LiFePo4 Akku aufgebäht?

  • Hallöchen.

    Bin gerade mal dazugestossen und hab gleich mal eine Frage. Ich hab hier einen neuen LiFePo4 von EcoWorthy stehen und seh gerade, daß das Gehäuse auf einer der langen Seiten mittig scheinbar ca. 1,5mm gegenüber dem "Deckel" übersteht. Leg ich eine gerade kante auf kann man eine minimale Mittelwölbung sehen. Fühlen tut man sie nicht. Ich bin eigentlich nicht so der Pingelige und von meinen LiPo Flugakkus für Drohnen schon so einiges gewöhnt. Dennoch stellt sich mir die Frage, ob das nun eher ein Qualitätsproblem vom Gehäuse ist oder sich da schon was gebläht hat. Wie gesagt, der Akku ist 2 Tage alt und hat noch nichtmal eine Ladung hinter sich. Ich häng mal ein Foto an. Man kann den Deckel auch aufschrauben, er ist nicht verklebt oder ähnliches.

  • Hallo,


    nun weiß ich zwar nicht, was für Zellen in dieser Batterie stecken, aber nur so viel: Prismatische LiFePO4-Akkus, besonders hochkapazitive Zellen, neigen oft dazu, sich beim Aufladen mehr oder weniger aufzublähen. Beim Entladen werden sie dann wieder flach. Das ist also ein anderer Mechanismus als bei den bekannten LiPo-Akkus im Coffeebag-Gehäuse, die sich gern bei Überlastung, Überladung oder Tiefentladung dauerhaft aufblähen: Die Elektroden selbst sind es, die beim Laden etwas mehr Volumen einnehmen. Ist der Elektrodenwickel im Gehäuse besonders dick, so dass kein Platz mehr für die Ausdehnung vorhanden ist, drückt es die Seiten der Zelle beim Laden etwas auseinander. Gefahr besteht dabei allerdings nicht, die Zellen explodieren deshalb nicht. Allerdings ist eine solche "atmende" Aufblähung ungünstig für die Zellenanschlüsse, wenn starre Zellenverbinder verwendet werden, weil dann mechanische Kräfte auf die Zellenanschlüsse wirken und diese dadurch undicht werden können. Deshalb sollte man bei prismatischen Zellen, die merklich "atmen", entweder flexible Zellenverbinder verwenden, oder die Zellen seitlich zusammenpressen, damit sie sich nicht aufblähen können.


    Der weltgrößte Hersteller von LiFePO4-Zellen CATL gibt z.B. in den Datenblättern großer prismatischer LF280 oder LF302-Zellen den Hinweis, dass die Zellenabmessungen nur bei einem seitlichen Pressdruck von 300kg garantiert werden. Es wird dort ebenso darauf hingewiesen, dass auch zur Erzielung der vom Hersteller genannten zu erreichenden Zyklenzahl ein seitlicher Pressdruck von 300kg empfohlen wird.


    Bei Deiner Batterie sieht das aber nicht wirklich bedenklich aus. Ich gehe davon aus, dass Du sie ganz normal verwenden kannst.


    Grüße, Tom

  • So ich hab nun mal mit Eco Worthy kommuniziert. Sie meinen, das die hervorstehende Kante von zuviel eingespritztem Kleber stammt. Auf die Funktion/Sicherheit hat das keinen Einfluss. Wenn ich bedenken habe, schicken sie mir einen Ersatz. Ich hab da mal zugestimmt und nun schickt man mir eine neue Batterie. Also hier schonmal ganz klares + auf den Service von EW.

  • In gewisser Weise wundere ich mich immer wieder darüber, was für ein - bitte verzeih' mir den derben Ausdruck, er ist nicht persönlich gemeint - "Geschiss" viele Leute bei Lithium-Batterien um bedeutungslose Kleinigkeiten machen, die bei Bleibatterien niemanden je gestört haben. Also das finde ich echt bemerkenswert. Da werden kleine und kleinste Beulen und Beulchen reklamiert, unbedeutende Kratzer, sogar bloße Farbabweichungen, schräg aufgeklebte oder mangelhaft bedruckte Aufkleber, ein Herstellungsdatum das neun Monate in der Vergangenheit liegt, Geräusche beim Schütteln von Zellen, sogar Geräusche, die beim darauf klopfen(!!) entstehen. Von dem Ärger mit QR-Codes (die natürlich nur der Hersteller selbst 100% korrekt entschlüsseln kann) mal ganz zu schweigen. Und wehe die Messung einer 100Ah LiFePO4-Batterie hat mit einem nicht weiter abgeglichenen EUR 35,- China-Tester nur 98Ah ergeben. Hat jemals einer die Kapazität einer Starter- oder Trockenbatterie gemessen? Oder an der Deckelklebekante bei einer AGM-Batterie geleckt?


    Wie gesagt: Bitte nicht persönlich nehmen. Da sprach nur der Frust eines deutschen Händlers mit zweieinhalb Jahren Erfahrung beim Handel mit LiFePO4-Batterien.


    Alles ziemlich schräg. :rolleyes:


    Grüße, Tom

  • Guten Tag,

    Habe dieses wunderbare Forum entdeckt und erhoffe mir nun ein paar Antworten zu meinen Fragen bezüglich „aufblähen der Zellen“.

    Mehrfach finde ich im Forum Anmerkungen von einer Catl-Zelle, welche mit 300kg Druck in Form gehalten werden soll.
    So was sehe ich auch im Datenblatt bei einer Zelle von EVE LF280K.


