18650er Hochkapazitätszelle mit maximaler kalendarischer Lebensdauer?

[christiank]

LTO (lithium-titanium-oxide) als die neue Hoffnung...viel ist daraus aber nicht geworden

Die Nahverkehrszüge fahren damit bei uns.
Aufladen an der Oberleitung im Kopfbahnhof - ZISCHiSCHiSch... und nach 20 Minuten gehts wieder retour in die Pampa
Funktioniert grandios.

Fürs Auto: Zu schwer, zu geringe Dichte.

 

[christiank]

Mein 14s6p in meinem Alltagsrad hat nun schon wieder 5 jahre und so einige Zyklen auf dem Buckel und irgendwelche Veränderungen sehe ich nicht.

Nur sind das keine Hochkapazitätsakkus sondern 29E, so haltbar die auch sein mögen, in echt haben die kaum mehr Kapazität als meine alten V3-Konions.
Somit.....

Toll ist auch die Driftsicherheit, die Dinger laufen (sorgfältig in Kupfer gelötet) in Messgenauigkeit.
Ich würde die trotzdem nicht mehr nehmen, die Kapazität ist - wie gesagt - ziemlich mau und meilenweit von der NennKapa entfernt.

 

[cephalotus]

Und du kannst die umweltgerecht und günstig beschaffen, um sämtliche PKW in der EU damit auszurüsten, sodass die gewünschte Elektrifizierng der PKW-Flotte gelingt?


Genau das ist das Problem hier: Man setzt unbeirrt weiter auf das alte Pferd und wartet ab, während die Anderen machen. Der Zug ist dann fort und die Technik für Deutschland verloren.

Ich brauche in meinem Pedelec keine Forschungszellen mit völlig unbekannten (Langzeit-)Eigenschaften, sondern bewährtes Zeug. Forschung und Innovation überlasse ich anderen.

Der Großteil von all den Wunderakkus funktioniert nämlich garnicht. Siehe z.B. die Lithium-Schwefel-Akkus, wo ein paar deutsche Fraunhofer massiv dran forschten.

Bei Na-Ionen steckt jetzt ein Multimilliarden-Konzern dahinter, der das nicht nur als Alibi bringt (so wie Bosch mit den Feststoff-Akkus), von daher mag das eine Zukunft haben. Bin da voll dafür, Rohstoffe sind knapp.
Für meinen geplanten Pedelecakku aber zu 100% irrelevant, weder passt die Bauform, noch kann ich die Dinger kaufen, noch passen sie elektrisch zum BMS.

Mein Beitrag zum Umweltschutz ist eben die Hoffnung auf möglichst langlebige Akkus. Mein ältester Eigenbau-Pedelecakku in Nutzung ist von 2010 (Sanyo UR18650E Zellen), die Zellen des Akkus davor sind noch in Akkuwerkzeugen aktiv und wenn die Lebensdauer um ist kann ich meine Akkupacks zerlegen und die Zellen einzeln zum Recycling geben.
Bei den neueren Akkupacks macht ein 2nd life in Werkzeugen aus diversen Gründen bei mir keinen Sinn mehr.

Auch ansonsten sind alle meine Pedelec entweder Umbauten alter Räder oder Gebrauchtmodelle oder welche von der Resterampe, die bei mir einer (aufgrund der Vielzahl meiner Räder eher durchschnittlich geringen, dafür aber) möglichst langen Nutzungszeit entgegen sehen.

Ich plane schon seit je her, meine Pedelecs für 20 Jahre+ zu benutzen.

Zellen mit hoher Lebensdauer passen daher sehr gut zu meiner Philosophie.

MfG

 

[Üps]

Sag mal, hast du eigentlich gelesen und verstanden, was ich geschrieben habe? Dein Text von Wunderakkus und deinem Pedelec ist dermaßen daran vorbei, dass ich gar nicht darauf eingehen möchte.

