Starzenie ogniw Li-Ion

[WojtekErnest]

Taki 'drobiazg' : Obciązenie pakietu rowerowego nie jest z zasady 8-12 godzin na dobę. Laptopy, banki energii nierzadko pracują non-stop. Czyli stan aku i ich temperatura inaczej wpłynie na taki pakiet a inaczej uzywany np 1 godz na dobę.

[wwojciech]

Kim trzeba byc żeby podwazac ludzi którzy poswiecili życie dla badań ogniw. Na bank Elon wpadając na to forum dałby Wam posady jako ekspertom i zaryzykował miliardowa inwestycje bo jeden aku nie stracił pojemności:D

Odpowiem pytaniem
Ile procent fabrycznego sprzętu Samsunga ma FABRYCZNĄ MOŻLIWOŚĆ ZMIANY NAPIĘCIA ZASILANIA !
Skoro mają tak rewelacyjny patent, dlaczego nie stosują go w swoich produktach, dotyczy to również innych firm.

A ja odpowiem na pytanie zadając kolejne pytanie, któremu producentowi ma zależeć żeby ogniwo wytrzymalo więcej niż 2lata jeśli głównym wyznacznikiem jest pojemność? Padnie ogniwo nikt się tym nie przejmuje i kupuje następne, a biznes się kręci. Napięcia ładowania i rozładowania są umownymi.

[tkoko]

Bateria litowo-jonowa SAMSUNG 26F + BMS, ogniwa MARZEC 2012r !!!, pojemność 2.6Ah (przy prądzie 520 mA)
Nap... 36V / poj... 7,8Ah / 280Wh, Max. nap.. ładowania 42V Max. prąd rozładowania 15A
Napięcie odcięcia 26V, Opór wewnętrzny ≤75 mΩ baterii / pojedynczego ogniwa ≤ 100mΩ

Bateria "A" (moja) kupiona w lipcu 2014r, używana i ładowana regularnie od wiosny do jesieni.
Bateria "B" (żony) kupiona jesienią 2014r, używana i ładowana sporadycznie, w zależności od potrzeb.
Baterie ładowane ładowarkami Magma HGSPCHAONFF DC 36V / 3A.
Baterie ładowane w sposób "typowy" dla domowego sprzętu (laptopy, smartwony itp.)
Nie mają żadnej dodatkowej "konserwacji" (pomiarów, wyrównywania ogniw itp.). Zimą "leżakują" w nieogrzewanej szopie,

najczęściej bez żadnych doładowań, lub w domu, jezeli były wyjęte z rowera.
Baterie są rozładowywane dwoma halogenami 150wat/24V, przy prądzie od ~6,3A do ~5.0A

Pierwszy test baterii;
07 Marca 2015r (napięcie i prąd mierzone miernikiem, watogodziny obliczone) niewielkie grzanie baterii.
Bat "B" rozładowanie - od 41.35V do 31V (~34V), prąd 5.90-5.3A, ~ 245Wh z 280Wh

Drugi test baterii;
10 Kwietnia 2016r (parametry mierzone watomierzem) bateria wyraźnie grzeje się w trakcie testu.
Bat "A" rozładowanie - od 41.85V do odcięcia BMS'a 28.95V prąd 5.85-5.15A, 251Wh
Bat "B" rozładowanie - od 41.72V do odcięcia BMS'a 28.95V prąd 5.85-5.15A, 252Wh
Bat "A" ładowanie - od 33.85V do 41.88V, 00A (9godz) ~293Wh
Bat "B" ładowanie - od 33.55V do 41.88V, 00A (9godz) ~291Wh

Trzeci test baterii;
11 marca 2017r (parametry mierzone watomierzem) grzanie podobne jak rok wcześniej, lecz jest to subiektywna ocena
Bat "A" rozładowanie - od 41.97V do odcieęia BMS'a 28.95V prąd 5.70-4.9A, 247Wh
Bat "B" rozładowanie - od 41.93V do odcięcia BMS'a 28.95V prąd 5.70-4.9A, 251Wh
Bat "A" ładowanie - od 34.55V do 42.19V (41,80V), 06A (8 godz) ~300Wh
Bat "B" ładowanie - od 34.27V do 42.18V (41,91V), 00A (8 godz) ~308Wh

