Lithium Akku Laden mit EBL ohne Lithium Kennlinie

[Males]

wenn man darauf achtet, dass das Ladegerät außer Betrieb genommen wird, wenn die Lithium (fast) voll ist.

Warum das Ladegerät außer Betrieb nehmen, wenn der Akku fast voll ist?
Ich fahre seit 5 Jahren mit Li-Ion Akku und Gel-Kennlinie am EBL. Hatte bisher noch keine Probleme OHNE Ausstöpseln des EBL, wenn Akku fast voll.

Damit deine Frage nicht unbeantwortet bleibt und sich niemand genervt fühlt hier die Antwort.
Versteht dann zwar keiner den Zusammenhang, aber man kann es nicht allen recht machen.


Hier ist die GEL Ladekurve einer Exide GEL

GEL Ladekurve.jpg

Aus dieser Kurve und den technischen Daten ist ersichtlich, dass die Hauptladephase mit 14,4 Volt bei der Gel Ladekurve 12 - 16 Stunden beibehalten wird bzw. bei Gel beibehalten werden sollte. Erst dann reduziert das Ladegerät die Spannung.
Sollte die Spannung kurzzeitig unter die Schaltspannung des Ladegerätes fallen, dann wiederholt sich dieser Vorgang genau so wieder.

Das mag die Lithium, vor allem aber die günstigeren Zellen offensichtlich nicht so. (Lassen wir mal die gelben Industriezellen außen vor)
Aber auch mit den gelben Zellen, wird empfohlen nach erreichen der Ladeschlussspannung die Ladung abzuschalten und auch keine Erhaltungsladung, oder nur mit einem Wert von etwa 13,4 V durchzuführen.
Vor allem die Mindestladedauer U1 und die Mindestdauer von U2 entscheiden sich bei der GEL Ladekurve grundlegend von einer Lithium Ladekurve.
Bei Lithium wird nach erreichen der Ladeschlussspannung die Spannung sehr schnell reduziert, da dann der Akku voll ist und nicht wie bei einer GEL nachgeladen werden muss damit sich Kristalle wieder auflösen, die sich eventuell gebildet haben.

Ich persönlich lade Lithium nur über Solar mit den individuell angepassten Ladekurven an den Victron Ladereglern.
Dort sind für die unterschiedlichen Einsatzzwecke vordefinierte Ladekurven hinterlegt die dann ausgewählt werden.
Der 230 V Stecker am EBL ist ausgesteckt. Aber seit die Lithium drin ist, war das Fahrzeug nicht mehr an Landstrom und man könnte sich das natürlich auch sparen.

Lagerung Akku.jpg

Quelle Wikipedia

Hier kann man erkennen, dass der Lithium Akku am liebsten nicht voll gelagert wird da dieser bei einer hohen Spannung schneller altert als bei einer niedrigen.

Wenn der Stromstecker am EBL nicht gezogen wird, dann wird der Lithium Akku mit der GEL Ladekurve und dem anliegen von Landstrom über Stunden aber genau auf diesen hohen Spannungen gehalten. Und das mehr oder weniger täglich.

Das schadet der Lebensdauer der Zellen und somit des Akkus mehr, als Ladezyklen. (Das kann man aus dem einen oder anderen Datenblatt von Lithium Zellen entnehmen)

Hinzu kommt, dass es den billigen BMS auch nicht zuträglich ist.
Bei hohen Spannungen fangen die Balancer an zu arbeiten. Je nach Ladzustand der Zellen wird dann die eine oder andere Zelle noch mit geringen Strömen geladen.
Zellen die Ihre maximale Zellspannung bereits haben, dürfen aber nicht mehr weiter geladen werden.
Billige BMS können den Ladestrom zur einzelnen Zelle nicht abschalten sondern wandeln den Ladestrom in Wärme um.
Diese Wärme Entwicklung schadet auf Dauer und das BMS bekommt früher oder später einen Defekt. Steter Tropfen bringt das Fass auch irgendwann zum überlaufen.