 

[Rutzki73]

Das Verschwinden von 26650 hatte aber gegenteilige Gründe... zu viel Performance. Das war die Zeit als die Autoindustrie noch mit voller Überzeugung intrigiert hat.
Soweit ich weiss hat Panasonic sich kaufen lassen, und Sony hatte einen full stop mit Fukushima.
Wenige Jahre später musste die Produktion von grossen Zellen blitzartig wieder aufgebaut werden, und man backt mit 21700 deutlich kleinere Brötchen (40% grösser statt 100% grösser).

Es gibt für vieles Gründe, die nicht unbedingt fachmännisch begründet sind.
Warum hat die Industrie 26650 in Li-Ion abgestossen? weiß ich selber nicht so genau...immer hin werden LiFePo4 in 26650 nach wie vor produziert und in vielen Anwendungen verwendet.
@christiank - man hat früher von 6000-10000 Ladezyklen gesprochen...das ist schon krass...ich wollte lediglich zum Ausdruck bringen, dass es eine Weile dauert, bis eine bestimmte Technologie eine Marktreife erreicht und auch durchsetzt.

​

 

[Cyberbike]

Ich bau mir im Pedelec die Zellen halt quer zwischen die Beine

Machs doch hochkant.

 

[cephalotus]

Sag mal, hast du eigentlich gelesen und verstanden, was ich geschrieben habe? Dein Text von Wunderakkus und deinem Pedelec ist dermaßen daran vorbei, dass ich gar nicht darauf eingehen möchte.

Gelesen ja, aber verstanden, was Du damit sagen willst, hab ichs offenbar nicht.

 

[cephalotus]

Findet jmd. den hier zitierten Test der NASA zu den 18650er Zellen?

Der neue link funktionieren nicht und google bringt mich auch nicht hin.

https://budgetlightforum.com/node/82103

(es könnte das hier sein. https://www.researchgate.net/public...ture_NASA_Missions_and_Aerospace_Applications )

Hmm, wenn ich das lese war meine Wahl möglicherweise ziemlich blöd. Na super.

Von allen verglichenen Hochkapazitätszellen ist nur die MJ1 eine reine NMC Zelle.

Die machen (pauschal gesprochen) sehr viele Zyklen, sind aber bei der kalendarischen Lebensdauer deutlich schlechter als NCA.

Kalendarische Lebensdauer wurde leider nicht getestet.

 

[cephalotus]

Machs doch hochkant.

Vieles ist -grundsätzlich- möglich. Mein Akkupack in diesem Rad kann 12cm hoch sein, dann passen Faltschloss und 1,5l Flasche noch mit ins Rahmendreieck.

Das klappt gut mit 6 Reihen 18650er flach liegend und versetzt angeodnet mit Zellhaltern (ohne solche baue ich so einen großen Akkupack nicht)

Mit 21700er hochkant würde es nicht sinnvoll gehen. Jetzt könnte man die vielleicht quer legen (3 x 21mm + 2x1mm Abstand sind auch 65mm Breite), unversetzt (=ineffiziente Platznutzung) nach oben stapeln und dann viele Blöcke längs nach "hintereinander", aber das ist ein Irrsinns Konstruktions- und Verkabelungsaufwand, den ich einfach nicht betreiben will. Davon abgesehen hat man bei solchen Konstruktionen dann innen liegende Zellen, die mit Luft zwischen den Zellen unter Last dann deutlich heißer werden als die anderen außen liegenden.

Manche BionX Akkus von Diamant waren so gebaut und ich empfand das als Fehlkonstruktion.

 

[cephalotus]

Zur Diskussion, was im Hochkapazitätsbereich nach Li-Ionen kommen könnte mag dieses paper recht interessant sein:

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s40820-022-00844-2.pdf

 

[Cyberbike]

6 Reihen 18650er

40 × 21700 ersetzen aber 60 x 18650.
So ungefähr.

 

[cephalotus]

40 × 21700 ersetzen aber 60 x 18650.
So ungefähr.

Ich sehe aber nicht, wie ich in meinem Fall 78 Stück (13s6p) 21700er sinnvoll unterbringen soll, außer eben als 5mm breiter Akku, daher stellt sich in meinem Fall diese Frage eben nicht. Bei anderen Rädern und Konstruktionen mag das anders sein.