Czwarty test baterii;
1 Kwi, 2018r (parametry mierzone watomierzem)
Bat "A" rozładowanie - od 41.93V do odcięcia BMS'a 29.30V, prąd 6.35-5.30A, 233Wh, temp. - 39.5*C - 51.8*C
Bat "B" rozładowanie - od 41.91V do odcięcia BMS'a 29.39V, prąd 6.35-5.30A, 231Wh, temp. - 41.2*C - 53.7*C
Bateria "A" ładowanie - od 34.59V do 41.96V, (8godz) ~283Wh, Po 12-godzinnym odstawieniu 41.93V
Bateria "B" ładowanie - od 34.69V do 41.96V, (8godz) ~285Wh, Po 12-godzinnym odstawieniu 41.91V

Aktualny test baterii "B" ("A" jest u zięcia nadal używana w rowerze)
18 lipca, 2021r (parametry mierzone watomierzem)
Bat "B" rozładowanie - od 41.57V do odcięcia BMS'a 28.65V, prąd 5.60 - 5.15A, 210Wh, temp. 46*C - 54*C
Bat "B" ładowanie - od 33.90V do 41.99V (41,60V), 5.9Ah / 240Wh / 286 mΩ

Nominalne "Capacity after 299cycles and plus 1 day ≥ 1785mAh (70% of the capacity at 25℃)"
Średnio na ogniwo jest 5.8Ah / 3 = 1933 mAh PO 9 LATACH I CZTERECH MIESIĄCACH

[tkoko]

Aktualne porównanie "starzenia się" dwóch 13-to letnich "fabrycznych" baterii "10S3P", na ogniwach Samsung 26F, z marca 2012r !!!
Nominalna "pojemność" dla 6A (2A na ogniwo) to 270 Wh
https://lygte-info.dk/review/batteries2 ... %20UK.html
Baterie cały czas ładowane tą samą ładowarką, w tych samych warunkach temperatury, przy czym bateria "A" jest wielokrotnie i systematycznie ładowana/rozładowana (kilkadziesiąt/set razy w roku, do 4.17V na ogniwo), podczas gdy bateria "B" ładowana/rozładowana była sporadycznie (kilka/naście razy w roku, przez większą część napięcie dużo poniżej 4V na ogniwo). Jak widać po pojemności, bardziej degradujące dla ogniw jest samo "starzenie się" bez używania, niż magiczna "liczba cykli ładowania". Procentowy spadek "pojemności" liczony jest do nominału 270 Wh, przy porównaniu do wcześniejszych maksymalnych Wh rozładowania, jest to 72% !!! pojemności dla baterii "A". Główny problem to duży spadek napięcia pod obciążeniem, nawet 0.6V na ogniwo, zamiast 0.2 - 0.3 V jak było wcześniej.
Baterie są nadal w użyciu.

[W.P.]

Zaczynam pomału obserwować swoje ogniwa po 6 latach niemal codziennego użytkowania. Zmniejszył się zasięg, ale przecież zmieniłem silnik po awarii poprzedniego, co mogłoby być wystarczającym wytłumaczeniem.
Wydaje mi się jednak, że pojawiły się niewielkie oznaki degradacji.

Obserwuję wpisy Kolegi tkoko i widzę, że bardzo analitycznie podchodzi do zagadnienia wykorzystując swoje bogate doświadczenie. I stąd pytanie.

• Jak różnią się wyniki pomiarów pojemności pakietu w zależności od prądu obciążenia?
• Jak wpływa prąd ładowania na żywotność ogniw? Często do 10S10P używam ładowarki 14A pozwalającej na szybkie doładowanie. Czy z doświadczeń Kolegi wynikają jakieś różnice w żywotności ogniw ładowanych małym i dużym prądem?

[tkoko]

• Jak różnią się wyniki pomiarów pojemności pakietu w zależności od prądu obciążenia?

"Pojemność" Wh nowych ogniw jest opisana w tabeli/wykresie. W miarę starzenia/zużycia ogniw następuje wzrost RW/spadek napięcia pod obciążeniem, i adekwatny spadek pojemności.

• Jak wpływa prąd ładowania na żywotność ogniw? Często do 10S10P używam ładowarki 14A pozwalającej na szybkie doładowanie. Czy z doświadczeń Kolegi wynikają jakieś różnice w żywotności ogniw ładowanych małym i dużym prądem?

