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Forum: Fahrzeugelektronik kapazitätsverlust bei lifepo durch heissen sommer ?


Autor: akkumann (Gast)
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ein hallo an alle elektrobiker,

fahre die 15.000er headway-zellen seit 2 jahren und ca. 50 ladezyklen. 
Geladen wird mit 4A bis 3,5V/Zelle, ende bei 3,1V. entladen wird mit 
3-5A. Bisher hatten die zellen keinen spürbaren kapazitätsverlust, 
entnehmbar waren 520 Wh.

Nun mal wieder eine längere tour gemacht und selbige vorzeigig beenden 
müssen, denn die angezegte spannmung des akkus unter last war anders als 
gewohnt, die letzen km war schieben angesagt. Mein kapazitätsmesser 
(WattsUp) zeigte 430 Wh statt bisher 520 Wh. Dass eine einzelne zelle 
schwächelt kann ausgeschlossen werden, da einzelkzellenüberwachung.

Habe nur euine erklärung: meine garage hat ein tor aus blech, die sonne 
scheint den ganzen tag darauf, es war also über wochen ziemlich heiß 
darin. Im datenblatt zu den zellen finde ich als lagertemperatur -10 bis 
35 grad.

Trotz akku hätscheln sind nun in paar monaten 20% kapazität futsch :-(
Hat jemand ählliche erfahrngen machen müssen ?

freundlichste grüsse
klaus k.

Autor: Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Akkumann.

akkumann schrieb:


> Trotz akku hätscheln sind nun in paar monaten 20% kapazität futsch :-(
> Hat jemand ählliche erfahrngen machen müssen ?

Nicht nur in ein paar Monaten. Du schriebst oben ja schon was von zwei 
Jahren.

20% Kapazitätsverlust in zwei Jahren bei Lipos würde ich bei Laptops als 
völlig "normal" ansehen.

Akkus altern auch ohne Benutzung nur durch herumstehen ein wenig.

Mit freundlichem Gruß: Bernd wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

>
> freundlichste grüsse
> klaus k.

Autor: akkumann (Gast)
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Bernd W. schrieb:
> Du schriebst oben ja schon was von zwei Jahren.

Ich schrieb von 2 jharen, in denen ich keinen spürbaren 
kapazitätsverlust festellen konnte. In den 2 jahren konnte ich meine 
Touren so planen, dass ich mit exakt leerer batterie zuhause ankam.

Bernd W. schrieb:
> 20% Kapazitätsverlust in zwei Jahren bei Lipos würde ich bei Laptops als
> völlig "normal" ansehen.

Es geht nicht um lipo und auch nicht um ein notebook, sindern um einen 
fetten lifepo mit 15 Ah als antriebsakku.

Im datenblatt finde ich 1000 zyklen bei 100% DOD, bzw. 2000 zyklen bei 
80% DOD. Und ich erlebe eben in ca. 3 monaten 20% kapazitätsverlust, 
nachdem der akku über knapp 2 jahre seine kapazität super gehalten hat.

Den letzten Sommer stand das bike übrigens im kühlen keller, da die 
garage nicht frei war. Die einzige veränderung ist also der standort des 
bikes, nämlich nun in der im sommer recht heissen garage.

freundlichste grüsse
klaus k.

Autor: Max S. (maximus-minimus)
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jedes grad mehr lässt Batterien extrem altern.
2 Wochen bei 50°C verursachen bei LiFePo4 dauerhaft 20% 
Kapaziätätsverlust.
Daher Akkus immer um /unter 25° temperieren

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Akkumann.

akkumann schrieb:

>> Du schriebst oben ja schon was von zwei Jahren.
>
> Ich schrieb von 2 jharen, in denen ich keinen spürbaren
> kapazitätsverlust festellen konnte. In den 2 jahren konnte ich meine
> Touren so planen, dass ich mit exakt leerer batterie zuhause ankam.

Nun, sowas geht selten linear. ;O)


>> 20% Kapazitätsverlust in zwei Jahren bei Lipos würde ich bei Laptops als
>> völlig "normal" ansehen.
>
> Es geht nicht um lipo und auch nicht um ein notebook, sindern um einen
> fetten lifepo mit 15 Ah als antriebsakku.