Es erleichtert ja auch die Auswahl, denn es ist keineswegs so, dass es bei den Hochkapazitätszellen in 21700er Bauform jetzt bzgl. Energiedichte bessere Zellen gäbe. Die LG INR18650M58T mag nach vielen Jahren nun die allererste sein, die hier mal einen Tick mehr kann. Zu welchem Kompromiss ist mir aber unbekannt.

 

[Cyberbike]

(13s6p)

Braucht man denn bei 6p unbedingt Hochkapazitäts Zellen?

 

[onemintyulep]

sind aber bei der kalendarischen Lebensdauer deutlich schlechter als NCA.

Ich habe in den letzten 13 Jahren noch keinen Akku aus neuen Zellen wegen Alterung entsorgt. Die NMC Zellen sind da auch nicht auffällig geworden, im Gegenteil.
Was bringt es dir, wenn eine Zelle sehr schnell 40% ihrer Kapazität verliert, und dann dort besonders lange verweilt... (NCA)

 

[bubu22]

wichtiger wäre eher eine möglichst geringe kalendarische Alterung auch bei Raumtemperatur.

Ich würde 50E oder 35E nehmen. LG nicht.

 

[rd1956]

S29E Akkus 10s4p nach einem Jahr Nutzung (auch voll geladen im Hochsommer) ca. 1,5% weniger.
Die rein kalendarische Alterung bei kühler Lagerung und teilgeladen, sollte deutlich darunter liegen.

(319 * 4 /3 sollte ca. die Gesamtkapazität von 425Wh geben; entsprechend der S29E Entladekurve im Internet bei wenig Strom)

Der 5 Jahren alte China-Akku war im letzten Jahr zweimal im Urlaub parallel geschaltet zum S29E-Akku, sonst lag der im kühlen Keller 50% geladen. Der alterte in diesem Jahr somit fast nur kalendarisch fast gar nicht. Diese weniger als 1% liegen schon im Rahmen der Messgenauigkeit; ob der jedes mal EXAKT gleich vollgeladen war ist auch die Frage.

 

[cephalotus]

Ausnahmsweise dopple ich mal einen Beitrag aus:

Kalendarische Alterung - der Versuch eines Tests

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Ich kann jetzt noch die Kapazitätswerte von drei neuen LG MJ1 Zellen aus Oktober 21 und Mai 22 nachliefern.

3047mAh bis 3144mAh bei Entladung von 4,15V auf 3,0V @ 0,8A.

Die neueste Zelle war seltsamerweise die schlechteste.

Wenn ich den Mittelwert bilde und mit dem Mittelwert der 5 "alten" Zellen aus Februar 2019 vergleiche lande ich bei 3103mAh zu 3062mAh.
Das wäre über durchschnittlich 1116 Tage von Produktionsdatum alt zu "neu" ein Kapazitätsverlust von 1,4%.

Das dürfte im Bereich des Messfehlers bei meinem Setup liegen.

Das wohlgemerkt bei NMC Zellen, die keine so gute kalendarische Lebensdauer haben sollen und inkl. Zellen, die ein paar wenige Ladezkylen hatten (2-5?) und teilweise auch lange bei 4,1V herum lagen.

Den Tests hab ich natürlich primär für mich gemacht, da ich mich für die MJ1 als Zelle für meine großen Akkupacks entschieden habe, die wohl eher kalendarisch als durch Zyklen sterben werden, aber halt trotzdem "schnellladefähig" sein sollen. Ich wusste bis vor kurzem nur nicht, dass es eine NMC Zelle ist (dachte immer NCA)

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Damit bin ich dann bzgl. meiner Wahl jetzt doch wieder beruhigt, zumindest die ersten drei Jahre sehen vielversprechend aus.

Die Samsung 35E haben sich bzgl. kalendarischer Alterung in den letzten 6 Jahren auch gut gemacht, da muss ich aber noch neue Referenzellen nachkaufen.

