Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik niedrige Lebensdauer von Hochvolt-Lithium-Akkus


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von Stefan H. (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)


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Hallo,

mir ist aufgefallen, dass die Hochvolt-Lithium-Akkus, also mit 3,7 V 
Nennspannung und 4,35 V Ladeschlussspannung eine sehr geringe 
Lebensdauer haben. Nach wenigen Monaten beginnt die Kapazität merklich 
nachzulassen. Nach wenigen Jahren ist er meist schon unbrauchbar. Das 
ist mir bei Lenovo-Akkus mit 9 Zellen (3x3 Konfig.) mit 11,1 V 
aufgefallen.

Die 6-Zellen-Lenovo-Akkus (2x3 Konfig.) mit 10,8 V, also 3,6 V pro Zelle 
Nennspannung bzw. 4,2 V Ladeschlussspannung sind selbst nach viele 
Jahren noch nahezu neuwertig.

Kann das jemand bestätigen?

von Jim M. (turboj)


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Das Nutzungsschema (wie oft ge- und entladen) und der Einbauort 
(Temperatur!) machen bei der Haltbarkeit vom Akku eine Menge aus.

Bei krätftiger Nutzung mit Nachladen mehrmals am Tag können die 500-1000 
Zyklen schnell erreicht werden.

Mein neuestes Lenovo kennt auch einen Erhaltungsmodus für den Akku, wo 
er nur zu 60% geladen wird.

von Horst (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> Hochvolt-Lithium-Akkus, also mit 3,7 V Nennspannung

Was ist daran Hochvolt? Die sind eher Standard.

Stefan H. schrieb:
> 4,35 V Ladeschlussspannung

Da könnte eins Deiner Probleme liegen. Wenn Du die Akkus nur bis 
4,1-4,2Volt auflädst und nur bis 2,6 -2,7Volt entlädst, hast Du zwar 
einen kleinen Kapazitätsverlust aber die 5-10fache Lebensdauer

von Rungholt (Gast)


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Stefan H. schrieb:
> 4,35 V Ladeschlussspannun

Ich habe noch nie von LiXX-Akkus gehört, deren Ladeschlussspannung über 
4,2V liegt.

von uuu (Gast)


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4.2V Lade Endspannung sind schon grenzwertig.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Jim M. schrieb:
> Bei krätftiger Nutzung mit Nachladen mehrmals am Tag können die 500-1000
> Zyklen schnell erreicht werden.

Ein Zyklus ist ein Zyklus, keine Hysteresis des Ladereglers. 
Li-Ion-Akkus haben keinen Memory-Effekt, können aber Hitze und Ignoranz 
(der Ladeschaltung) schlecht ertragen.

Und von einem oder wenigen Akkus auf alle zu schließen, halte ich für 
schlecht gefälschte Statistik. Erst wenn die Post die defekten Teile 
nicht mehr transportieren will, besteht Grund zur Veranlassung.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Rungholt schrieb:
> Ich habe noch nie von LiXX-Akkus gehört, deren Ladeschlussspannung über
> 4,2V liegt.

Und doch gibt es sie, ist das Memo über LiMnO2 an dich wohl nicht 
angekommen.

von Armin X. (werweiswas)


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Rungholt schrieb:
> Stefan H. schrieb:
>> 4,35 V Ladeschlussspannun
>
> Ich habe noch nie von LiXX-Akkus gehört, deren Ladeschlussspannung über
> 4,2V liegt.

Guckstu Datenblätter:
http://www.meircell.co.il/files/Samsung%20ICR18650-28A.pdf
http://gamma.spb.ru/media/pdf/liion-lipolymer-lifepo4-akkumulyatory/ICR18650-32A.pdf

Andere Hersteller machten bei den Grenzwertigen Aktionen auch mit.

Installiere mal die App "OPO Charging" auf deinem Handy und schaue unter 
RAW Info wie weit dort geladen wird. 4,3 - 4,35V sind da Standard!

MfG

von Alex G. (dragongamer)


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Armin X. schrieb:
> Guckstu Datenblätter:
> http://www.meircell.co.il/files/Samsung%20ICR18650-28A.pdf
> 
http://gamma.spb.ru/media/pdf/liion-lipolymer-lifepo4-akkumulyatory/ICR18650-32A.pdf

Dort ist allerdings eine max Lade-Spannung von 4.3 bzw. 4.35V angegeben 
und nur in den Warnungen, ist die Rede von einer Cut-Off Spannung vom 
selbem Wert.

