuerst dachte ich, man kann es an den tiefentladenen Zellen ausmachen. Also entweder an denen, die zu lange tiiefenentladen waren oder an denen, die eine hohe Selbstentladung haben. Aber: Zelle Nr. 1 z.B. ist definitiv beschädigt, hat aber noch super Ri und Spannungswerte, also nichts mit tiefenentladen / hoher Selbstentladung
Andersherum hat Zelle Nr. 6 eine hohe Selbstentladung, ist aber äußerlich unbeschädigt

3. ich habe heute damit angefangen, die zweite PW zu zerlegen, die noch nicht gelötet seit Februar rumsteht. Bei den 60er Packs habe zu Anfang je Pack eine handvoll MJ1 benutzt ( 6 - 8 Stück) und dann erst gegen Ende der Bauzeit als ich wieder Zellen hatte dann weitere 6 - 8 Stück pro Pack hinzugefügt. Ich habe alle Zellen erneut durchgemessen und bei dem ersten Schwung MJ1 ist keine einzge beschädigt, die undichten tauchen allesamt erst auf bei dem letzten Schwung.
Für mich erhärtet sich nun die Vermutung, dass es kein generelles Problem mit den MJ1 ist sondern, dass ich eine schlechte Charge erwischt habe.

4. die Korrossion startet immer genau im Falz zwischen Hülse und Deckel.

5. da Elektrolyt ausschließlich bei den Zellen austritt, die richtig morsch sind gehe ich derzeit davon aus, dass die Zellen nicht von innen nach außen faulen sondern von außen nach innen.
Bei diesem Punkt bin ich mir noch nicht zu 100% sicher, dafür müsste ich erst noch ein paar mehr Zellen aufschneiden um das genau sagen zu können.

6. allen Zellen mit Korrossion sieht man es äußerlich an anhand dunklerer Stellen unter dem Schrumpfschlauch. Manchmal ist das bereits Elektrolyt, manchmal ist es aber auch nur Luft.
Manche haben Lufteinschlüsse und keine Beschädigung, aber andersrum gibt es keine Zelle mit Beschädigung, die keine Lufteinschlüsse hat.
Das legt mir auch die Vermutung nahe, dass die Beschädigungen etwas mit den Lufteinschlüssen zu tun haben.
Evtl. doch ein Herstellungsfehler beim Verpressen der Zellen.
Oder die Korrossion kommt einfach dadurch, dass mit der Luft zusammen auch Feuchtigkeit eingeschlossen wurde.

[voltmeter]

ich würde auch auf einen produktionsfehler tippen

[Akkudoktor]

Hier könnt ihr den Aufbau sehen, da wäre ein Produktionsfehler vermutlich am wahrscheinlichsten.
Oder eine nachträgliche Beschädigung, aber ist relativ schwer da etwas kaputt zu machen.

[stefanseiner]

hmm, in dem Falz der bei mir wegrostet ist der Deckel ja garnicht zweigeteilt, da ist der Zellenkörper ja noch aus einem Stück gefertigt :think:
Ich dachte, dass der Deckel an dem Falz aufgepresst wird. OK, wenn das aus einem Stück ist ohne Spalt dann ist das keine Schwachstelle für Korrossion von innen heraus.

Aber da das dann wie eine Tasche ausgeformt ist dürfte sich da Feuchtigkeit von außen, wenn sie erstmal drin ist, richtig wohl fühlen.
Außerdem dürfte das Blech durch die Pressung in dem Falz auch dünnwandiger sein als am restlichen Zellenkörper, also auch eher durchrosten als an anderen Stellen.

Einmal ein Miniloch, dann tritt Elektrolyt aus und ab dann beschleunigt sich die Korrossion wahrscheinlich sehr schnell.

Das bedeutet für mich jetzt erstmal:
Zukünftig verstärkt auf minimal sichtbare Lufteinschlüsse / minimal verfärbte Hüllen achten -> gnadenlos aussortieren

Und abwarten, was meine 10 Test-Zellen “unter Beobachtung” so machen, ob die in ein paar Monaten genau so übel aussehen oder nicht.

