Akkupflege 2.0

[Wolf]

Nachdem wir bereits im Jahr 2001 als erster Beleuchtungshersteller Li-Ionen Akkus in der Serienfertigung eingesetzt haben und nun weit mehr als 500000 Akkus bei uns produziert wurden, hier unsere Erfahrungen aus der Praxis zum optimalen Umgang mit Li-Ionen Akkus.

Welche Faktoren wirken sich auf die Lebensdauer des Li-Ionen Akkus wirklich aus ?


1: Hohe Temperaturen
Ob im Lager- oder Betriebszustand, hohe Temperaturen schaden dem Akku unter allen Umständen. Alle Temperaturen über 25 ° C stellen eine Belastung für den Akku dar. Der schädliche Einfluss steigt mit der Temperatur und der Belastung überproportional. Deshalb sind hohe Temperaturen immer zu meiden. Bei sommerlichen Temperaturen können im Auto Werte von weit über 50 ° C erreicht werden. Wenn der Akku hier im Handschuhfach vergessen worden sein sollte , ist eine irreversible Schädigung bereits nach Tagen unvermeidbar. Ebenfalls ist direkte Sonneneinstrahlung des Akkus am Bike zu vermeiden. Der Ladezustand ist dabei vergleichsweise unbedeutend.
2: Entladung
Hohe Belastungen bereits unter 40 % des Kapazitätswertes belasten den Akku. Um die Leistung der Lampe annähernd auf konstantem Niveau zu halten, muss die Stromstärke bei sinkender Spannung erhöht werden, dies bedeutet immer eine zusätzliche Belastung für den Akku. Dementsprechend ist es der Lebensdauer sehr zuträglich, den Akku vor jedem Einsatz immer voll zu laden, dies ist auch im Hinblick auf eventuelle Zwischenfälle ratsam. Der Einsatz des Reservetanks sollte nur auf Notfälle begrenzt bleiben. Ebenfalls ist der Einsatz der maximalen Leistung bei geringer Restkapazität möglichst zu reduzieren. Sofortiges Laden nach dem Einsatz ist wichtig.Das -vergessen- des entladenen Akkus führt meist zur Tiefentladungen.
3: Lagerung
Sollte der Akku über Monate gelagert werden, empfehlen wir eine Lagerung im 100 % geladenen Zustand an eine kühlen Ort unter 20 ° C für max. 6 Monate. Eine Lagerung bei 50% Ladung hat sich in der Praxis nicht bewährt, zu oft wird der schleichende Übergang in die Tiefentladung nicht erkannt. Diese schädigt den Akku sehr viel massiver als die Lagerung bei 100% . Die Lagerung im vollen Zustand ist der Lebensdauer weniger abträglich als versehentliche Tiefstentladungen.
4: Laden
Da unsere Ladegeräte und unsere eigene Schutzabschaltung jegliche Überladung absolut sicher verhindern, ist ein auch dauerhaftes Verbleiben am Ladegerät kein Problem. Im Interesse der Einsatzbereitschaft zu jedem Zeitpunkt auch oft unabdingbar. Viele Lampen im Rettungseinsatz sind immer am Ladegerät angeschlossen, unbegrenzt. Der Stromverbrauch des Ladegerätes von unter 0.1 W im Stand By Betrieb ist hierbei nahezu unbedeutend. Eine Tiefentladung kann so immer sicher verhindert werden.
5: 100 % Ladung
Unsere Akkus werden immer zu 100 % voll geladen. Die Ladeschlussspannung wird von 2 unabhängigen Schutzelektroniken kontrolliert, eine Überladung ist unmöglich. Dies ist im Interesse der maximalen Leistungsfähigkeit in unerwarteten Notsituationen unverzichtbar. Die Praxis hat gezeigt, dass die maximale Vollladung keinen relevanten Einfluss auf die Lebensdauer hat. Das absolute Alter spielt die wesentlich grössere Rolle, egal wie oft oder wie voll der Akku geladen wurde. Moderne Li-Ionen Akkus mit unserer Schutzelektronik können bis zu 800 mal vollständig entladen und geladen werden, bevor die Kapazität auf 70 % des Nennwertes sinkt. Auch danach ist der Akku bei weiter sinkender Kapazität jedoch noch lange nutzbar. Auch 1500 Ladezyklen sind bei etwas Nachsichtigkeit mit der nachlassenenden Leistungsfähigkeit durchaus kein Problem. Wie weiter unten noch näher beschrieben, dass muss man erst mal schaffen, so viele vollständige Lade und Entladezyklen....
6: Kälte beim Laden
Tiefe Temperaturen beim Laden sind der Lebensdauer des Akkus abträglich. Da die Ladung jedoch meist im beheizten Haus stattfindet, ist dieser problematische Zustand bereits nach wenigen Minuten aufgrund der Erwärmung überwunden, in der Praxis irrelevant. Eine Ladung auch bei sehr tiefen, anhaltenden Temperaturen kann jedoch in aussergewöhnlichen Situationen im Outdooreinsatz absolut notwendig sein. Dementsprechend lassen wir auch diese Ladung im Interesse der Einsatzfähigkeit zu.
7: Belastungen
Sehr starke Lampen und sehr kleine Akkus reduzieren die Lebensdauer der Zellen aufgrund der hohen Strombelastung der Einzelzelle. Bei diesen Kombinationen hilft der möglichst kurzzeitige Einsatz der höchsten Leistungsstufen und natürlich das möglichst sofortige Nachladen.
8: Schnellladen
Besonders schnelles Laden reduziert immer die Lebensdauer des Akkus. Unsere Ladegeräte laden grundsätzlich eher behutsam. Zum Ende der Ladung wird der Ladestrom stark reduziert. Dies hilft die Akkuzellen zu schonen.

