Kalendarische Alterung - der Versuch eines Tests

[cephalotus]

Erste Meinung für Schnellleser:

Die oft geäußerte Sorge, dass Li-Ionen-Zellen schon nach 2-3 Jahren herum liegen deutlich altern würden und man deshalb "überlagerte Pedelecakkus" nicht oder nur mit sehr hohem Preisabschlag kaufen soll halte ich für nicht begründet, selbst bei voll geladenen Zellen bei Zimmertemperatur.

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Da ich nun über ein Ladegerät verfüge, mit dem sich die entladene Kapazität von Li-Ionen Zellen leicht messen lässt habe ich dies mal ausprobiert, ich hab ja doch einen Haufen Zellen teils ungenutzt, teils kaum genutzt herum liegen.

Meine älteste LCO Zelle ist nun 24 Jahre alt, die ältesten Rundzellen gehen so auf die 19 jahre zu.


Im Oktober herum werd ich mir zu ein paar der hier getesteten Zellen noch neue Versionen als Referenz besorgen, dabei könnte ich auch noch den ein oder anderen interssanten Zelltyp mittetesten, was interessiert Euch denn so?

(Ich hab mal bei einem Labortest zu Wasserfiltern am Ende in Foren gefragt, ob die, die das Ergebnis spannend fanden ein paar Euro via Paypal senden mögen und so einfach die zusätzlichen Kosten herein bekommen, wär das hier auch möglich? Geht nicht ums Geld verdieen, sondern einen Teil der Kosten für neu zu kaufende Testzellen zu decken)

Was natürlich spannend wäre wäre noch ein paar alte Zellen, die bei irgendwem im Kühlschrank, Keller oder sonstwo ungenutzt oder sehr wenig genutzt herum lagen. Sowas kann ich ja nicht einfach mal kaufen. Wichtig wäre, dass man die Bedingungen der Lagerung kennt.
Ich z.B. fände die LFP Rundzellen von A123 spannend.

Hier mal die ersten Ergebnisse.

Die Ri Messungen sind bestenfalls ein Anhaltspunkt aus zwei Messungen beim Laden und Entladen, aber beim Laden teils halt bei unterschiedlichen Spannungen. Gut möglich, dass ich das in Zukunft noch standardisiere und alle Zellen erstmal auf z.B. 3,6V bringen für die Messung.

Die Lagerbedingungen sind aus der Erinnerung, bei den MJ1 leg ich die Hand dafür nicht ins Feuer, die haben halt so 2-5 Zyklen drauf und meist beginne ich damit die A Zelle zuerst zu nutzen, dann die B usw und die liegen dann halt auch teils sehr lange so rum. Aber das war nie als Test gedacht, sondern halt zum gelegentlichen Gebrauch.

Zwei der hier gezeigten Zellen wurden mal gelötet. eine PF mit einem viel zu schwachem Gaslötkolben und 4mm² Kupferkabel, was wirklich nicht enpfehelsnwert ist. Bei einer zweiten PF war ich der Ansicht, dass das Verzinnen zulange gedauert hat. Dann hab ich noch extra zusätzlich rumgebrutzelt um eine Testzelle zu haben.
Bei beiden Zellen erkenne ich keine Auffälligkeiten.

Der Kapzitätstest der Sharp Zelle von einigen Jahren war mit dem Junsi Logger, gut möglich, dass der bei den kleinen Strömen zu ungenau ist. Die Zelle hat eine Elektronik verbaut, die nur das Ladefenster von ca. 2,9V bis 4,0V ermöglicht.

Ansonsten für mich noch spannend, dass der Ladezustand bei NCA sooo schlimm nicht zu sein scheint. Bei NMC warte ich lieber noch für ne Aussage.

Hier mal der erste Stand: (Farben entsprechen der vermuteten Zellchemie)

Falls das übers Forum nicht geht hier die Originalgröße:

https://i.ibb.co/0qQ55pw/Akkuest-kal-Alterung-220823.jpg

MfG

 

[Rutzki73]

Zunächst finde ich solche Experimente immer interessant.

Eine Sache hätte ich gerne ansprechen wollen und zwar deine Entladeschlussspannung. Es gibt Akkuzellen, die eine Entladeschlussspannung von 3V haben, andere 2,5V und sogar 2V.

 

[marincanyon]

Zellen die mit mäßigen Endladestrom betrieben werden halten viele Jahre lang. Bei hohen Strömen, wie beim Pedelec in höchster Fahrstufe, macht sich der höhere Innenwiderstand aber dann mit frühzeitigen abschalten bemerkbar.

 

[cephalotus]

Zunächst finde ich solche Experimente immer interessant.

Eine Sache hätte ich gerne ansprechen wollen und zwar deine Entladeschlussspannung. Es gibt Akkuzellen, die eine Entladeschlussspannung von 3V haben, andere 2,5V und sogar 2V.

Es geht mir nicht darum, die volle Kapazität heraus zu bekommen, sondern das bei mir in den Pedelecs praktisch sinnvolle.

Natürlich fehlen noch die neuen Zellen als Referenz unter genau den gleichen Bedingungen.

