Dendritenwachstum beim Laden von Lithium-Akkus mit zu hohem Ladestrom ('Lithium-Plating')
Tom Rücker Tom Rücker
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 Published On Jul 28, 2020

Ist der Ladestrom bei Lithium-Akkus (Li-Ion, LiPo, LiFePO4) zu hoch, bzw. ist die Ladetemperatur zu niedrig, haben die beim Laden von der positiven zur negativen Elektrode wandernden Lithium-Ionen nicht ausreichend Zeit, um in die Elektrode einzudringen und scheiden sich dann bevorzugt auf der Elektrodenoberfläche ab. Hierdurch verstopft zum einen die Oberfläche der negativen Graphit-Elektrode, was das Eindringen weiterer Ionen verhindert und so direkt zu einem Kapazitätsverlust führt. Zum anderen wachsen Kristalldendriten in Richtung Separator und können ihn sogar durchwachsen, was in der Folge zu einer erhöhten Selbstentladerate bis hin zum Zellenkurzschluss führt. Aus diesem Grund muss bei Lithium-Akkus der Ladestrom unbedingt höchstens auf die vom Hersteller zugelassenen Werte begrenzt und der Akku bei Kälte zusätzlich vor dem Aufladen beheizt werden. Übrigens bedeutet die Einhaltung des vom Hersteller vorgegebenen maximalen Ladestroms nicht, dann dabei kein Lithium-Plating stattfindet, sondern nur, dass der Hersteller dessen Ausmaß für vertretbar hält. Generell gilt: Geringere Lade- (und Entlade-)Ströme verlängern immer die Lebensdauer des Akkus!
Im Video werden drei komplette Entlade/Lade-Zyklen durchlaufen. Der jeweilige Status wird oben links im Diagramm angezeigt (Spannung/Strom/Zeitverlauf). Dabei ist der Materialtransport sehr gut erkennbar.
Herzlichen Dank an das Labor der Firma EL-Cell, Hamburg
Thomas Rücker, Tom's Elektronikschmiede, Heeßen - https://www.microcharge.de

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