Wärmebildung beim Laden/Entladen

Hallo zusammen.

beschäftige mich seit ein paar Wochen mit dem Thema Li-Ion Akkus. Habe mir nun einen defekten E-Bike Akku gekauft und die Zellen entnommen.

Ich habe ein aplic Ladegerät von CSL

https://www.amazon.de/gp/product/B01M7TNKZL/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00?ie=UTF8&psc=1

Nun die Frage an euch:

1) Wann mustert ihr die Zellen aus? Viele haben einen Widerstand von 100- 120mOhm, aber wie schon im anderem Forum-Beitrag variiert dieser teilweise.
2) Wie warm werden die Zellen wenn ihr sie erst ladet (1A) und dann mit 500mA entladet? Einige Zellen werden schon bis zu 50°C warm. Bin mir hier nicht sicher ob es eventuell auch am Ladegerät liegen kann, das die Wärme sich staut, wenn die Zelle 10h im Schacht steckt. Habe mal mit einem Arduino eine kleine Schaltung gebaut wo ich die Zelle mit 1A entlade. Zudem überwache ich Spannung, Strom und Wärme. Bei dem Versuch erhitzt sich die Zelle kaum. Was sind eure Erfahrungen.
3) Was sind eure Werte um eine Zelle weiter zu nutzen?

Vielen Dank.

Gruß,

Hardtacker

Hallo,
ich kann da nur ein wenig zu beitragen. Nur soviel. 50Grad für eine Zelle ist schlecht. Wenn es nur von der Zelle kommt würde ich sie auf jeden Fall aussortieren.
Wenn diese Temperatur durch das Gerät verursacht wird, würde ich das Gerät aussortieren oder nur 2 von 4 Schächten nutzen und sehen welche Temperaturen nun entstehen. Die Anderen werden sicher mehr zum Tema betragen können.
Gruß Manfred

Mahlzeit,

zu deinen Fragen wird es wahrscheinlich mehrere Antworten geben. Das macht jeder so etwas anders. Manche schwören auf die Messung des inneren Widerstandes. Meine Meinung dazu:

Der Widerstand spielt bei mir keine Rolle, da ich durch meinen Test Workflow die für mich wichtigen Dinge überprüfe. Dazu gehören vor allem Heater zu identifizieren und Zellen die sich selbst entladen zu finden. Zudem ist mir auch die Kapazität wichtig, das kann dein Ladegerät aber nicht messen. Selbst wenn der interne Widerstand aussagen würde, dass es bei diese Zelle “wahrscheinlicher” ist, das sie sich selbst entlädt, habe ich das mit meinen Tests auch überprüft. Zudem solltest du nicht vergessen, das die meisten Widerstandsmessungen, die in den Ladegeräten intigriert ist, seeeehr ungenau ist.

Ich habe alle Zellen mit 1000mA geladen und mit 500mA entladen und dabei die Kapazität gemessen. Dabei habe ich versucht Heater durch anfassen zu identifizieren. Einige wurden recht heiß (von LG), die meisten waren aber Handwarm. Jedes Ladegerät gibt die Wärme unterschiedlich ab, bei manchen wird eher das Gerät warm, bei anderen eher die Zellen. Bei meinem LiiTokala Lii 500 werden eher die Zellen warm, aber so lange ich die noch anfassen konnte, waren die Zellen für mich OK. Zudem wird das Ladegerät auch eher beim Entladen warm, wenn die Zellen beim Laden “sehr” warm werden, dann würde ich die evtl. aussortieren.
Durch ein längeres stehen lassen in relativ vollen Zustand kannst du die Selbstentladung der Zellen überprüfen. Meine standen 3-4 Wochen. Also Spannung vorher und nachher vergleichen.

Du muss ja überlegen, das je nach Größe es Packs, relativ wenig Leistung durch die einzelne Zelle geht. Bei mit zum Beispiel habe ich max. 1,1A pro Zelle, und das auch nicht für lange Zeit. Das ist ungefähr 0,5C. Da langweilen sich die Zellen.