Ah, ok, Lifepo, das hatte ich irgendwie übersehen.

Ansonsten hat das nicht unbedingt etwas mit der Akkugröße zu tun.
Ausnahme: Es sei, dass die einzelnen Zellen bei der Alterung etwas 
unterschiedlich weglaufen, so dass sie nicht mehr so gut zusammenpassen.

Dass ist um so wahrscheinlicher, je mehr Zellen Du hast.

Einzelzellenüberwachin hin oder her, wenn Du ihn einer Reihenschaltung 
eine oder zwei Zelle mit Kapazitätsverlust hast, sind die halt zuerst 
leer und führen zur Abschaltung. Das wird Dir nicht unbedingt explizit 
angezeigt.
Wenn der Spannungseinbruch an den einzelnen Zellen nicht groß genug ist, 
aber die Summenspannung als zu niedrig erkannt wird.....der Teufel 
steckt auch bei einer Akkuüberwachung im Detail.

Falls Dir Deine Überwachung nicht für jede Zelle die Spannung anzeigt, 
würde ich die jedenfalls mal messen wollen.....vor allem auch unter 
Last.
Wenn eine Zelle zu hochomig geworden ist, hat sie noch die gleiche 
Leerlaufspannung, bricht aber unter Last ein.

Mal abgesehen davon, dass auch lose oder verschmutzte Kontakte solche 
Effekte herbeiführen können.
Hast Du das mal im Detail betrachtet?

> Im datenblatt finde ich 1000 zyklen bei 100% DOD, bzw. 2000 zyklen bei
> 80% DOD. Und ich erlebe eben in ca. 3 monaten 20% kapazitätsverlust,
> nachdem der akku über knapp 2 jahre seine kapazität super gehalten hat.

Du kannst dabei nicht unbedingt von Linearität ausgehen.

> Den letzten Sommer stand das bike übrigens im kühlen keller, da die
> garage nicht frei war. Die einzige veränderung ist also der standort des
> bikes, nämlich nun in der im sommer recht heissen garage.

Das könnte schon ein Grund sein. Pro 10°C wärmer laufen chemische 
Reaktionen und Diffusionsvorgänge doppelt so schnell ab 
(Arrhenius-Gesetz).
Siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Arrhenius-Gleichung
Beide Vorgänge spielen bei der Alterung Deines Akkus eine Rolle.

Mit freundlichem Gruß: Bernd wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
Autor: akkumann (Gast)
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Bernd W. schrieb:
> Einzelzellenüberwachin hin oder her, wenn Du ihn einer Reihenschaltung
> eine oder zwei Zelle mit Kapazitätsverlust hast, sind die halt zuerst
> leer und führen zur Abschaltung. Das wird Dir nicht unbedingt explizit
> angezeigt.

Doch, wird mir explizit angezeigt, sonst wäre es spielzeug. Es wird für 
jede zelle die niedrigste spannung gelogt. Zelle 8 hatte 3,09V 
(alarmschwelle 3,10V), eine andere 3,10, gleich meherere hatten 3,11V 
usw. Folglich sind alle zellen in diesem heissen sommer recht dramatisch 
gealtert.

Max S. schrieb:
> jedes grad mehr lässt Batterien extrem altern.
> 2 Wochen bei 50°C verursachen bei LiFePo4 dauerhaft 20%
> Kapaziätätsverlust.

Geanu das befürchte ich. 50 grad hatte ich zwar nicht, aber sicherlich 
zwischen 30 und 35 grad und das über viele wochen. Werde noch eine 2te 
messung machen, da sich aber nur 12 Ah einladen liessen, erwarte ich ein 
ähnlich svchlechtes ergebnis. Scheinbar bin ich der einzige, der diesen 
sommer einen kapaverlust bemerkt hat. Ob alle anderen e-biker eine 
klimatisierte garage haben ?

Fans im netz, dass sich 20% kapaverlust bei 30 grad bei 0 grad dann eher 
als 40-60% zeigen weren. Das wäre fatal .

freundlichste grüsse
klaus k.

Autor: Fred F. (feuerstein7)
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akkumann schrieb:
> Ob alle anderen e-biker eine
> klimatisierte garage haben ?

Um ehrlich zu sein, ich lasse mein Akku nie in der Garage. Den nehme ich 
immer mit zur Arbeit oder zu Hause in die Wohnung. Der Akku ist von 
2012, das Rad mit dem Akku habe ich gebraucht gekauft mit ca 3000km, von 
mir sind inzwischen noch mal 10000km dazu gekommen. Den Akkuzustand kann 
ich nicht im Detail abfragen (Bosch Classic Antrieb) aber das Rad zeigt 
mir die Restreichweite an und die liegt immer noch bei realen 50km bei 
zügiger Fahrweise.
lg fred

Autor: Framulestigo (Gast)
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Hast Du darauf geachtet, ob die Zellen wirklich leer sind (Spannung 
fällt zum Entladeschluss unter Last schnell ab und geht auch ohne Last 
nicht mehr zurück auf das übliche Niveau von 3,2 .. 3,3V)? Oder ist es 
nur der gestiegene Innenwiderstand?

Die Zellen werden mit der Zeit im Spannungsverhalten unter Last etwas 
"weicher", verlieren dabei aber kaum an Kapazität.

Was Du also probieren kannst: Abschalt-/Warngrenze testweise um 100mV 
runterstellen und schauen, wie viel Restreichweite Du damit noch 
rauskitzeln kannst.

Autor: rcc (Gast)
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Max S. schrieb:
> jedes grad mehr lässt Batterien extrem altern.
> 2 Wochen bei 50°C verursachen bei LiFePo4 dauerhaft 20%
> Kapaziätätsverlust.
> Daher Akkus immer um /unter 25° temperieren

Bei qualitativ guten Zellen gilt zumindest unter 40 Grad Arrhenius, also 
doppelte kalendarische Alterung pro 10K. Über 40 -50°C kommen noch ein 
paar Effekte on top und das ganze wird nicht mehr ganz exponentiell.

Zellen die bei 50 Grad in zwei Wochen 20% verlieren sind einfach nicht 
Stand der Technik, egal ob LiFePo oder NMC/NCA

Autor: Faulpelz (Gast)
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akkumann schrieb:
> Scheinbar bin ich der einzige, der diesen
> sommer einen kapaverlust bemerkt hat.

Gut möglich, denn der Normal-User hängt seinen Akku ans Ladegerät und 
freut sich über angezeigte 125km, die er nun wieder fahren kann. Dass 
dann nach paar km nur noch die Hälfte da steht, interessiert ihn wenig. 
Äußerst variable Prozentanzeigen arbeiten nach dem gleichen Prinzip.

Die Hersteller streichen auch gerne mal nach einem Update bisher 
angezeigte Werte, die auf die Alterung des Akkus schließen lassen:
"Die „alte“ wh-Anzeige des Akkus (die Bosch in den aktuellen App-Updates 
gestrichen hatte) ist da ja viel objektiver ."
https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?thread...

Autor: ACDC (Gast)
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akkumann schrieb:
> headway-zellen

das waren noch nie wirklich gute Markenzellen.
Kann schon sein dass die Hitze die stört.

Autor: akkumann (Gast)
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ACDC schrieb:
> das waren noch nie wirklich gute Markenzellen.

Gibt es wirklich gute markenzellen ?

Seit zb. A123 von den chinesen produziert werden, sind diese zellen 
deutlich schlechter geworden. Habe einen über 10 jahre alten A123 akku 
aus usa mit sehr vielen zyklen und einen rel. neuen A123 mit wenig 
zyklen, der alte akku hat die höherer kapazität.

Da ich solche zellen nicht selber herstellen kannb, muss ich nehmen, was 
der markt beitet. Da parallelverschweißen von zig einzelzellen nicht in 
frage kommt, blieben nur die headway zellen. Die extrem wenigen 
feedbacks im netz klangen vielversprechend.

