Die optimalen Spannungsschwellen für Vollladung und Entladeschluss bei LiFePO4-Akkus

Lithium-Batterien sind teuer und sollen lange halten, klar soweit. Man muss allerdings zwischen Lagerung und Benutzung unterscheiden. Bei der Lagerung versucht man so weit wie möglich von den max/min-Spannungsgrenzen der Zellen wegzubleiben, um eine lange Lagerfähigkeit zu erreichen (jede Annäherung an die Spannungsgrenzen führt intern zu erhöhtem Verschleiß). Auf die nutzbare Kapazität braucht man bei der Lagerung auch keine Rücksicht zu nehmen.

Bei der Benutzung spielt die nutzbare Kapazität dagegen eine wichtige Rolle, denn geht man mit der Vollladeschwelle runter, verringert man die speicherbare Energie deutlich. Meiner Erfahrung nach ist das aber unnötig. Das Smartfon lädt man ja auch voll auf, damit es mit einer Akkuladung möglichst lange autark funktioniert. Niemand käme auf die Idee, die Ladung vor erreichen der Vollladung zu beenden, nur um etwas mehr Akkulebensdauer herauszukitzeln.

Ich bin der Meinung, dass die Reihenfolge der Wichtigkeit der Maßnahmen zur Lebensdauererhöhung bei LiFePO4-Batterien wie folgt definiert ist:

1. Empfohlene Ladeströme nicht überschreiten. Diese reduzieren die erreichbare Lebensdauer massiv! Empfohlen sind meist Ströme bis 0,5C.

2. Vorsicht bei kaltem LiFePO4-Akku: Bei Kälte können Lithium-Akkus nur sehr kleine Ladeströme vertragen! Es droht Lithium-Plating!

3. Zellen sorgfältig mit einem guten Equalizer ausbalancieren. Standard-Balancer arbeiten nur bei Vollladung und die findet oft zu selten statt.

Frühestens als nächsten Punkt würde ich dazu raten, die Ladung nicht zu hoch und die Entladung nicht zu tief zu treiben. Dies ist ja auch schon deshalb nur schwer zu realisieren, weil die verwendeten BMS meist fest programmierte Abschalt-Spannungsschwellen haben, die ohnehin nicht geändert werden können. Der Gewinn an Lebensdauer wäre im Verhältnis zum Verlust an nutzbarer Kapazität aber ohnehin nur gering. Zudem hat man es als Verwender ja selbst in der Hand, ob man tiefe oder flache Zyklen "fährt", also wie tief man Batterien entlädt. Tiefere Zyklen kosten mehr Lebensdauer als flache. Aber auch diese Tatsache ist bei der normalen Verwendung von Batterien eher akademischer Natur, denn Batterien sind ja zur Benutzung da. Wer wollte sich im Betrieb schon mit allen möglichen Einschränkungen abplagen, nur um etwas Lebensdauer zu gewinnen?

Eine lange Lebensdauer gewinnt man hauptsächlich durch die zu Beginn richtige Auslegung von Batterie und Ladetechnik, also schon bei der Anschaffung, womit ich eine ausreichende Kapazität, Maßnahmen zur Begrenzung des Ladestrom und sauberes Balancing meine. Wenn diese Punkte ausreichend berücksichtigt werden, braucht man sich im Betrieb nicht mehr weiter um eine Lithium-Batterie zu kümmern.

Grüße, Tom