Dennoch muss der Litium Akku regelmäßig aber vor allem nach starken Entladungen über längere Zeit vollgeladen werden, damit die Zellen balancieren können.
Sonst beginnt der Zelldrift, was auch zu Problemen führen kann.

Ich denke an den obigen Ausführungen kann man erkennen, dass es klar ist, dass du noch keine Auswirkungen bemerkt hast, wenn du nicht aussteckst.
Es erhöht sich mit deiner Vorgehensweise aber die Wahrscheinlichkeit, dass der Akku schneller verschleißt als notwendig und auch das BMS schneller einen defekt erleiden kann als notwendig.

[Seachild]

Danke dür die umfangreiche Erklärung. Schaltest du den Akku auch ab, wenn du längere Strecken fährst? Die LiMa reduziert die Spannung auch nicht, wenn der Akku voll ist

[Males]

Bei mir wird nur mit zwei einzeln zuschaltbaren Ladebooster geladen.
Das Trennrelais ist deaktiviert.
Die Booster haben eine Lithium Kennlinie.

Beim Fahren und Laden über die Lichtmaschine ist das Problem nicht so groß.
Ich hoffe nicht dass du da erst 12 Stunden fährst und dann den Motor noch 12 bis 18 Stunden im Standgas laufen lässt.
Im übertragenen Sinn, handelt so aber das EBL mit GEL Ladekennlinie.

Der Zeitfaktor ist beim Fahren für den Akku besser als beim Laden mit dem Ladegerät bei dauerhaft eingestecktem Landstrom.
Hinzu kommt, dass durch die dünne Verkabelung am Akku die Ladeschlussspannung kaum erreicht wird.
Durch 12 V Kühlschrankbetrieb, fällt die Spannung zudem noch weiter ab.

Wenn man fährt, ist zumindest bei mir, die Batterie auch teilentladen.
Die Spannung der Lithium ist daher nicht so hoch, da die Spannung erst beim Laden der letzten Prozente stark ansteigt.

Der Landstrom ist meist länger eingesteckt, daher mein Hinweis.

[Dvorak]

Hallo MalES,

danke für diese sehr verständliche Erklärung!

Gruß Michael

[Schmittchen]

Deshalb habe ich bei meinem CBE-Ladegerät die Ladekennlinie für Nassbatterien gewählt, da wird die Maximalspannung nur ca. 30 min gehalten und danach auf Erhaltungsladung reduziert.
Wenn ich längere Zeit an einem Platz mit Netzanschluß stehe, schalte ich das Ladegerät komplett aus.

Schönen Rest vom 2. Weihnachtsfeiertag

André

[Christian]