    Die spezifizieren bei der Dicke 72,0 +- 0,5mm bei 300 +- 20 kgf 40% SOC.

    Die Zelle wird mit der Ladung dicker und mit der Entladung dünner, richtig?

    Was das f nach dem kg bedeutet ist mir nicht klar (force??).

    • Weiß jemand wie dick diese (oder ähnliche) Zelle
      bei 0% SOC und 100 % SOC ist, in mm?
    • Darf ich so eine Zelle auch ohne Druck betreiben?
    • Was machen die Anschlüsse bei einem starren Polverbinder?
    • Gibt es eine Erklärung für diesen Effekt, der mir doch wesentlich
      für die Lebensdauer erscheint.

    Praktisch sehe ich nicht wie man diese 300 +- 20kg Druck bewerkstelligen soll?

    Schon mal vielen Dank und liebe Grüße

    Kribert

  • Hallo Kribert,


    Kräfte werden in dem westlichen SI-System in Newton ausgedrückt, denn Kg stellt strenggenommen keine Kraft dar, sondern eine Masse, also ein Gewicht. 1Kg Masse entspricht in seiner senkrechten Gewichtswirkung aber in etwa der Kraft von 10N:


    Da die mittlere Erdbeschleunigung (der sog. Ortsfaktor) auf Meereshöhe 9 , 81 m s 2 9{,}81\,{\tfrac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} ^{2}}} beträgt, erfährt ein Körper der Masse 1 kg dort eine Gewichtskraft von 9,81 N. Umgekehrt ist 1 Newton die Gewichtskraft, die auf einen Körper mit der Masse 102 Gramm wirkt. [Wikipedia]


    Um die Anregung des CATL-Datenblatts zur korrekten Einhaltung der Zellenabmessungen umzusetzen, würde man also eine Kraft von etwa 3.000N seitlich auf die Zellen einwirken lassen müssen. Das kann man mit verschiedenartigen Spannvorrichtungen recht einfach erreichen. Z.B. mit formstabilen Platten an den Seiten und zwei Spannbändern oben und unten, die das Ganze zusammenziehen. Das klappt ganz gut. Oft gesehen habe ich auch Konstruktionen mit Gewindestangen, welchen denselben Zweck erfüllen. Wichtig sind bei solcherart Verspannungen in jedem Fall formstabile Platten an den Seiten zur gleichmäßigen Krafteinleitung in die Zellen.


    Zitat
    • Weiß jemand wie dick diese (oder ähnliche) Zelle
      bei 0% SOC und 100 % SOC ist, in mm?

    Das Wachstum der Elektroden geht in der Tat mit der Aufladung einher, weil die verwendeten Elektrodenmaterialien sich beim Aufladen im Volumen um etwa 6% ausdehnen. Wie stark sich diese Ausdehnung in einer Ausbauchung der Zellen bemerkbar macht, ist durchaus verschieden und bleibt auch nicht konstant. Besonders hochkapazitive Zellen (z.B. die 302Ah-Ausführung der bekannten LF280-Zelle) sind hier empfindlich, weil notwendigerweise mehr Aktivmaterial in den Zellenbechern untergebracht werden muss, um die Kapazitätserhöhung zu erreichen. Das führt dann natürlich dazu, dass diese Zellen sich beim Aufladen etwas ausbauchen. Diesem Effekt kann man durch Zusammenpressen sehr gut entgegenwirken. Erstaunlicherweise schadet das den Zellen nicht, sie leben dabei sogar länger. Sinn der Sache ist hauptsächlich, mit einfachen starren Zellenverbindern und Montagemethoden arbeiten zu können, da es nicht so einfach ist, "atmende" Batterien sicher dauerhaft einzubauen, wenn sie nicht gerade unbeweglich im Regal stehen sollen. Die Zellen dürfen natürlich nicht im entladenen (flachen) Zustand mit starren Zellenverbindern fest verbunden und dann geladen werden, weil andernfalls erhebliche seitliche Zugkräfte auf die Zellenanschlüsse wirken, wodurch diese undicht werden können. Und undichte Zellen sind natürlich schrottreif.


    Zitat
    • Darf ich so eine Zelle auch ohne Druck betreiben?

    Natürlich, das ist kein Problem. Man muss aber darauf achten, dass die Zellenverbinder bei Ausbauchung die Zellenanschlüsse nicht überlasten.


    Zitat
    • Was machen die Anschlüsse bei einem starren Polverbinder?

    Wenn seitliche Kräfte auf die Zellenanschlüsse wirken, können sie undicht werden.


    Zitat
    • Gibt es eine Erklärung für diesen Effekt, der mir doch wesentlich
      für die Lebensdauer erscheint.

    Wie schon beschrieben erhöht sich das Volumen der Aktivmassen beim Laden um etwa 6% gegenüber dem entladenen Zustand. Auch Überlastung der Zellen durch Überladung, Tiefentladung oder Überstrom kann zu sehr erheblicher Ausbauchung führen. Im schlimmsten Fall sehen die Zellen aus wie Fußbälle und irgendwann öffnet dann das Sicherheitsventil.


    Zitat

    Praktisch sehe ich nicht wie man diese 300 +- 20kg Druck bewerkstelligen soll?

    Schon mal vielen Dank und liebe Grüße

    Kribert

    Das ist nicht schwer:



    Auch mit glasfaserverstärkten Klebeband (z.B. Artikel-Nr. 2286) kann man Batterien sehr druckfest und langzeitstabil umreifen.



    Grüße, Tom

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