Weitere Hinweise zur Lebensdauer

Wie bereist erwähnt, die Lade und Entladezyklen spielen eine Rolle, jedoch ist das Alter ganz grundsätzlich der immer limitierende Faktor. Nach 6 bis 8 Jahren ist der Akku typischerweise so weit ermattet, das ein zuverlässiger Einsatz wenig Freude macht und ein Ersatz wünschenswert wird. Ob nun in dieser Zeit 1000 Lade und Entladezyklen stattgefunden haben oder nicht ist in diesem Zusammenhang relativ unerheblich. Dies natürlich alles unter den oben erwähnten Aspekten, immer wieder schädigende Ereignisse können die Lebensdauer im Extremfall auf weniger als 2 Jahre reduzieren.


Ladezyklen werden entgegen überholter Ansichten vom Akku anteilig registriert. 10 % nachladen entspricht auch nur 10% eines Ladezykluses. Auch aus dieser Erkenntnis heraus ist sofortiges Nachladen immer vorteilhaft.
Ganz am Ende auf den Punkt gebracht:

Hohe Temperaturen meiden
Tiefentladungen verhindern
Immer sofort nachladen


Grüsse Wolf

[hegi]

3: Lagerung
Sollte der Akku über Monate gelagert werden, empfehlen wir eine Lagerung im 100 % geladenen Zustand an eine kühlen Ort unter 20 ° C für max. 6 Monate. Eine Lagerung bei 50% Ladung hat sich in der Praxis nicht bewährt, zu oft wird der schleichende Übergang in die Tiefentladung nicht erkannt. Diese schädigt den Akku sehr viel massiver als die Lagerung bei 100% . Die Lagerung im vollen Zustand ist der Lebensdauer weniger abträglich als versehentliche Tiefstentladungen.

Das ist neu für mich! Danke für die Info. Dann Lager ich ab jetzt immer voll

[Timmäh!]

[...]
2: Entladung
Hohe Belastungen bereits unter 40 % des Kapazitätswertes belasten den Akku.
[...]
Grüsse Wolf

Wolf, könntest Du "hohe Belastungen" bitte grob mit einem Leistungswert beschreiben? Sowohl für die kleinen Zweizellenakkus als auch für die großen Vierzellenakkus?
So ergibt sich z.B. bei 10W und 6V Akkuspannung bei einem kleinen Akku 1,67 A pro Zelle (ca 0.5C), beim großen Akku 0,82A pro Zelle. Ich würde diese Ströme jetzt nicht unbedingt als hohe Belastung bezeichnen, daher wäre eine Zahl hilfreich. Manchmal wird der Akku bei einer Fahrt ja leider leerer.

[Wolf]

Hohe Belastung: 1 C ist schon noch okay, aber schon eine Last. Das entspricht bei den 3.5 Ah Akkus dann einer Stromstärke von 3.5 A, sind so etwa 25 W beim 2 Zeller. Beim kleinen 2 Ah wird es dann schon deutlicher, 2 A sind dann gerade noch 14 W. Also ist das dann bei der Piko schon heftiger. Das ist alles nicht so wild, jedoch kommen dann so Faktoren, wie teilentladen und Kälte dazu. Es ist gut zu wissen, weil eben dann auch mal mit weniger Leistung leuchten auch eine Möglichkeit ist. Grüsse Wolf

[* cl *]

Darf ich LiPo-Akkus - wie im Rotlicht verbaut - genauso behandeln wie oben stehende Li-Ionen Akkus?

[Glühbirne]

Danke wolf, sehr hilfriech!!
Vor allem was Lagerung mit 50%, und die Temperatur anbelangt.
Also im heissen Sommer die Akkus am besten in den Keller, in der Wohnung hat man schnell mal 28-30°...

Akkus nicht unter 40% zu entladen leuchtet auch ein, nur schwierig wenn zB die Betty TL den 3.3 Akku ohne Wanrsignale so weit entläd, dass am Ende knapp 3Ah reinpassen.. (Aber Betty TL, Kapazitatsanzeige und niedrige Spannungen sind ein schwieriges Thema..