Sporadyczne ładowanie baterii "dużym" prądem wpływa na zmniejszenie maksymalnego "Wh" po naładowaniu nawet do 20% (niepełne nasycenie ogniw, grzanie).
Częste ładowanie baterii dużym prądem, oprócz niepełnego Wh, zapewne spowoduje ogólne zmniejszenie Wh, z powodu podwyższonej temperatury ogniw przy ładowaniu (szybsza degradacja ogniw).

Co do "zauważalnego" spadku pojemności ogniw/zasięgu.
Skoro zamieniłeś zapewne 250 watowy silnik MID z ograniczeniem do 25 km/godz, na BBS02 500 wat, bez ograniczenia prędkości/mocy, to logiczne jest że zasięg/'pojemność baterii" znacząco spadnie, chyba że ustawisz parametry jazdy zbliżone do starego silnika, ale i wówczas może być różnica w zasięgu jak przy porównaniu sterowników "GT" i "KT" w tych samych warunkach pomiaru "pojemności"/zasięgu.

[W.P.]

Dużym uzupełnieniem odpowiedzi na pierwsze pytanie są wyniki zamieszczone w I-szej tabeli pod wykresem. Wynika z tego, że pomimo dużej rozpiętości prądu rozładowania akumulator zachowuje podobną pojemność.

Co do dużego prądu ładowania...
Trochę obserwuję swoją baterię, trochę się doszkalam wczytując się we wpisy na forum.
Przyznaję, że nie robiłem badań kończonych wynikami liczbowymi w okresie użytkowania. Czasem zaglądam do środka, ale poza ciepłymi i przez to miłymi w dotyku przewodami ładowarki nie zauważyłem wzrostu temperatury ogniw. Tu od razu muszę dodać, że nie mierzyłem a po prostu dotykałem dłonią. Miały temperaturę zbliżoną do otoczenia.

No i ostatnia uwaga - trafna i zbieżna z moimi obserwacjami.
Częsta jazda przez centrum jest po prostu nudna. Trochę przyjemności daje możliwość dostosowania się do prędkości narzucanej przez ruch samochodów. A to kosztuje - co chwilę skrzyżowanie, więc rozpędzanie i hamowanie.
Wskaźnik prądu wyskalowany dla starego silnika zatrzymuje się na 13A nawet jak mu pomagam pedałując. Intuicyjnie czuję, że płynie dużo więcej niż 15A.
Pomiary i przeróbki zostawiam na jesień, na długie słotne wieczory.

[tkoko]

Co do dużego prądu ładowania...
Przyznaję, że nie robiłem badań kończonych wynikami liczbowymi w okresie użytkowania. Czasem zaglądam do środka, ale poza ciepłymi i przez to miłymi w dotyku przewodami ładowarki nie zauważyłem wzrostu temperatury ogniw.

Bo dla baterii "10S10P" prąd 14A to 1.4A na ogniwo, czyli nominalnie 1C, a to standardowy prąd ładowania ogniwa. Ponadto zapewne nie ładujesz od pełnego rozładowania do pełnego naładowania baterii, a tylko doładowujesz baterię, stad brak "temperatury".

No i ostatnia uwaga - trafna i zbieżna z moimi obserwacjami.
Częsta jazda przez centrum jest po prostu nudna. Trochę przyjemności daje możliwość dostosowania się do prędkości narzucanej przez ruch samochodów. A to kosztuje - co chwilę skrzyżowanie, więc rozpędzanie i hamowanie.
Wskaźnik prądu wyskalowany dla starego silnika zatrzymuje się na 13A nawet jak mu pomagam pedałując. Intuicyjnie czuję, że płynie dużo więcej niż 15A.

Jeżeli masz Bafanga 500 wat, to maksymalny prąd sterownika 36V to 24.A.
Łatwo to sprawdzisz zaglądając na spód silnika gdzie masz parametry.

[Kajman]

1.4A/ogniwo to raczej nie 1C Chyba, że na jakiś zabytkach 1.4Ah złożone aku. I 1C to nie jest standardowy prąd ładowania 18650

[tkoko]

1.4A/ogniwo to raczej nie 1C Chyba, że na jakiś zabytkach 1.4Ah złożone aku. I 1C to nie jest standardowy prąd ładowania 18650

Sorry błąd; powinno być 0.5C Co do "standardowego prądu ładowania baterii", to można dyskutować, na pewno nie jest to prąd dla jednego ogniwa a odpowiedź dotyczyła testowanych wyżej ogniw/baterii.