Fred F. schrieb:
> ich lasse mein Akku nie in der Garage.

der akku ist im bike fest verbaut. Den autoakku wird man aber auch nicht 
mal eben mit in die wohnung nehmen. Wenn die akks tatsächlich so 
hitzeempfindlich sind, ist das ganze wenig praxitauglich.

freundlichste grüsse
klaus k.

Autor: akkumann (Gast)
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Framulestigo schrieb:
> Die Zellen werden mit der Zeit im Spannungsverhalten unter Last etwas
> "weicher", verlieren dabei aber kaum an Kapazität.

Die letzten km entalde ich immer mit 3A bis die einzellzellenüberwachung 
bei 3,1V anspringt. Mit "weich" ist da auch nicht viel, denn 3A sind für 
einen 15Ah akku keine belastung.

Framulestigo schrieb:
> Was Du also probieren kannst: Abschalt-/Warngrenze testweise um 100mV
> runterstellen und schauen, wie viel Restreichweite Du damit noch
> rauskitzeln kannst.

Es geht nicht darum, mehr herauskitzeln, sondern darum, dass der akku 
während der heißen sommerperiode erheblich kapazität verloren hat. Wobei 
von anfang an nur auf 3,5V geladen und die entladung bei 3,1V beendet 
wurde.

freundlichste grüsse
klaus k.

Autor: ACDC (Gast)
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akkumann schrieb:
> Gibt es wirklich gute markenzellen ?

Samsung, LG, Sony....

Autor: akkumann (Gast)
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ACDC schrieb:
> Samsung, LG, Sony....

LiFePo ?
15Ah ?
Schraubanschlüsse ?

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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akkumann schrieb:
> Ich schrieb von 2 jharen, in denen ich keinen spürbaren
> kapazitätsverlust festellen konnte. In den 2 jahren konnte ich meine
> Touren so planen, dass ich mit exakt leerer batterie zuhause ankam.

Du hast seither 20% zugenommen. Das ist der Grund ;-)

Autor: rcc (Gast)
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akkumann schrieb:
> ACDC schrieb:
>> Samsung, LG, Sony....
>
> LiFePo ?
> 15Ah ?
> Schraubanschlüsse ?

Ach wenn die Dinger in der Bastler-Szene recht beliebt sind: LiFePo 
haben keine wirklichen Vorteile für Hersteller qualitativ guter Zellen 
daher machen die auch fast keine. (und jetzt kommt bitte nicht mit den 
Märchen von den sicheren LiFePo, das erste was brennt ist der Elektrolyt 
und der ist bei LiFePo und NMC/NCA genau gleich und verursacht bei 
Erhitzung schon lange die schönen Feuerchen; bevor das Aktivmaterial 
überhaupt man in kritische Temperaturbereiche kommt ist schon lange 
alles vorbei)

Autor: Frank Licher (Gast)
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Hallo klaus k.

bitte lese Deine Beiträge nochmal durch bevor Du sie abschickst, denn es 
ist nicht leicht sie so zu verstehen.

Beispiel:

-vorzeigig beenden-
-angezegte spannmung-
-da einzelkzellenüberwachung-
-euine erklärung-
-ählliche erfahrngen-
-Fans im netz, dass sich 20% kapaverlust bei 30 grad bei 0 grad dann 
eher
als 40-60% zeigen weren. Das wäre fatal-

Frage:
wie lange ist denn die Garantie deiner Akkus ?

Gruß
Frank Licher

Autor: Jobst Q. (joquis)
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rcc schrieb:
> LiFePo
> haben keine wirklichen Vorteile für Hersteller qualitativ guter Zellen
> daher machen die auch fast keine.

Die Akkus sollen ja Vorteile für den Benutzer haben und nicht für den 
Hersteller. Die längere Lebensdauer der LiFePo4 zB mag für die 
Hersteller ein Nachteil sein, für den Benutzer sicher nicht.