Die muss ich mir noch dazu kaufen und dann auch so entladen.

ich hätts vielleicht dazu sagen sollen:

Wenn da jetzt eine 35E oder MJ1 mit gemessen 3000mAh steht, dann hat die natürlich NICHT 500mAh zur neuen Zelle verloren, sondern erheblich weniger, denn auch die neue Zelle hat bei 4,15V -> 3,0V @ 0,8A keine 3500mAh.

Ich werd den Test im Laufe der Zeit noch etwas professionalisieren und standardisieren meine "Nebentests" dann auch nach und nach rausnehemn. Ursprünglich wollte ich nur 2,3 Sachen für mich selber durchmessen, aber ann gabs ein verregegnetes Wochenende und...

Nächster Schritt ist der Kauf neuer Zellen und sofern möglich, die Organisation alter Zellen. Wer seine alten Zellen nicht hergeben mag kann die Tests ja einfach auch selber durchführen, wenn es auch unter diesen Parametern ist (4,15V -> 3,0V @ 0,8A) kann man die Werte vergleichen. Ich nutze einen SkyRC MC3000.

Es geht mir auch nicht um Prozentgenaue Aussagen unter perfekten laborbedingungen sondern eher um sowas wie: Macht NCA für selten genutze Akkus überhaupt Sinn? Wie altern die Zellen im Verlauf der Zeit? Was machen Temperatur und SOC tatsächlich aus? wWe verhalten sich sehr selten genutzte Zellen im realen Alltag (z.B. Taschenlampen, Funkgeräte, Powerbanks, etc...) usw...

Dass ich da zu Beginn schon daten zeige hat drei Gründe:

1. Vielleicht nutzt es ja heute schon als grobe Idee, bis es besser wird, vergeht natürgemäß noch viel Zeit
2. Ich will bis Oktober heraus bekommen ob das Interesse an einer finanziellen Beteiligung besteht. Wenn nicht ist das auch okay, dann kauf ich mir vielleicht nochmal 5x4 Zellen und gut isses, es wären aber auch z.B. 10x8 Zellen denkbar, da wird die Datenbasis entsprechend breiter, aber da will ich dann einen Teil meiner Ausgaben (für die neu zu kaufenden Zellen, nicht für den Kram der hier schon gezeigt wurde) zurück bekommen.
Ich hab das für Outdoor Wasserfilter schon mal so gemacht (da gabs auch keine Labortests) und das hat als "crowdfundig" gut geklappt.
3. Für andere bereits gealterte Zellen mit bekannten Lagerbedingungen bin ich auf andere angewiesen.

MfG

 

[Rutzki73]

Das war auch keine Kritik, sondern lediglich eine Anmerkung

 

[cephalotus]

Zellen die mit mäßigen Endladestrom betrieben werden halten viele Jahre lang. Bei hohen Strömen, wie beim Pedelec in höchster Fahrstufe, macht sich der höhere Innenwiderstand aber dann mit frühzeitigen abschalten bemerkbar.

Zyklentests gibt es einige im Interent, z.B. auf endless sphere.

Hier geht es mir um die kalendarische Alterung von ungenutzten oder kaum genutzten Zellen.

Ob man die beiden Alterungsmechanismen dann einfach addieren kann ist die nächste große Frage, die ich aber nicht beantworten können werde.

Da Zellen heute durchaus 10 Jahre am Markt verbleiben und die Entwicklung sich erheblich verlangsamt hat machen solche Alterungstests heute auch Sinn.
Früher hätte man z.b. eine NCR18650A getestet und nach 5 Jahren zwar ein Ergebnis, aber die Zelle hätte auch keiner mehr kaufen wollen.

 

[cephalotus]

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 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 "schnelladefähig" sein sollen. Ich wusste bis vor kurzem nur nicht, dass es eine NMC Zelle ist (dachte immer NCA)

MfG

 

[cephalotus]

Das sollte eigentlich hier rein:

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Ich hab heute mal einen Bosch 18V Akkupack von einer Heckenschere mit neuen Zellen versehen.
Verbaut waren Samsung INR18550-13Q.
Der Akkupack ist aus dem Jahr 2010.

Ich kenne die gemessene Neukapazität zum Vergleich nicht, aber der Kapazitätsrückgang nach ca. 13 Jahren inkl. gelegentlicher Nutzung ist unter 10%!
DC Ri liegt bei 50-60mOhm, leider kenne ich auch da den (gemessenen) Wert neuer Zellen nicht.

Übrigens hat der Bosch Akkupack kein BMS verbaut. Es gibt einen NTC, eine Diode und einen Widerstand. Alles nur für die "Kommunikation" mit dem Ladegerät relevant.
Noch nicht mal eine Schmelzsicherung ist verbaut.

 

[Latroe]

Ich habe noch einen Schwung Sony VTC6 Zellen.
Diese wurden mir als "Neu Produziert" verkauft obwohl Sony die Akkusparte schon 3 Jahre vorher Verkauft hat.
Die Zellen sollten eine Kapazität von 3000mah haben.
Meine Messungen haben ergeben das sie nur noch ca. 1800mah haben.
Nach Produktionscode waren sie zu dem Zeitpunkt erst 5 Jahre alt.
Habe 10 Zyklen getestet, ohne das sich an der Kapazität was geändert hat.
Die Zellen waren Orginal und unbenutzt.