 

[jm1374]

Kennst du diese kleine Abhandlung zur Degradierung?
https://arxiv.org/pdf/2007.01937.pdf
Ich hab sie nicht komplett durch gelesen und es sind auch nur drei Hersteller.
Vielleicht ja was neues für dich dabei.

 

[Hubmotor]

Moin zusammen,

Li-ION-Zellen haben auf dem Papier und in der Theorie definierte Werte und technische Daten. Was aber davon in der realen Welt unter Umständen übrig bleibt und wie gefährlich der Umgang mit älteren Akkus sein kann, das möchte ich hier in einer kleinen Story zum besten geben.

Es geht um einen 36V LI-Ion BIONX Akku, der mit SONY Zellen bestückt ist - genauer Typ SE US18650V mit einer LiMn2O4-Zellchemie.
Der Akku war 8 Jahre alt und hat regelmässig Erhaltungsladungen mit dem originalen Ladegerät erhalten. Insgesamt wurde der Akku sehr wenig genutzt (unter 500km). Die Restkapazität wurde nie ermittelt.
Ohne Vorzeichen wurde der Akku eines Tages bei der Erhaltungsladung so warm, dass er das Gehäuse angeschmolzen und die Schrumpffolie samt Zellüberzug geschmolzen hat. Der Thermofühler am Akku hat wohl nicht oder zu spät angesprochen und das Ladegerät hat offenbar zu lange weiter Energie in die Zellen gepumpt. Zwischenzeitlich ist Elektrolyt aus den SONY Zellen ausgetreten und hat alles korrodiert, was es zu korrodieren gab - inklusive dem BMS. Dass es zu keinem Akkubrand (Thermal Runaway) gekommen ist, grenzt eigentlich an ein Wunder....

Was will ich eigentlich damit sagen ?

Ältere Li-Ion Zellen können unberechenbare "Gesellen" oder besser "Zeitbomben" sein, obwohl sie immer nach Vorschrift behandelt wurden. Die Sicherheitseinrichtungen der Zellen und Ladegeräte funktionieren unter Umständen nicht immer zuverlässig, so dass es leicht zu einem Keller- oder Wohnungsbrand kommen kann, wenn man die Akkus unbeaufsichtigt auflädt.

Bitte seid oder werdet euch dieser Gefahren bewusst ! Niemand kann in die Zellen hineinschauen und eine Akkuüberprüfung von Fachleuten lassen nur die wenigsten durchführen.

Ältere Li-Ionen Zellen können sich unberechenbar verhalten - das sollten insbesondere alle Akku-Bastler und Hobbyschrauber verstehen !

Gerne hätte ich dies von billigen China-Zellen berichtet - aber es waren nun mal SONY Marken Zellen !

Und bitte denkt daran - Schrottakkus haben nichts in der Restmülltonne oder einer anderen Tonne zu suchen ! Schrottakkus müssen fachgerecht entsorgt werden und zwar an den dafür vorgesehenen Sammelstellen !



Keep on cycling !

 

[paddy72]

Danke für den interessanten Bericht @Hubmotor .
Was mich sehr wundert ist, dass es offenbar das gesamte Pack erwischt hat, alle Zellen scheinen sich übermässig erhitzt zu haben. Das ist eigentlich sehr untypisch, da ja i.d.R. nur einzelne Zellen betroffen sind, die dann durch Überhitzung aber die Nachbarzellen 'anstecken' können. Da letzteres hier aber offenbar nicht der Fall war, da ja keine Zelle thermisch durgegangen ist, könnte dies ein Hinweis darauf sein, das entweder das BMS einen Defekt hatte oder - wahrscheinlicher noch - das Ladegerät. Hast Du das Ladegerät einmal überprüft - Spannung und ggf. auch Strom?

Die LiMn2O4 (Manganspinell)-Zellen sind eher untypisch, aber als recht stabil bzgl. thermischem Durchgehen, von daher umso erstaunlicher! Allerdings sind sie sehr empfindlich gegenüber Tiefentladung (schon ab 3,1V) - vielleicht war das auch ein Problem?