Autor: rcc (Gast)
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Jobst Q. schrieb:
> Die Akkus sollen ja Vorteile für den Benutzer haben und nicht für den
> Hersteller. Die längere Lebensdauer der LiFePo4 zB mag für die
> Hersteller ein Nachteil sein, für den Benutzer sicher nicht.

Welche längere Lebensdauer denn? Anständige NMC und inzwischen auch NCA 
Zellen sind da locker gleichwertig. Energiedichte ist dabei noch 
deutlich höher als bei LiFePo weil die Spannungslage höher ist.
LiFePo ist nur so stark am Markt vertreten weil es in China früher 
aufgrund der Patentsituation von jeder Firma produziert werden durfte. 
Inzwischen ist aber auch in China jede Förderung für LiFePo beendet weil 
damit nichts mehr zu gewinnen ist.

Autor: ACDC (Gast)
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die ersten echten A123 26650M1A waren super.
10C Schnellladung. Auch Ladung bei 50°C haben die vertragen.
Dazu haben die schon recht lange gehalten bei diesen Bedingungen.
Leider sind die M1B nicht mehr so gut. Ausserdem ist die Energiedicht 
bei Lipos und Lions noch gestiegen.
LiFePO von anderen Herstellern waren noch nie so gut wie die A123.
Leider waren auch die anderen Zellengrößen von A123 nicht so gut wie die 
26650 M1A.

Autor: Framulestigo (Gast)
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akkumann schrieb:
> Die letzten km entalde ich immer mit 3A bis die einzellzellenüberwachung
> bei 3,1V anspringt. Mit "weich" ist da auch nicht viel, denn 3A sind für
> einen 15Ah akku keine belastung.
Auf welchem Level stehen die Zellen denn vor den letzten Kilometern?

Autor: Jobst Q. (joquis)
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rcc schrieb:
> Jobst Q. schrieb:
>> Die Akkus sollen ja Vorteile für den Benutzer haben und nicht für den
>> Hersteller. Die längere Lebensdauer der LiFePo4 zB mag für die
>> Hersteller ein Nachteil sein, für den Benutzer sicher nicht.
>
> Welche längere Lebensdauer denn? Anständige NMC und inzwischen auch NCA
> Zellen sind da locker gleichwertig.

Sind sie nicht. NMC und NCA sind zwar ein Fortschritt gegenüber anderen 
Li-Ion mit Kathoden aus Lithium-Legierungen, aber an die Lebensdauer von 
LiFePO4 bei guter Behandlung kommen sie noch nicht heran.


> Energiedichte ist dabei noch
> deutlich höher als bei LiFePo weil die Spannungslage höher ist.

Das ist aber auch der einzige Vorteil gegenüber LiFePO4, wenn auch für 
viele Anwendungen ein entscheidender. Wo Gewicht und Größe weniger 
bedeutend sind, sind LiFePO4 immer noch im Vorteil. Neben der 
Lebensdauer sind deren Leistungsdichte, Brandsicherheit, 
Spannungskonstanz, Schnellladefähigkeit und allgemeine Robustheit von 
NMC noch nicht erreicht.
Diese Vorteile sind noch extremer mit Titanat-Anoden, bei denen 
allerdings die Zellenspannung noch niedriger liegt (ca 2,4V)


Hier eine anschauliche Präsentation der Vorteile von LiFePO4 Akkus:

Youtube-Video "4 Gründe für Lithium-Eisenphosphat in einem Batteriespeicher"

Autor: Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo rcc.

> Ach wenn die Dinger in der Bastler-Szene recht beliebt sind: LiFePo
> haben keine wirklichen Vorteile für Hersteller qualitativ guter Zellen
> daher machen die auch fast keine.

LiFePo sind auch sonst deutlich robuster und weniger zickig. ;O)

Wenn auch nicht so robust und unzickig wie Blei- und Eisennickelsysteme.

Darum ist LiFePo ein guter Kompromiss aus Robustheit und Energiedichte.
Und dort eben eben oft besser als LiIon.