[arc]

“Normale” Feuchtigkeit in dem Falz ist harmlos solange keine aggressive Chemie dazu kommt.
Üblicherweise werden alle Zellen, nachdem sie zugerollt sind, gewaschen und danach getrocknet. Anschließend werden die Zellen formatiert und vorgeladen. Danach werden die Zellen bemessen und gekennzeichnet und der Schrumpfschlauch aufgeschrumpft. Oder die kennzeichnung wird auf den schrumpfschlauch gedruckt.
Daher halte ich korrosion von außen nach innen für sehr unwahrscheinlich.
Allerdings können minimale Leckagen im Bereich der Dichtung auftreten wenn der Akku mal übermäßig warm wurde.
Diese Spuren von Elektrolyt führen dann in Verbindung mit Feuchtigkeit zu Korrosion. Typischerweise am Rand der Battery Can. Korrosion von innen kann überall auftreten.

Leider kann man Innenkorrosion von außen erst feststellen wenn sie sich durchgefressen hat.
Das was unter dem schrumpfschlauch als Lufteinschluss sieht ist der „Rostpickel“ der den schrumpfschlauch hoch drückt.

[stefanseiner]

Das was unter dem schrumpfschlauch als Lufteinschluss sieht ist der „Rostpickel“ der den schrumpfschlauch hoch drückt.

ich hab ja einige Zellen, bei denen man die Lufteinschlüsse sieht aber keine Rostpickel drunter sind, sieht man bei den aufgeschnittenen Zellen ganz gut


Leckagen aus dem Dichtungsbereich heraus scheinen mir nicht naheliegend zu sein, da ich vermehrt Zellen gesehen habe, die nur im Falz korrodiert sind, aber nicht am oberen Rand wo das Elektrolyt ja erstmal drüber laufen müsste um zum Falz zu gelangen.

Also müsste ich jetzt irgendwie herausfinden können, ob die Zellen, die im Falz rosten dort auch undicht sind um zu sehen, ob die Korrossion von innen oder von außen kommt, richtig? Wie kann ich das anstellen?

[arc]

Das deutet für mich auf unzulängliches waschen hin. Da bietet sich die Sicke für den Beginn der Korrosion an.
Wenn die Zelle noch dicht ist muss es von außen gekommen sein.
Ob innen auch Korrosion ist kann man zerstörungsfrei nur durch einen CT Scan rausfinden, oder aber die Zelle öffnen …

[stefanseiner]

Ob innen auch Korrosion ist kann man zerstörungsfrei nur durch einen CT Scan rausfinden, oder aber die Zelle öffnen ....

Gute Idee, das werde ich mal tun.
Eine handvoll Zellen mit beginnender Korrossion erstmal per Widerstand tiefenentladen und danach aufschneiden und innen nachschauen

[mobilesinmobile]

Als Idee: Könnte das durch das abziehen der Nickelstreifen verursacht bzw. die Dichtigkeit geschädigt worden sein?
Du ziehst unter umständen ja recht fest am + Pol an und durch die Kreaft bzw ein abrollen der Zange über den “Pilzrand” des + Poles drückt man den eventuell etwas ein bzw. verformt ihn minimal so dass er nicht mehr Dicht ist.

[stefanseiner]

am Pluspol achte ich eigentlich immer darauf, nicht über den Rand ab zu rollen da hier recht schnell die Hülle beschädigt wird und es einen Kurzschluss gibt. Die undichten Zellen haben auch keine Beschädigung am Rand.


kleiner Nachtrag:
Ich hab mittlerwiele noch ein paar Bosch Powerpack eBike Akkus zerlegt und zwei weitere entdeckt mit ähnlichen Schäden.

Samsung 35E aus einem Powerpack 500

25 Stück der insgesamt 40 Zellen haben Rostanzeichen am Falz

nicht viel, man muss schon genau hinschauen

und hier Samsung 29E aus einem Powerpack 400

dieses Mal 10 der 40 Stück mit Rostansätzen

auch hier ein frühes Stadium

Ich hab mir von beiden Akkus ein paar der beschädigten auf Seite gelegt bzw. sind die gerade per Widerstand kurzgeschlossen, um sie Minimum eine Woche zu entladen.

Danach will ich die mal aufschneiden und reinsehen.
Weiß noch nicht so genau wie ich die aufsägen soll, fast hätte ich die schon in die Bandsäge gesteckt aber dann hätte ich mal schön das aggressive Elektrolyt überall im Innern der Säge verteilt.
Winkelschleifer gibt wohl auch eine riesen Sauerei, Plasmaschneider = Bumm. Vermutlich am besten in den Schraubstock einspannen und mit der Metall-Bügelsäge aufsägen oder was meint ihr? Hmm, ein Rohrschneider aus dem Sanitärbereich hätte ich noch :think: