Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Was löst die interne "Sicherung" eines 18650 aus?


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von Thomas R. (thomasr)


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Bevor ich schlechte 18650 Zellen entsorge, werden die einmal 
tiefentladen so daß sie im Sammelbehälter keinen Schaden anrichten 
können. Dafür erhalten die bis zu 24 Stunden einen 4 Ohm/50 Watt 
Widerstand als Last. Das ganze auf einer feuerfesten Unterlage/Blech.

Bei manchen Hochstromzellen (meist LG) führt das ohne drastische 
Erwärmung oder Ausdehnung des Gehäuses zu einem plötzlichen internen 
Abschalten. Das ist deutlich als "Knack" hörbar.

Das sind natürlich nackte/ungeschützte Zellen, nicht etwa mit BMS. Und 4 
Ohm sind weniger als 1A, das ist keine Überlast.

Was geht da vor sich? Was löst das Abschalten aus?

von Jobst M. (jobstens-de)


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Bei welcher Spannung passiert das?

Gruß
Jobst

von Thomas R. (thomasr)


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Jobst M. schrieb:
> Bei welcher Spannung passiert das?
>
> Gruß
> Jobst

Kann ich leider nicht beantworten weil die als "Abfallartikel" nicht an 
eine Spannungsüberwachung angeschlossen sind. Und dazu kommt, daß ich 
das nur sporadisch mitbekomme wenn ich gerade zufällig im Raum bin.

VERMUTUNG: ~2Volt

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas R. schrieb:
> Was geht da vor sich? Was löst das Abschalten aus?

Muss wohl Überdruck sein, denn die Zelle weiss nichts über 
Tiefentladung, nur zu hoher Strom und Druck

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352152X21015103

Mir ist aber unbekannt dass bei Tiefentladung Elektrolyt gast.

: Bearbeitet durch User
von Simon D. (jamen)


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Hallo Thomas,

bei Tiefentladung findet an der Anode eine elektrochemische Zersetzung 
der Solid-Electrolyte-Interphase (SEI) und des Elektrolyten statt. Dabei 
entsteht eine große Menge Gas und dementsprechend ein Überdruck in der 
Zelle. Die Current-Interrupt-Devices (CID) in Rundzellen lösen 
typischerweise nicht nur bei hoher Stromstärke aus, sondern auch bei 
Überdruck in der Zelle, daher wahrscheinlich deine Beobachtung.

Viele Grüße,
Simon

von Andreas H. (drbo)


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Unabhängig von dem was in der Zelle passiert:
Warum meinst du, dass tiefentladene Zellen sicherer sind?

Die chemische Energie in einer Zelle übersteigt die elektrische Energie 
um ein vielfaches. Und das unabhängig vom Ladezustand der Zelle.

Beim Tiefentladen durchfährst du mit der Zelle einen Bereich (U<2V), bei 
dem sich die aus Kupfer bestehende Elektrode auflöst und interne 
Kurzschlüsse verursachen können.

Ob dein "Entladeprozess" wirklich sicher ist mag ich ich jetzt nicht 
beurteilen, aber ich vermute es hängt vom Zufall ab.

An deiner Stelle würde es einfach sein lassen und die Zellen wie jeder 
andere Mensch auch einfach entsorgen.

von Jack V. (jackv)


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Ich entlade zu entsorgende Zellen auch auf Null. Beim Entladen selbst 
hat’s bei mir das CID noch nicht getriggert, aber nachträglich in der 
Sammelkiste hat so eine völlig entladene Zelle auch schonmal abgeblasen 
und dabei alles vollgesabbert. Wird also schon so sein, dass da 
irgendwas den Elektrolyten zersetzt. Kann man auch gut an LiPos 
beobachten: Die blähen sich auf, wenn sie länger tiefentladen rumliegen.

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Hatte ich auch schon. Man kann eine Serienschaltung von Rundzellen 
manchmal nicht tiefentladen, weil sich dauernd eine Zelle final 
abschaltet.
Chemisch dürfte es wohl dasselbe sein, was Lipo-Beutel bläht. Eigentlich 
müßte man die anstechen, um kein Wasserstoff-Depot in den Batteriekarton 
zu legen.

Die chemische Energie ist nicht relevant, da man selten Altbatterien 
anzündet. Außer zum Beispiel durch einen Kurzschluß wegen mitentsorgter 
elektrischer Energie. Bei Lithium hat man oft gleich geschmolzene 
Kupferperlen, was selbst bei dickeren NiCd selten war.

von DAVID B. (bastler-david)


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Ich entlade auch regelmäßig alte 18650er so weit ich sie in reihe leer 
bekomme. meist so um die 0,5 Volt pro Zelle. 3v zu 0,5v allerdings haben 
die dann auch einen innenwiderstand von über 60 Milliohm.
Einfach aufen Tisch und wenn sie leer sind fliegen sie eine eine Plastik 
Kiste zusammen mit andern Elektro Schrott und kommen dann irgendwann mal 
in eine altbattery Kiste.

hab mir auch noch nie Gedanken darüber gemacht das das gefährlich sein 
soll.
und bis Jetzt war "NOCH" nie was.
Allerdings steigen die meisten dann nach dem entladen auch wieder über 
2-3 Volt auf.

Ab und zu kommt es mal zu einer Umpolung aber ein druckablassen hatte 
ich NOCH nie.

Vor VIELEN Jahren (>10 bestimmt) hatte ich mal eine Pouch-Zelle die sich 
beim absichtlichen entladen aufgepumpt hatte könnte mir damals aber kein 
reim drauf machen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas R. (thomasr)


Angehängte Dateien:

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Und wieder ein "Knack". Es scheint immer derselbe Zellentyp zu sein, die 
stammen aus einem Werkzeugakku.

Tatsächlich bauen die meisten entladenen Zellen nach einiger Zeit wieder 
eine Spannung auf, sogar bis zu 4,1 Volt!, aber die bricht bei 
geringster Belastung zusammen. So ist den entladenen Zellen die 
"Startenergie" für ein Feuerchen genommen, rein chemisch dürfte das bei 
Raumtemperatur nicht starten können.

DIESE Zellen bauen aber gar keine Spannung mehr auf, exakt 0,0 Volt eben 
weil die innere Verbindung weg ist.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Thomas R. schrieb:
> DIESE Zellen bauen aber gar keine Spannung mehr auf, exakt 0,0 Volt eben
> weil die innere Verbindung weg ist.

Das habe ich einmal mit einer Chinesin erlebt, die durch einen Fehler 
des Gerätes kurzgeschlossen wurde. Das war Lügenpfusch, anstatt 
"original true 2500 mAh" waren nur knapp 1000 mAh drin. Eine echte Zelle 
hätte anstatt abzuschalten die angeschlossene Schaltung abqualmen 
lassen.

Thomas R. schrieb:
> Tatsächlich bauen die meisten entladenen Zellen nach einiger Zeit wieder
> eine Spannung auf, sogar bis zu 4,1 Volt!, aber die bricht bei
> geringster Belastung zusammen.

Die verheizen also mehr Leistung intern als an der externen Last.

Die Folgerung daraus ist, mit weniger Strom zu agieren, löte 100 Ohm 
drauf, wie lange das dauert, ist doch egal.

Und ja, vor dem Müll entladen macht Sinn, finde ich gut!

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Wollvieh W. schrieb:
> Eigentlich müßte man die anstechen

Gehen die bei Kontakt mit Sauerstoff nicht in Flammen auf?

von Peter R. (pnu)


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Andreas H. schrieb:
> Beim Tiefentladen durchfährst du mit der Zelle einen Bereich (U<2V), bei
> dem sich die aus Kupfer bestehende Elektrode auflöst und interne
> Kurzschlüsse verursachen können.

Hier noch nicht erwähnt:

Es wird doch allgemein empfohlen, die Zelle vor der Entsorgung 
abzukleben.