> (und jetzt kommt bitte nicht mit den
> Märchen von den sicheren LiFePo, das erste was brennt ist der Elektrolyt
> und der ist bei LiFePo und NMC/NCA genau gleich und verursacht bei
> Erhitzung schon lange die schönen Feuerchen; bevor das Aktivmaterial
> überhaupt man in kritische Temperaturbereiche kommt ist schon lange
> alles vorbei)

Bei mechanischer Beschädigung der Zelle mit großem Leck und Kurzschluss 
der Zelle durch die Beschädigung hast Du eigentlich sofort die 
Zündbedingung erfüllt. ;O)

Darum wird das ja auch bei Betrachtung der Brandlast berücksichtigt.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

Autor: akkumann (Gast)
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Jobst Q. schrieb:
> Die Akkus sollen ja Vorteile für den Benutzer haben und nicht für den
> Hersteller. Die längere Lebensdauer der LiFePo4 zB mag für die
> Hersteller ein Nachteil sein, für den Benutzer sicher nicht.

Genau so ist es. Anfangs nutzte ich im modellbau LiPo und habe die 
aufgebalsenen Tüten jährlich der müllverwertung zugeführt. Seit ich die 
ersten LiFePos von A123 (USA) teste und anschließend nutzte, sind alle 
anderen Li-zellenchemien obsolet.

Klar, LiFePo sind größer, schwerer und teurer, das muss aber nicht 
unbedingt ein ausschlußkriterium sein. Denn LiFePo ist in vielerlei 
hinsicht (zb. konstante entladespanung) eine nahezu optimale Zelle.

ACDC schrieb:
> die ersten echten A123 26650M1A waren super.
> Leider sind die M1B nicht mehr so gut.

Das deckt sich leider auch mit meinen erfahrungen :-(

Frank Licher schrieb:
> wie lange ist denn die Garantie deiner Akkus ?

Beim kauf von einzelzellen gibt es keine garantie. Ist auch logo, da 
keiner weiß, was der käufer damit anstellt (zb. tiefentaldung).

Framulestigo schrieb:
> Auf welchem Level stehen die Zellen denn vor den letzten Kilometern?

Die frage verstehe ich leider nicht

freundlichste grüsse
klaus k.

Autor: ACDC (Gast)
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3,1V Abschaltspannung sind eh zu hoch.
Geh mal auf 2,8V runter, dann kommt deine Kapazität wieder ;)

Autor: Jobst Q. (joquis)
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ACDC schrieb:
> 3,1V Abschaltspannung sind eh zu hoch.
> Geh mal auf 2,8V runter, dann kommt deine Kapazität wieder ;)

Viel ist bei LiFePO4 zwischen 3,1V und 2,8V nicht mehr drin. Es sei 
denn, der Innenwiderstand hätte sich stark erhöht. Der spielt eine 
Rolle, wenn bei Belastung gemessen wird.

Autor: Akkumann (Gast)
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ACDC schrieb:
> Geh mal auf 2,8V runter, dann kommt deine Kapazität wieder

Mein auto fährt auf der ebene nicht mehr seine 150 sachen. Na dann heize 
mal einen berg hinunter, dann kommt das Tempo wieder.

Jobst Q. schrieb:
> Viel ist bei LiFePO4 zwischen 3,1V und 2,8V nicht mehr drin.

Genau der punkt. LiFePo hat bei entladung eine nahezu konstante 
spannung. Wenn der knick beginnt, ist der akku leer. Hier noch die 
letzten mAh rauszupressen macht nicht den geringsten sinn.

Autor: Framulestigo (Gast)
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Akkumann schrieb:
> Wenn der knick beginnt, ist der akku leer.

Das war meine Frage: Du siehst den Knick also vor den 3,1V?

Autor: akkumann (Gast)
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Nö, sehe ich nicht, aber einen akku mit 0,2C bis zum kennlinenknick und 
darüber hinaus zu entladen, macht keinen sinn.

Eine weitere entladung bestätigt meine erste messung, ca. 20% kapa sind 
futsch. Nach meinen erfahrungen mit LiFe wird sich der kapaverlust bei 
kälte noch viel stärker zeigen.

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