Na ja, Wikipedia hat auch nicht immer recht. So ist es z.B. für eine Lithium-Ionen-Zelle (NMC Blend) schädlich, wenn sie bei 60% SoC gelagert wird. Hier sollten wenn möglich Ladezustände zwischen 40% und 80% vermieden werden.
Da also lieber Vollladen und stehen lassen. Solche Zellen fahren z.B. in einem bayerischen Elektroauto herum.
Generell ist es natürlich schon richtig, dass die Ladespannung einen Einfluss auf die Lebensdauer der Zellen hat. Der Einfluss der Temperatur ist aber größer.
Die im Womo verwendeten LiFePo4 oder auch LFP genannt, haben eh eine relativ niedrige Ladeschlussspannung, verglichen mit anderen Zellchemien.
Das heißt, der Abstand zur kritischen Spannung, bei der eine Zersetzung des Elektrolyten einsetzt ist relativ groß.
Da die LFPs eine sehr flache Spannungkennlinie haben, ist ein Balancen nur im oberen Spannungsbereich möglich (evlt. auch im Unteren, aber wegen dem Anwendungsfall nicht sinnvoll).
CS-Batteries verkauft für ihre Batterien eigene Ladegeräte, die nur 14,6V laden. ...die haben wohl kein billiges BMS. Soll jetzt keine Werbung sein, sondern die Ansicht eines Herstellers wiedergeben, welches Ladeverfahren angewendet werden sollte.
Die Standardlademethode für Lithiumbatterien ist gennerell eine IU Ladung. D.h. zuerst strombegrenzt und bei erreichen der Ladeschlussspannung spannungsbegrenzt. Dabei fällt der Strom automatisch auf quasi 0 A zurück.
Es gibt keine Gasungsspannung, wie bei Bleiakkus.
Die sicherere Variante ist die IUa Ladung, also mit Ladeschlusserkennung. Hier wird typischerweise, wenn der Strom auf 1/10 des Nennstromes gefallen ist abgeschaltet (zusätzliche zeitgesteuert, je nach Ladeparametern).
Alternativ kann auf auch auf eine Erhaltungsspannung umgeschaltet werden. Hier wären z.B. 13,5 V sinnvoll, wenn man die Batterie im Einsatz hat. Oder 13,2 V für die Langzeitlagerung.
Ob jetzt die Nass- oder Gelkennlinie besser für die LFP ist, muss man je nach Hersteller aus dem Datenblatt entnehmen.
Man sollte möglichst nah an der Ladeschlussspannung der LFP dran sein, diese Spannung sollte 3 Stunden gehalten werden, danach sollte man ca. 13,5 V haben. Keine Temperaturkompensation für Bleibatterien verwenden, da diese die Ladespannung bei tiefen Temperaturen erhöht. Das ist Gift für die LFP.
Ladegeräte mit einer dritten Ladephase (z.B. das CBE) mit 13,0 V, sind unbrauchbar, weil die LFP da schon fast leer ist.
Mal das Thema Lagerung und nur am Landstrom hängen außen vor gelassen, wenn ich unterwegs bin, möchte ich die Batterie ja optimal nutzen und dafür sollte man sie richtig Vollladen, damit das Balancing funktioniert.

Als Alternative kann ich noch vorschlagen, eine möglichst große und teure Batterie zu kaufen und möglichst wenig Strom raus und rein zu tun, dann hält sie am längsten

[Harley1]

Ich bin in Sachen LiFePo kein Laie, aber auch kein Experte wie ihr.

Ich weiß nur eins, wenn ich eure Beiträge als absoluter Laie lesen würde, hätte ich Angst mir eine zu kaufen

Trotzdem vielen Dank für eure Beiträge, ich habe daraus wieder was dazu gelernt.

[Christian]

Ich bin in Sachen LiFePo kein Laie, aber auch kein Experte wie ihr.

Ich weiß nur eins, wenn ich eure Beiträge als absoluter Laie lesen würde, hätte ich Angst mir eine zu kaufen

Trotzdem vielen Dank für eure Beiträge, ich habe daraus wieder was dazu gelernt.

Da brauchst Du Dir keine Sorgen machen, diese Diskussionen sind sehr alt und gab es bei den Bleiakkus auch schon genung.
Da kann man sogar noch mehr falsch machen und die Batterie beleidigen.
Stichwort Sulfatierung und Säuredichteverteilung/Säureschichtbildung. Da sind dann auch die jeweiligen Typen, also Nassbatterie, Gelbatterie und AGM-Batterie unterschiedlich zu behandeln.
Man muss den Ladezustand fest im Blick haben, der Entladestrom spielt auch eine Rolle und am besten passt man die Ladespannung auch noch an die Batterietemperatur an.

Das BMS der LFP nimmt einem da schon was ab.

Und deshalb habe ich ja auch geschrieben, man sollte sich einfach an die Ladespannung des Herstellers halten und ein geeignetes Ladegerät verwenden.