Hallo,

vielen Dank für eure Rückmeldung.

Die Kapazität entnehme ich über den Entlade-Vorgang vom Ladegerät da beim Ladevorgang ja nicht wirklich die Kapazität genau bestimmt werden kann.

Beim Laden erwärmen sich die Zellen nur gering. Ich lade auch einige Zellen mit dem TP4056, dieser Lädt die Zelle mit 1A.
Hier ergibt sich auch keine Erwärmung.

Ich werde es mal versuchen, wie oben vorgeschlagen, dass ich immer nur jeden 2 Slot nutze. Hab mir noch ein weiteres Ladegerät gekauft bei Aliexpress.
Werde es dann mal vergleichen.

Da stimme ich zu,in den meisten Fällen müssen die Zellen bei einem Stack nicht viel Energie abgeben. Wollte mir einen Stack bauen, der max 1A Belastung pro Zelle realisiert.
Daher war ich so verwundert das schon bei 0.5A die Zellen so warm werden. Die würde ich dann nicht nutzen wollen.

Ja ich lade die Zellen auch erst und lege Sie dann für 1 Monate zur Seite danach messe ich dann wieder Spannung um die Selbstentladung zu bestimmen.

Viele Grüße

50°C halte ich noch für vertretbar, erst bei 60°C und darüber werde ich tätig und sortiere aus. Das ist dann auch der Bereich, den fasst man nicht mehr einfach so an und zuckt mit der Hand kurz zurück.
Die allermeisten meiner Zellen liegen beim normalen Entladen mit dem LiitoKala Lii500 (0,5A) bei um 43 - 46°C. Kommt ja auch auf äußere Einflüsse an. Ich arbeite in der Garage, und da wird es dieser Tage ab 12 Uhr auch locker mal 38°C warm, klar werden da auch die Akkus heißer.
Innenwiderstand: 70mOhm als Grenze

Bei der Restkapazität: Minimum 75% als Grenze. Hat die Zelle weniger als 75% der Werksangaben, hat sie schon viel leisten müssen und wird im Dauereinsatz Powerwall nicht mehr allzu lange Freude machen.

mal noch eine Kleinigkeit zum Thema “Wärmebildung”, die ich ziemlich erstaunlich finde:
Ich hatte nun schon einige Zellen, die ewig geladen wurden, also wo die LiitoKala nicht abgeschaltet hatten. Unterschiedliche Modelle aber immer bloss ältere Sanyo aus Laptop Akkus mit um 2.000 - 2.300mAh.
Hab sie dann irgendwann (also max. nach 12 Stunden) aus dem Ladegerät genommen und zur Seite gelegt. Natürlich sind diese Zellen dann auch ricfhtig heiß, so um 60 - 67°C
Das krasse: einige davon haben noch nach mehreren Stunden Hitze abgestrahlt, manche sogar die Nacht durch bis zum nächsten Tag. Unglaublich, wieviel Wärme so ein kleines Ding aufnehmen kann.

Ich möchte nur mal laut nachdenken.
Es wurde mit 1 A geladen und 0,5 A entladen und es werden 50 Grad gemessen.
Meine Zellen sind zwar neu ABER die werden kaum fühlbar (wenn überhaupt) warm.
1. Ist das ein Zeichen für schlechten Wirkungsgrad … meint die Wärme wird durch Leistung erzeugt und geht folglich dem Nutzen verloren. Das ist aber nicht so wichtig.
2. Was würde passieren wenn diese Zelle mal “normal” belastet werden? Denn dafür sind sie ausgelegt. Die Zellen sollten mindesten 3-5 A Entladestrom aushalten
und das scheint mir nicht gegeben und für mich sind sie “fast” defekt. ABER … es sind nur Gedanken und es muß jeder selber wissen :wink:
Das gilt natürlich nur, wenn die Zelle die Ursache für die 50Grad ist!
Kühle Grüße
Manfred