Mit 4.3V Ladespannung wirst du dir sehr schwer tun, die Zelle auch auf 
4.3V hoch zu kriegen!


@Stefan Helmert
Ohne die Zyklen und die erwähnten umgebungstemperaturen zu wissen ist 
eine Aussagen in der tat schwierig...

Allerdings stimmt es wohl dass Notebook und handyakkus, eher kaum die 
500 oder gar die 1000 Zyklen mit weniger als 80% Kapazitätsverlust 
durchstehen (das ist meistens die Kapazitäts-Referenz, oder? ).

Es dürfte auch stimmen dass man mit weniger Ladung, die Lebensdauer 
erheblich steigern kann, aber der größe wegen kämpfen die Hersteller um 
jedes Prozent an Ladung und natürlich ist es auch nicht grad schlecht 
fürs Geschäft, wenn der Kunde den Drang verspürt was neues zu brauchen, 
nachdem die Garantiezeit abgelaufen ist ;)

Schön ist wenn die höherwertigen Business-Geräte das anders angehen, 
allerdings zahlt man für sowas auch wieder nen signifikanten Aufpreis...


Davon aber mal abgesehen - hast du deine 4.35V zellen mal unter 
Belastung gemessen? Die Spannung bei Li-Io ist oft signifikant höher bei 
dem extrem neidrigen Stromfluss wie durch ein Messgerät.

: Bearbeitet durch User
von Rungholt (Gast)


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Armin X. schrieb:
> Grenzwertigen Aktionen

Genau das ist es und mehr nicht. Dumme Kundschaft verleitet die 
Hersteller eben überall zu reißerischen Angaben.

von Gustav K. (hauwech)


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Alex G. schrieb:
> Allerdings stimmt es wohl dass Notebook und handyakkus, eher kaum die
> 500 oder gar die 1000 Zyklen mit weniger als 80% Kapazitätsverlust
> durchstehen (das ist meistens die Kapazitäts-Referenz, oder? )

80% Kapazitätsverlust?
Ich meine, die Referenz ist 20% Kapazitätsverlust, also 80% 
Restkapazität.

Habe hier ein Lenovo-Notebook, der Akku hat nach etwas über 900 Zyklen 
eben noch 2% Restkapazität (5 min. Laufzeit). Der Akku ist allerdings 10 
Jahren alt. Wobei es genau diese Notebook-Zellen im Formfaktor 18650 
sind, die im TESLA nun ewig halten sollen. Es scheint wohl zweierlei 
Qualitäten von den 18650-Zellen zu geben.

von Alex G. (dragongamer)


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Gustav K. schrieb:
> 80% Kapazitätsverlust?
> Ich meine, die Referenz ist 20% Kapazitätsverlust, also 80%
> Restkapazität.

Ja, ich meinte 80% Restkapazität - mein Fehler.
20% sollten schon drin sein.


Gustav K. schrieb:
> Habe hier ein Lenovo-Notebook, der Akku hat nach etwas über 900 Zyklen
> eben noch 2% Restkapazität (5 min. Laufzeit). Der Akku ist allerdings 10
> Jahren alt.
Es hat sich schon ein wenig was getan im letzten Jahrzehnt.
Mein Surface pro 2 war nach 3 jahren täglicher Nutzung and er Uni (also 
ziemlich sicher deutlich über 500 Zyklen) bei 62% Restkapazität.
Schätze eher bei deinem NB war der Akku auch mal tiefentladen, oder?

Gustav K. schrieb:
> Wobei es genau diese Notebook-Zellen im Formfaktor 18650
> sind, die im TESLA nun ewig halten sollen. Es scheint wohl zweierlei
> Qualitäten von den 18650-Zellen zu geben.
Im Tesla kommst du nicht so schnell auf so viele Zyklen. 900 bei einer 
Reichweite von 400KM macht immerhin 360 000Km
Das ist auch der Grund wieso die "zwerge" die es seit ein paar Jahren 
von anderen Herstellern auf den Straßen gibt, schon nach 4-5 jahren 
signifikante kapazitärsverluste hatten. Bei 24Kw/h kapazität (Hälfte vom 
Model 3 - Drittel von den Sportlimousinen) macht das ja schon die 
doppelte zyklenzahl für selbe Strecke.

von Armin X. (werweiswas)


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Moin

Alex G. schrieb:
> Davon aber mal abgesehen - hast du deine 4.35V zellen mal unter
> Belastung gemessen? Die Spannung bei Li-Io ist oft signifikant höher bei
> dem extrem neidrigen Stromfluss wie durch ein Messgerät.