Ich habe auch weniger Sorgen, dass man die Zellen durch die Vollladung zu stark altern lässt. Normalerweise sind ja Wohnmobilbatterien eher voll. Es ist zu erwarten, dass die schlechteren Zellen im Akku einen höheren Innenwiderstand haben und auch die höhere Selbstentladung.
Diese Zellen begrenzen die Gesamtkapazität. Wenn wieder vollgeladen wird, sind die guten Zellen zuerst voll und werden beim Balancing entladen, damit noch was in die schlechten Zellen rein kann.
Es ist kein Problem, die guten Zellen ein wenig mehr zu stressen.

Viele Grüße,
Christian

[Males]

Ich weiß nur eins, wenn ich eure Beiträge als absoluter Laie lesen würde, hätte ich Angst mir eine zu kaufen
Trotzdem vielen Dank für eure Beiträge, ich habe daraus wieder was dazu gelernt.

Kann ich nachvollziehen.
Ich wollte hier keine Fachdiskussion anleiern, die aktuelle und eventuelle zukünftige Anwender abschreckt.
Fachdiskussionen gibt es auf anderen Plattformen genug. Wer möchte kann sich dort ja die passenden Infos aneignen.

Der Post hier war nur gedacht als Antwort auf eine konkrete Frage in einem anderen Thread.
Die erste Antwort war auch bewusst möglichst vereinfacht, soweit das technische Themen überhaupt zulassen.
Bei Fachthemen ist es oft ein Spagat zwischen Vereinfachung der technischen Themen für die die nicht so tief in der Materie sind und Belegen dafür, woraus diese Erkenntnisse gezogen werden, um diese nicht nur in den Raum zu stellen.

Das Wikipedia nicht immer recht hat, ist mir bewusst.
Ich habe den Screenshot von dort verwendet weil er einfach zur Hand war und keine Lizenzrechte eine Veröffentlichung verhindern.
Außerdem geben die Daten dort durchaus einen groben Überblick über grundsätzliche Eigenarten.
Auf diese Eigenarten wird auch in den Dokumentationen meiner Lithium Batterie im Fahrzeug und bei den E-Bike Akkus verschiedener Hersteller verwiesen.

Lithiumzelle ist ja auch nicht Lithiumzelle.
Hier gibt es jede Menge unterschiedliche Aufbauten und chemische Zusammensetzungen die zu unterschiedlichen Gesamtergebnissen und damit auch mit unterschiedlichen Ladeschlussspannungen führen.
Dadurch ergeben sich auch fertige Lithium Akkus mit einer Ladeschlussspannung von 14,6 V wie bei CS.
Allein aufgrund der Ladeschlussspannung daraus zu schließen, dass hier keine billigen BMS verbaut werden, halte ich für eine gewagte These.
Wichtig ist aber, dass das gesamte System richtig aufeinander abgestimmt ist, Also das BMS auf die verbauten Lithium Zellen abgestimmt ist. (Was vermutlich auch bei CS so ist)
Hinzu kommt, dass das System im Fahrzeug wiederum auf das jeweilige verbaute Lithium System angepasst wurde, um ein möglichst optimales Ergebnis zu erzielen.

Wenn diese Anpassung nicht erfolgt ist oder nicht erfolgen kann, so kann man teilweise die eine oder andere Verbesserung durch einen manuellen Eingriff erreichen.
Genau so war der Tipp gedacht mit dem ausstecken des Netzsteckers am EBL.

Man sollte das Ganze auch nicht überbewerten.
Auch bei der Nutzung von AGM oder GEL Batterien war man im Wohnmobil von einer optimalen Behandlung ein großes Stück entfernt. Sonst dürfte man daran keine großen Wechselrichter betreiben und die Akkus möglichst wenig ent- und sofort wieder seeehhr lange laden.
Aber wir wollen die Fahrzeuge ja auch nutzen und nicht nur die Akkus optimal behandeln.
Die GEL oder AGM Batterien hatten aber einen günstigeren Anschaffungspreis, da war ein Austausch nach nicht so optimaler Behandlung leichter zu verschmerzen.

