Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Lithium Ionen Industriezellen IMR, INR, ICR & LiFePO
ichbin
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Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon ichbin » So 29. Apr 2018, 23:29

Kürzlich wollte mir ein Kollege weiß machen, dass es auch bei LiIon ein "Merkverhalten" der Nutzung gibt.
Beispielsweise, dass der Akku wenn er immer nur bis 40% entladen wird mit der Zeit noch oder kaum noch tiefer entladen werden kann. Eine genaue Quelle dafür konnte er nicht benennen. Aber angeblich, und das halte ich aufgrund der Funktionsweise des LiIon Akkus für Abwegig, würden sich Kristalle bilden.... Wieder ohne dass er mir eine Quelle für die Behauptung nennen konnte...
Auch sei beispielweise eine "stützende Ladung", bei der das Handy während des Betriebes als Youtubeabspielgerät schädlich für den Akku. Auch wenn die angezeigte Kapazität dann über einen Zeitraum von 2-3 Stunden nur von 50% auf 53% zunimmt.
Ich meine, dass bei diesem Kollegen sehr viel Halbwissen zum Thema Akkus kunterbunt durcheinandergemischt wird.
Oder wie seht ihr das?

LG ichbin

Hony
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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon Hony » Mo 30. Apr 2018, 03:29

Den klassichen "Memory-Effekt" kennen LiIon-Akkus nicht. Allerdings altern die Zellen natürlich trotzdem und verlieren mit der Zeit an Kapazität. Dabei ist es sogar relativ schädlich, wenn sie häufig voll- und anschließend stark entladen werden. Würde man die Zellen im Bereich zwischen circa 3,2 und 4V nutzen, würde das die Lebensdauer, auf Kosten der nutzbaren Kapazität steigern. Die klassischen Empfehlungen zur Akkunutzung bei handelsüblichen NiMH-Zellen sind daher kontraproduktiv.

Die "Kristalle" gibt es tatsächlich und heißen Dendriten. Die kleinen Mistdinger können bei alten Akkus sogar die verbaute Kunststofffolie in der Zelle beschädigen/durchstoßen und damit entgasen verursachen.

Hohe Temperaturen und volle Akkus vertragen sich schlecht, und führen tatsächlich zu schnellerer Alterung durch Zell-Oxidation. Bei halb vollem Akku dürfte der Effekt allerdings weniger ins Gewicht fallen.

LG Hony

m.k
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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon m.k » Mo 30. Apr 2018, 08:59

Dendriten entstehen wenn man den Akku zu schnell lädt. Also _wirklich_ zu schnell - kommt normalerweise nicht vor.

Die stützende Ladung ist dem Akku grundsätzlich egal, alleinig der Spannungswandler (falls der im Handy ist, bei den meisten jedenfalls) und der Prozessor erzeugen Hitze und der Akku wird warm. Warme Akkus altern etwas schneller wie Hony erwähnt hat. Also ich mach das schon regelmäßig, ich kann will mein Gerät ja nutzen können und nicht nur dem Akku hinterherweinen. Wenns leicht geht den Akku zwischen 80-90% abstecken und nicht vollladen tut ihm gut, weil er dann in einem engeren Spannungsfenster bleibt (ebenfalls wie Hony erwähnt hat).

Es gibt keinen Memory Effekt bei Li-Ion Akkus und bei NiMH soweit ich weiß auch schon nicht mehr wirklich. Zu NiCd Zeiten hat man oft mit ungeregelten Netzteilen auf den Akkus rumgebraten und wenn die dann ausgetrocknet sind und Kapazität und Leistung eingebüßt haben - "Muss wohl Memory Effekt sein". Aber gut, da kenn ich mich nicht aus, war vor meiner Zeit.

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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon ichbin » Mo 30. Apr 2018, 14:34

Danke für Eure Statements.
Das mit den Dentriden ist mir bekannt und hatte ich jetzt nicht unter Kristalle eingeordnet.

ichbin

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Joergl
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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon Joergl » Mo 30. Apr 2018, 23:44

Naja, Deinem weismachenwollenden kunterbunthalbwissenden Kollegen kannst Du jetzt jedenfalls klarmachen, daß das, was der von wegen Memoryeffekt erzählt hat, Unsinn ist. Mit Quelle...hier! :lol3:

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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon m.k » Di 1. Mai 2018, 11:00

Apropos Quelle, hab mal im Handbook of Batteries zum Memory Effekt nachgeschlagen.