Ich habe, außer im Handy keine derartigen Zellen.
Die Ruhespannung dürfte nach der Ladung aber bei über4,2V liegen und 
unter Last auch recht schnell auf 4,1V zusammenbrechen.
Bedenke bei der Überlegung mit der höheren Ladeschlußspannung, dass wenn 
eine Verringerung der Ladeschlußspannung von 4,2V auf nur noch 4,1V eine 
Kapazitätseinbuße von ca 12% mit sich verursacht, dass die Erhöhung auf 
4,3 oder gar 4,35V ebensoviel an nutzbarer Datenblattkapazität bringt.
Ein paar Mal zumindest...

von Der Andere (Gast)


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Gustav K. schrieb:
> Habe hier ein Lenovo-Notebook, der Akku hat nach etwas über 900 Zyklen
> eben noch 2% Restkapazität (5 min. Laufzeit). Der Akku ist allerdings 10
> Jahren alt.

Das Problem des Akkus ist nicht daß er keine Kapazität mehr hat, sondern 
daß sein Innenwiderstand zu hoch geworden ist.
Dadurch schaltet das BMS ab obwohl noch Saft drin wäre.

von OS (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Das Problem des Akkus ist nicht daß er keine Kapazität mehr hat, sondern
> daß sein Innenwiderstand zu hoch geworden ist.
> Dadurch schaltet das BMS ab obwohl noch Saft drin wäre.

Genau so ist es, solche Akkus sind für Hochstrom Anwendungen wie 
Notebook oder Akku Schrauber nicht mehr zu gebrauchen.
Aber solche Akkus bitte nicht einfach wegwerfen, die kann man noch ganz 
gut für alle möglichen Geräte weiter verwenden, wo es keine Hochstrom 
Anwendung ist. So z.B. Taschenlampen, Radios usw.
Die Typische Zelle 18650 hat ein langes Leben, wenn auch nicht im 
Notebook oder Akku Schrauber.

von Gustav K. (hauwech)


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Alex G. schrieb:
> Schätze eher bei deinem NB war der Akku auch mal tiefentladen, oder?

Eher nicht, denn dann macht das im Akku verbaute BMS kurzen Prozess, was 
soviel heißt wie Akku tot. Auch das habe ich schon hinter mir, und zwar 
bei einem Akku, der noch ca. 75% Restkapazität hatte (4095 von 5200 
mAh). Das hat mich damals gewaltig geärgert, denn die Zellen konnten 
noch 4 Stunden lang 1A abgeben (s. Bild). 1A zieht mein Notebook 
überwiegend. Die Zellen habe ich damals ausgebaut und seit Jahren 
anderweitig in Betrieb.

Der Andere schrieb:
> Das Problem des Akkus ist nicht daß er keine Kapazität mehr hat, sondern
> daß sein Innenwiderstand zu hoch geworden ist.
> Dadurch schaltet das BMS ab obwohl noch Saft drin wäre.

Das ist gut möglich, denn ich sehe im Energiemanager kurz vor dem 
Abschalten eine Akkuspannung von ca. 11.7V. Das sind 3.9V pro Zelle, 
nach meinen Erfahrungen mit LiIon noch weit im grünen Bereich.

von Alex G. (dragongamer)


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Im Schnitt zieht dein Gerät vieleicht 1A, aber moderne CPUs haben ganz 
schön ordentliche Lastspitzen (ein Intel U kommt locker auf 25W trotz 
15W rating) und in einem NB ist nicht so viel Platz für 
Stützkondensatoren. Darum ist die BMS scharf eingestellt/ausgelegt, denn 
niemand will ein instabiles NB.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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@Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)

>Kann das jemand bestätigen?

Ja, ist ein bekanntes Problem. Hat z.B. auch hier einer beschrieben:

    https://oscarliang.com/lihv-lipo-drone-battery-hvli/

Die Akkus werden duch ein bißchen Spezialchemie "überspannungsfester" 
gemacht, was deren ausnutzbare Spannungslage verbessert, und deren 
mögliches Durchgehen bei dieser Spannung verhindert.
Bezüglich Zyklenfestigkeit sind deren Eigenschaften aber nicht 
mitgewachsen.
D.h., die Akkus sind zwar allgemein spannungsfester, aber leiden genau 
so wie ihre normalen Akku-Genossen an beschleunigter Alterung - bei bis 
zu 4,35 erst recht.

von John (Gast)


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es gibt sogar Li Akkus mit 3,4 und noch etwas mehr Spannung..oft in 
Handys verbaut

von John (Gast)


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ich meinte 4,4V

von Der Andere (Gast)


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Jens G. schrieb:
> D.h., die Akkus sind zwar allgemein spannungsfester, aber leiden genau
> so wie ihre normalen Akku-Genossen an beschleunigter Alterung - bei bis
> zu 4,35 erst recht.