Meiner Meinung nach wird da ein Stück gaffertape über dem Pluspol der 
Zelle ausreichen, um einen Kurzschluss in der Sammelbox und dann auf dem 
Weg zur endgültigen Entsorgung zu verhindern. (so mach ich das)

Dort werden die Zellen wohl so aufbewahrt, dass zufällige Kurzschlüsse 
nicht gleich einen Großbrand auslösen konnen.  (oder?)

von Michael B. (laberkopp)


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Peter R. schrieb:
> Dort werden die Zellen wohl so aufbewahrt, dass zufällige Kurzschlüsse
> nicht gleich einen Großbrand auslösen konnen.  (oder?)

Und wenn doch, brennt es halt ab.

https://www.umweltwirtschaft.com/news/abfallwirtschaft-und-recycling/Brand-durch-Lithium-Ionen-Batterien-Veolia-will-Standort-in-Bardowick-wieder-aufbauen-31131

von Peter R. (pnu)


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DAVID B. schrieb:
> fliegen sie eine eine Plastik
> Kiste zusammen mit andern Elektro Schrott

Gerade das kann einen Kurzschluss der Zelle durch Drahtreste, 
metallische Gehäuseteile usw. entstehen lassen.

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Michael B. schrieb:
> Peter R. schrieb:
>> Dort werden die Zellen wohl so aufbewahrt, dass zufällige Kurzschlüsse
>> nicht gleich einen Großbrand auslösen konnen.  (oder?)
>
> Und wenn doch, brennt es halt ab.
>
> 
https://www.umweltwirtschaft.com/news/abfallwirtschaft-und-recycling/Brand-durch-Lithium-Ionen-Batterien-Veolia-will-Standort-in-Bardowick-wieder-aufbauen-31131


Nicht nur bei "Feuer und Flamme", sondern auch in Lokalblättern ist 
immer wieder von Bränden zu lesen. Gefühlt häufiger, und es brennt auch 
gerne im Stahlschrott. Mutmaßlich weil mehr Lithium-Batterien drin sind, 
die die mechanische Malträtierung während des Sortierens noch aushalten 
und sich dann in der Nacht mit einem fiesen Schwelbrand rächen. Während 
der vergessene Bleiakku im Stapler früher aufgeplatzt ist und so keinen 
Strom mehr liefern konnte, weil die Reihenschaltung unterbrochen ist 
(siehe "Das Boot" - "Torpedos, das Stück für 20.000 Mark und was wir 
brauchen ist für 50 Pfennig alter Draht!")

von Chris R. (rcc)


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Andreas H. schrieb:
> Unabhängig von dem was in der Zelle passiert:
> Warum meinst du, dass tiefentladene Zellen sicherer sind?
>
> Die chemische Energie in einer Zelle übersteigt die elektrische Energie
> um ein vielfaches. Und das unabhängig vom Ladezustand der Zelle.
>
> Beim Tiefentladen durchfährst du mit der Zelle einen Bereich (U<2V), bei
> dem sich die aus Kupfer bestehende Elektrode auflöst und interne
> Kurzschlüsse verursachen können.
>
> Ob dein "Entladeprozess" wirklich sicher ist mag ich ich jetzt nicht
> beurteilen, aber ich vermute es hängt vom Zufall ab.
>
> An deiner Stelle würde es einfach sein lassen und die Zellen wie jeder
> andere Mensch auch einfach entsorgen.

Hast Du dich schonmal gefragt warum man Zellen vor der professionellen 
Verwertung gerne tiefentlädt? Sicher nicht weil sie danach brennen. Wo 
soll da noch elektrische Energie herkomment damit die sich bildenden 
Cu-Dendriten Hitze erzeugen können um da noch irgendwas zu starten?
Ganz anders schaut die Sache natürlich aus wenn man so eine Zelle 
nochmal laden will. Das kann schnell schief gehen.

von Chris R. (rcc)


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Michael B. schrieb:
> Mir ist aber unbekannt dass bei Tiefentladung Elektrolyt gast.

auch wenn es Dir nicht bekannt ist tut er das je nach genauer 
Zusammensetzung trotzdem gerne mal. Hintergrund vor allem Schaden an der 
SEI bei Tiefentladung und dann Reaktion mit dem Graphit.

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