Viele Grüße

[Wolf]

das gilt ansich auch für den kleinen Rotlicht Akku, der freut sich auch, wenn er nicht so sehr tief entladen wird. Das ist übrigens kein normaler Li-Po, von den Eigenschaften her ist er ein Li-Ion, also recht wenig Selbstentladung, dafür nicht so wirklich schnelllladefähig, deshalb laden wir auch so langsam. Grüsse Wolf

[deedee]

Top Beitrag!

[* cl *]

Vielen Dank. Super Hinweise.

[SonicS4]

Wau, dank Wolf für den informativen Einblick in die Akkupflege.

[PhilippK]

Macht es eigentlich einen Unterschied, welches Ladegerät ich verwende? Hab hier von Charger One über Wiesel bis hin zu USB Charger ein paar zur Auswahl

Gruß, Philipp

[Wolf]

macht absolut keinen Unterschied, die Ladeschlussspannung ist bei allen Ladegeräten identisch, am Ende des Ladezykluses wird der Ladestrom kontinuierlich reduziert, das machen alle Ladegeräte auf die gleiche , schonende Art. Nur eben die Ladezeiten sind unterschiedlich. Grüsse Wolf

[bikesteff]

Wolf hat geschrieben: Sollte der Akku über Monate gelagert werden, empfehlen wir eine Lagerung im 100 % geladenen Zustand an eine kühlen Ort unter 20 ° C für max. 6 Monate. Eine Lagerung bei 50% Ladung hat sich in der Praxis nicht bewährt, zu oft wird der schleichende Übergang in die Tiefentladung nicht erkannt. Diese schädigt den Akku sehr viel massiver als die Lagerung bei 100% . Die Lagerung im vollen Zustand ist der Lebensdauer weniger abträglich als versehentliche Tiefstentladungen.

Das ist neu für mich! Danke für die Info. Dann Lager ich ab jetzt immer voll

Bezogen auf die Gefahr einer Tiefentladung mag dies stimmen (wobei: ca. 5% Selbstentladung pro Jahr bei LiPo? Oder irre ich?). Aber: Es gibt einen anderen Grund, der wiederum für nicht volle Lagerung spricht. Im worst case (Fehlerfall, z.B. unbemerkter Kurzschluss bei unsachgemäßer Lagerung) "kann" insbesondere ein großer Akku vollgeladen genug Energie bereitstellen, um einen Flächenbrand auszulösen. Zwar ist die Gefahr bei sachgemäßem Umgang äußerst gering bzw. die Schutzelektronik der Lupine Akkus wird dies gewiss unterbinden (korrigiere mich bitte, Wolf, falls ich da falsch liege), aber es soll wohl auch schon E-Autos bekannter Hersteller gegeben haben, dies sich und umgebende Auto's haben in Flammen aufgehen lassen. Sicher: Die "Powerbank" im Auto ist nochmal geringfügig größer . Ich wollte das auch nur für die Bastler und "Pechvögel" dieser Welt erwähnt haben ...

Ansonsten kann ich aus eigener Erfahrung bestätigen, dass die Schädigung vllt. nicht ganz so hoch ist wie oft gelesen. Ein Einflussfaktor ist aber sicher auch noch die Ladeschlussspannung. Man muss ja nicht die letzten 5-10% Ladung reinquetschen und kann die LSS etwas niedriger als 4.2V (eigentlich 4.22V), z.B. 4.1V, wählen, erhöht auch die Lebensdauer, je nachdem, was einem lieber ist. Andererseits: 800 Zyklen ist schon eine Menge ...

das gilt ansich auch für den kleinen Rotlicht Akku, der freut sich auch, wenn er nicht so sehr tief entladen wird. Das ist übrigens kein normaler Li-Po, von den Eigenschaften her ist er ein Li-Ion, also recht wenig Selbstentladung, dafür nicht so wirklich schnelllladefähig, deshalb laden wir auch so langsam.

Das erklärts, ich bin aber eh kein Fan vom Schnellladen - find ich gut. Meiner macht nach nun 1 1/2 Jahren ein wenig schlapp. Wird so gut 200 Zyklen haben ?! Leider wußte ich anfangs nicht, wieviel Kapazität der Akku hat, sonst hätte ich früher wieder nachgeladen. Aber die Ersatzakkus kosten zum Glück auch nicht die Welt.

[wanderer01]

Danke für die detailerten Infos!

Zu: „Hohe Temperaturen meiden“

Im Sommer kommen in vielen Wohnungen die Temperaturen wochenlang locker an die 25 Grad ran,
- ist das eine sinnvolle Schutzstrategie, den Akku in eine Plastiktüte zu wickeln und mit 100% Füllung
in den Kühlschrank zu legen, wenn man ihn paar Wochen nicht braucht?

Gruß,
der Wanderer!

[Jöckenbömmel]

Sicherlich ja.
Aber bitte ins Gemüsefach ...