Dafür sind Lithiums im allgemeinen außer bei Über- und Unterspannung nicht so empfindlich als Bleisysteme.

Sehr hohe Zell Temperaturen beeinflussen die Haltbarkeit des Lithium Akkus sicher mehr, als eine Ladung und Lagerung des Akkus auf oder knapp unter der Ladeschlussspannung.
Aber auf die Temperatur kann man weniger einwirken als auf die Ladeschlussspannung und die Ladedauer.

Was ist beim Lithium wichtig?
Ich versuche bei meinem Fertigakku drauf zu achten:

• Extrem niedrige und extrem hohe Spannungen werden vermieden, erst recht über längere Zeiten. (Teilweise manuell, teilweise über programmierbare Lastausgänge)

• Wichtig ist aus diesem Grund auch, dass die Ladung nicht mit einer Temperaturkompensation einer Bleibatterie geladen wird. (Dadurch würde die Spannung bei kalter Batterie zu hoch werden). Zudem sollte bei den meisten Lithium Batterien verhindert werden, dass die Lithium bei Batterie Temperaturen unter Null geladen wird. (Ist bei meiner auch so)
  In der Regel fängt das auch das BMS des Akkus ab. Es ist aber grundsätzlich besser, wenn das Ladegerät bei Temperaturen um Null Grad erst gar nicht mehr versucht den Akku zu laden. (Man versucht ja auch nicht den Wassertank bei der Abfahrt voll zu tanken, um ihn danach wieder auf Fahrstellung zu bringen )

• Bei etwas längeren Standzeiten und abgeschalteten Verbrauchern wird der Akku nicht dauerhaft geladen. (Also weder über 230 V noch über Solar)
  Sollte der Akku voll sein, so wird vor dem abtrennen des Akkus noch 10 bis 20 % über den Wechselrichter entnommen. (Überwachung am Batterie Monitor)
  Danach wird der Akku über den Masse Batterietrennschalter abgetrennt.

• Nach sehr starker Entladung wird versucht den die Lithium wieder in die Nähe der Ladeschlussspannung zu bringen. Dadurch können die Balancer ihre Arbeit aufnehmen.
  Muss nicht jedes mal sein, aber gelegentlich.
  Das erfolgt bei mir wenn genügend Sonne vorhanden und das Fahrzeug in der Nutzung ist automatisch über den Victron Solarregler. (Spätestens nach 14 Tagen, wenn Batterie nicht abgetrennt ist.)
  Dabei werden dann gleichzeitig die beiden Batterie Monitore synchronisiert, damit voll auch wieder voll ist.

• Hohe Temperaturen im Akku werden versucht dadurch zu vermeiden, dass bei hohen Innentemperaturen möglichst auf Wechselrichter Betrieb mit hoher Last verzichtet wird.
  E-bike Akku wird daher in den Abendstunden geladen, wenn es etwas kühler ist. Mehr Möglichkeiten sehe ich hier nicht.

• Laden und Entladen des Akkus erfolgt in der Regel nur in dem für den Akku angegebenen idealen Strömen und nicht mit den Maximalwerten.
  Das schließt auch die Reduzierung des Ladestroms bei Temperaturen um Null Grad Plus ein.

Ich hoffe das war jetzt nicht zu technisch und bietet auch dem Laien die eine oder andere Anregung.
Was von den Punkten bei einem Nutzer in sein technisches Umfeld und zu seinem Lebensstil passt, muss jeder selber wissen.
Mangelnde Pflege kann ja jederzeit durch mehr Euros ausgeglichen werden.
Das gilt ja nicht nur bei Akkus sondern auch bei anderen Themen.
Da muss jeder selber wissen was Ihm was Wert ist.