[W.P.]

Lecą latka, lecą...
Przeleciało 7 lat i 1 dzień jak jeżdżę na jeszcze nie tak dawno nowych ogniwach, w układzie 10S10P. Dużo kilometrów i dużo cykli ładowań, których liczbę mogę skromnie oszacować na 1000÷1200.
Ostatnio zauważyłem, że szybko się rozładowuje i równie szybko ładuje. To zapowiedź rychłego końca.

Zrobiony dziś naprędce krótki test polegający na chwilowym obciążeniu przypadkowo znalezionym rezystorem upewnił mnie, że ten koniec jest już bardzo blisko. 4V na ogniwach a po obciążeniu 1,4Ω napięcie spadło do 3,8V i to na 10P (!!!). Po krótkim przeliczeniu wyszło, że Rw ogniwa to ok. 0,7Ω

Jakiekolwiek prace przy rowerze zostawiam na okres jesienno-zimowy, jednak pora już pomyśleć nad zmianą. Na razie jedno ładowanie jeszcze wystarcza na do i z pracy, ale widzę, że ten zasięg pomału maleje.

Stąd pytanie do szacownego grona - na jaki typ ogniw się nastawiać by ich cena nie sięgała sufitu, ale żeby tolerowały duże obciążenia. Nie chcę kupować "w ciemno" u Chińczyka bazując na jego bujnej wyobraźni w opisie parametrów. To to zbyt poważny temat. Obudowę mam mierzoną na 18650.

[Kajman]

Weź 35E depakiet, chyba najlepiej cenowo wychodzą. Albo liitokala z ali 4Ah, wyjdą ciut drożej, ale nowe. Tylko ile pożyją, nikt nie wie.

[pimag]

Mam podobne hece z baterią Green 7800mAh 36V.
Gdy odepnę ładowanie tuż po zapaleniu się zielonej diody w ładowarce - rower zachowuje się, jakby bateria była naładowana w 70%. Gdy zostawię na noc to rano roweru poznać nie mogę.
Coś w tym jednak jest.

[W.P.]

Gdy odepnę ładowanie tuż po zapaleniu się zielonej diody w ładowarce - rower zachowuje się, jakby bateria była naładowana w 70%. Gdy zostawię na noc to rano roweru poznać nie mogę.

Miałbyś odpowiedź, gdybyś podłączył amperomierz w obwód ładowarka - akumulator.
Ładowanie nie kończy się w chwili zapalenia zielonej diody. Wynika to z konstrukcji samej ładowarki. To z punktu widzenia prostoty konstrukcji najłatwiejszy do wykorzystania sygnał w ładowarce, niewymagający zbytniej rozbudowy układu.

Obwód sterowania w/w diodą sygnalizuje w dużym uproszczeniu przejście z fazy CC do fazy CV. W uproszczeniu, bo jeszcze napięcie nie osiąga końcowej wartości, ale prąd znacząco spada.
Jeśli więc odłączasz ładowarkę po zapaleniu zielonej kontrolki to przerywasz ładowanie i stąd masz te 70%.

[Mel48]

Z swojej praktyki przyjmuje 10 -12 lat MELEX 668 Z LFP I do wymiany a ceny ogniw z roku na rok tanieją

[Atak_Snajpera]

Degradacja mojego pakietu 48V 25Ah (na samsung 21700-50E -> pojemność zmierzona ~17Wh) wygląda tak.
Jak był nowy to wyciągałem realnie ~1100 Wh (65x17).
Teraz po 3 latach i około 100 cyklach pełnego ładowania i rozładowania zmierzyłem ~960 Wh.

Degradacja poniżej 15%. Czas bardziej degraduje niż te same cykle w moim przypadku.

[pimag]

Ja za szybko pochwaliłem mojego Greena.
Raczej mocno do regeneracji. Obcnie robię 24km MAX!
Nie wiem co się stało, spadek jest nagły. Jeszcze miesiąc temu spokojnie robiłem 48km (3070m do pracy w jedną stronę). Obecnie ledwie wykręcam 4 dojazdy (tam i nazad). Rower gna i ma moc tylko przy pierwszym wyjeździe do pracy, w drodze powrotnej jeszcze też ale dnia następnego istny muł.
Mając 3,4 rowery elektryczne pod dachem nie jest to dobry biznes.