Hallo Stefan,
du schreibst " manche sogar die Nacht durch bis zum nächsten Tag. Unglaublich, wieviel Wärme so ein kleines Ding "
Ich bin da ein kleiner Angsthase.
Für mich klingt das sehr bedenklich wenn nicht sogar gefährlich. Wenn eine Zelle die Nacht durch heiß/warm bleibt dann ist ein chemischer Prozess im Gange
und wenn sich dieser Prozess beschleunigt wird die Zelle derart heiß das danach eine Selbstentzündung folgt. Ist natürlich auch nur ein Gedanke.
Li-Zellen zeichnen sich durch einen sehr guten Wirkungsgrad aus und wenn bei einer relativ geringen Belastung schon einiges an Wärme entsteht dann ist das für mich bedenklich. Natürlich gilt diese Aussage für 20Grad :wink:
Gruß Manfred

Hi Manfred. Das hat meiner Erfahrung nicht unbedingt mit einem schlechten Wirkungsgrad zu tun. Das entladen der Zellen mit den 500mA erzeugt bewusst Wärme, irgendwo muss die Energie ja hin. Bei Beladen allerdings sollte die Zelle nicht zu heiss werden.

Das LiiTokala erwärmt bewusst die Zellen beim entladen.

Was ich mich damals gefragt habe ist, wieso die ohne Kühlkörper und Lüfter auskommen, wo doch andere gute Geräte riesen Kühlkörper haben. Da es keine Kühlung gibt, kann beim Entladen offensichtlich auch keine Energie im Ladegerät abgebaut werden. Wo verbrät die Energie also? Die Antwort ist: Im Akku! Die Geräte schließen den Akku zum entladen einfach über einen sehr niederohmigen FET kurz und regeln das per PWM so, dass im Mittel der eingestellte Entladestrom fließt. In Wirklichkeit fließen aber, je nach internem Widerstand des Akkus, Ströme jenseits der 10A oder so. Nahezu die gesamte Energie die beim entladen verbraucht wird, wird als thermische Energie im Akku frei. Ob dem das so gefällt sei mal dahingestellt… Man merkt das auch, die Akkus werden beim entladen sehr warm, obwohl sie ein Entladestrom von <1A eigentlich absolut kalt lassen sollte (Hihi, Wortwitz

Hallo Nick,
das ist natürlich ein wichtiger Hinweis.
Im E-Auto werden die Akkus auf etwa 20-25 Grad konditioniert. Bei dieser Temperatur ist die höchste Lebenserwartung.
Warum hier mit 50 Grad gearbeitet wird ist mir schleierhaft. Klar muß die Entladewärme abgeführt werden aber die Zelle sollte nicht dazu benutzt werden.
Ich würde dann die Entladung an einer Elektronischenlast durchführen … zumindest bei sehr warmen Zellen.
Anders hat man doch keine gesicherte Aussage.
Das erklärt aber nicht, das Zellen über Stunden auf Temperatur bleiben.
Na dann …

Noch ein Nachtrag von mir, da ich auch seit ein paar Tagen das aplic Ladegerät von CSL habe. Beim Laden von 4 Zellen mit je 500mA ist mir nur eine geringe Erwärmung aufgefallen, die offenbar auch weitgehend von der Elektronik ausging. Zum Test (Entladen) hatte ich dann den Ladestrom auf 700mA eingestellt, wodurch der Entladestrom auch 500mA beträgt. Bei 4 Zellen gab es eine deutliche Erwärmung. Diese ging sicher weniger von den Zellen aus, sondern vom Verheizen der Energie in dem Gerät. Ich habe die Temperatur nicht gemessen, aber so 40 Grad werden es gewesen sein. Das war mir schon unangenehm und ich habe das Gerät dann hochkant gestellt, damit es besser belüftet wird. Ich werde die nächsten Zellen nur mit 500/300mA testen. Da wundert mich nicht, dass das Gerät überhaupt nur mit 500mA entladen kann. Andreas hatte das im Testvideo bemängelt. Aber die Wärme würde einfach zuviel werden.