"Voltage Depression (Memory Effect ). A sealed nickel-cadmium battery may suffer a
reversible loss of capacity when it is cycled repetitively on shallow discharges (discharge
terminated before its full capacity is delivered) and recharged. For example, as shown in
Fig. 28.23, if a battery is cycled repetitively, but only partially discharged and then recharged,
the voltage and delivered capacity will gradually decrease with cycling (curves 2 representing
repetitive cycling). If the battery is then fully discharged (curve 3), the discharge voltage is
depressed compared to the original full discharge (curve 1). The discharge profile may show
two steps and the battery may not deliver the full capacity to the original cutoff voltage.
This phenomenon is known as ‘‘voltage depression.’’ It also is referred to as ‘‘memory
effect,’’ as the battery appears to ‘‘remember’’ the lower capacity of the shallow discharge.
Operation at higher temperatures accelerates this type of loss.
The battery can be restored to full capacity with a few full discharge-charge reconditioning
cycles."
[...]
"The voltage drop occurs because only a portion of the active materials is discharged and
recharged during shallow or partial discharging. The active materials that have not been
cycled, particularly the cadmium electrode, may undergo a change in physical characteristics
and an increase in resistance. The effect has also been ascribed to structural changes in the
nickel electrode.1 Subsequent cycling restores the active materials to their original state.
The extent of voltage depression depends on the depth of discharge and can be avoided
or minimized by the selection of an appropriate end voltage. Too high an end voltage, such
as 1.16 V per cell, terminates the discharge prematurely. (A high end voltage should be used
only if an extended cycle life is desired and the lower capacity can be tolerated, as in some
satellite applications.) A small voltage depression may be observed if the discharge is terminated
between 1.16 and 1.10 V per cell. The extent of the depression is dependent on the
depth of discharge, which is also rate-dependent. Discharging to an end voltage below 1.1 V
per cell should not result in a subsequent voltage depression. Discharging to too low an end
voltage, however, should be avoided, as discussed in Sec. 28.4.6.
This phenomenon varies with the design and formulation of the electrode and may not
be evident with all sealed nickel-cadmium batteries. Modern nickel-cadmium batteries use
electrode structures and formation processes that reduce the susceptibility to voltage depression,
and most users may never experience low performance due to memory effect. However,
the use of the term ‘‘memory effect’’ persists, since it is often used to explain low battery
capacity that is attributable to other problems, such as ineffective charging, overcharge,
battery aging, or exposure to high temperatures."
David Linden, Thomas B. Reddy et. al. (2001): Handbook of Batteries Third Edition, McGraw-Hill Handbooks Kapitel 28.4.11

Die Fußnote führt zu einem JES Artikel, den ich hier einfach mal verlinke, leider ist er nicht frei verfügbar. Das Abstract kann man allerdings lesen:
http://jes.ecsdl.org/content/143/10/L225.abstract

Der Memory Effekt tritt also in der positiven NiO(OH) Elektrode vom NiCd Akku auf, die auch bei NiMH Akkus verwendet wird. Die Tatsache, dass der Memory Effekt bei NiMH nicht mehr so das Thema ist, scheint auf Verbesserungen im Material zurückzuführen sein, die zu "NiMH"-Zeiten bereits verwendet wurden.

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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon Just_Eddie » Di 1. Mai 2018, 14:42

Auch LiIo Akkus haben sehr wohl einen Memory Effekt -wenn auch nicht so ausgeprägt wie die die vorherigen Akku-Generationen. Das Paul Scherrer Institut hat das als erster bewiesen. Einfach mal eine Suchmaschine füttern. Gleich die ersten Hits führen zu entsprechenden Berichten mit Messergebnissen.
Thx and Greetz

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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon Rutzki73 » Di 1. Mai 2018, 15:26

Meine Frau hat auch ein Memory-Effekt, vor allem wenn es darum geht, wer den Kleinen heute ins Bett bringt :D
Li-Ion Akkuzellen haben auch Selbstentladung, die ist aber so klein, dass man die in der Praxis vernachlässigt (wie auch mit dem Memory-Effekt)
Lügen haben kurze Beine, nur Willi lügt nie!

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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon m.k » Di 1. Mai 2018, 18:58

"Der Effekt ist nämlich winzig: Die relative Abweichung in der Spannung beträgt nur wenige Promille." https://www.psi.ch/media/memory-effekt- ... chgewiesen
Gut, bei Li-Ion Akkus mit LiFePO4 als Aktivmaterial für die positive Elektrode ist die SoC-Bestimmung sowieso total schwierig wegen der flachen Entladekurve, da hilft so ein Verhalten natürlich nicht. Aber dadurch hat man als Nutzer keinen quantitativen Unterschied in der Betriebsspannung oder nutzbaren Kapazität zu erwarten. Das ganze "Memory Effekt" zu nennen find ich grenzwertig, aber scheinbar muss man irgentwelche Buzzwords raushauen damit einem zugehört wird in dem Fall...

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Re: Lazy-Effekt oder ähnliches bei LiIon?

Beitragvon Joergl » Di 1. Mai 2018, 20:52

Verdammi...ich füttere keine Suchmaschinen...um dann rauszufinden, daß das irgendwie völlig vernachlässigbar ist!

Memory-Effekt bei Li-Ion, dazu gehören auch LiPo und LiFePO4? Nein, damit basta.


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