Das bedeutet es findet genauso eine Unsinnsentwicklung statt, wie vor 
vielen Jahren mit den NiMh Zellen, bei denen eine immer höhere Kapazität 
angegeben wurde, aber gleichzeitig die Selbstentladung und das Derating 
so stark stieg dass man davon quasi nichts mehr hatte.
Dieser Unsinn wurde dann erst durch die eneloop Zellen durchbrochen.

von Bernd K. (bmk)


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Der Andere schrieb:
>
> Das bedeutet es findet genauso eine Unsinnsentwicklung statt, ....

Bei ebay findet schon länger eine Unsinnsentwicklung statt, was die 
Angabe von Leistungswerten betrifft:

Ebay-Artikel Nr. 112683049248

Tja, Angabe hat hier was mit Angeben zu tun, wenn man die 
Ladeschlussspannung
aufdruckt und den Kapazitätswert von mindestens 4 parallel geschalteten 
Akkus.

von Gustav K. (hauwech)


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Alex G. schrieb:
> Im Schnitt zieht dein Gerät vieleicht 1A, aber moderne CPUs haben ganz
> schön ordentliche Lastspitzen (ein Intel U kommt locker auf 25W trotz
> 15W rating) ...

Das ist sicher so, aber ich habe keine moderne CPU im Gerät und auch 
kein modernes Notebook, zusätzlich ist NHC installiert und der Takt auf 
50% festgenagelt. Ich kann keinen nervenden Lüfter haben. Mehr wie 1,5A 
wird es hier nicht und das hätte der Akku noch locker geschafft. Irgend 
jemand wollte halt die Kasse klingeln hören.

Der Andere schrieb:
> Das bedeutet es findet genauso eine Unsinnsentwicklung statt, wie vor
> vielen Jahren mit den NiMh Zellen, bei denen eine immer höhere Kapazität
> angegeben wurde, aber gleichzeitig die Selbstentladung und das Derating
> so stark stieg dass man davon quasi nichts mehr hatte.
> Dieser Unsinn wurde dann erst durch die eneloop Zellen durchbrochen.

Stimmt zwar, aber doch nicht ganz: Wenn du unter Tage eine Grubenlampe 
am Helm trägst, dann soll die einen Tag durchhalten. Selbstentladung 
interessiert hier überhaupt nicht, weil über Nacht geladen wird. 
Kapazität ist bei dieser Anwendung alles. Beide Akkus haben ihre 
Berechtigung, man sollte eben immer die Vor- und Nachteile kennen.

von Alex G. (dragongamer)


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Gustav K. schrieb:
> Alex G. schrieb:
>> Im Schnitt zieht dein Gerät vieleicht 1A, aber moderne CPUs haben ganz
>> schön ordentliche Lastspitzen (ein Intel U kommt locker auf 25W trotz
>> 15W rating) ...
>
> Das ist sicher so, aber ich habe keine moderne CPU im Gerät und auch
> kein modernes Notebook, zusätzlich ist NHC installiert und der Takt auf
> 50% festgenagelt. Ich kann keinen nervenden Lüfter haben. Mehr wie 1,5A
> wird es hier nicht und das hätte der Akku noch locker geschafft. Irgend
> jemand wollte halt die Kasse klingeln hören.

Diese ganzen Begrenzungen hast du doch selbst drauf installiert. 
Erwartest du wirklich dass der Hersteller das Gerät von Haus aus, darauf 
auslegt? o.O

Es muss noch unter prime 95 bei voller CPUleistung sowie Furmark für die 
Gpu/Igp noch funktionieren!

von Dirk D. (onemintyulep)


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Die 4,35V (Marken-) Zellen wie die Samsung 30B oder LG E1 sind auf 
Kapazität optimiert. Tatsächlich sind sie eine schlechte Wahl für 
Lebensdauer. Für sie gilt dasselbe wie für alle anderen LiIon Zellen - 
absenken der Ladeendspannung erhöht die Lebensdauer massiv.

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