Einige Infos zu Lithium Ionen Batterien in eScootern
Alterung
Die Alterung der Lithium-Ionen-Akkus wird durch die Zell-Oxidation hervorgerufen. Dabei oxidieren die Elektroden. Diese verlieren die Fähigkeit Lithium-Ionen zu speichern, die für den Stromfluss notwendig sind. Die Zell-Oxidation wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Zum Beispiel durch die Temperatur und dem Ladezustand des Akkus. Bei hoher Temperatur und vollem Akku entwickelt sich die Zell-Oxidation besonders schnell. Dieser Zustand kommt z. B. bei Notebooks häufig vor, wenn der Akku vollständig geladen ist und gleichzeitig das Gerät in Betrieb ist und warm wird. Die Wärme überträgt sich auf den Akku.
Lagerung
Wenn man einen Lithium-Ionen-Akku lagern möchte, dann sollte man ihn zur Hälfte aufladen. Der optimale Ladezustand liegt zwischen 50% und 80%. Die Lagerung erfolgt bei Zimmertemperatur, besser im Kühlschrank vor Feuchtigkeit geschützt (nicht Kühlfach). Erst kurz bevor man ihn wieder einsetzen will, lädt man ihn bei Zimmertemperatur vollständig auf.
Muss ein Lithium-Ionen-Akku längere Zeit gelagert werden, muss regelmäßig der Ladezustand kontrolliert werden. Die Selbstentladung von 1% pro Monat ist äußerst gering, allerdings stark temperaturabhängig. Lithium-Ionen-Akkus sollten alle 3 bis 4 Monate nachgeladen werden, um die Tiefentladung zu vermeiden. Erreicht eine Zelle eine Spannung unter 2 Volt kann sich die Zelle zerstören.
Beim Erwerb von Lithium-Ionen-Akkus muss immer damit gerechnet werden, dass Akkus vorzeitig den Geist aufgeben. Vor allem bei Akkus die aus Fernost kommen oder länger unterwegs gewesen sind. Das gilt genauso für Ersatzakkus, die evt. eine längere Lagerung hinter sich haben. Ist ein Akku doch kaputt, dann kann ein Reparatur in Frage kommen. Wenn nicht, dann sollte der Akku beim Händler oder im Sondermüll entsorgt werden.
Akkupflege
Chemische Änderungen des Elektrolyten und der Oxidation der Elektroden sind die Hauptursache für die Alterung. Das Lithium-Ionen-Akkus nach 2 bis 3 Jahren an Kapazität verlieren ist nur eine Faustregel. Ob ein Lithium-Akku nur 1 oder vielleicht doch 5 Jahre hält, hängt von der Verarbeitung, dem Gebrauch und der Betriebstemperatur ab. Ein pfleglicher Umgang belohnt ein Lithium-Akku mit einer längeren Lebensdauer.
Wir verbauen 18650 Zellen und erste Tests haben gezeigt das eScooter Akkus ca 10-20% Kapazität verlieren nach 1 Jahr. Hier noch ein paar Tips:
- Temperaturen über 40°C vermeiden
- vollständiges Be- und Entladen vermeiden
- möglichst selten auf über 90 Prozent seiner Kapazität laden
- möglichst weniger als 10 Prozent leer laufen zu lassen
Allerdings ist das ständige Beachten dieser Tipps sehr umständlich. Da sich elektronische Geräte während des Betriebs stark erwärmen, hat man als Anwender darauf weniger Einfluss.
Trotzdem gilt, wenn man einen Akku entsprechend pfleglich behandelt, dann lässt sich die Lebensdauer von vielleicht 3 auf 4 Jahre verlängern.
BMS
Jeder Ladezyklus verringert die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Zellen. Je größer die Akkukapazität, desto größer in den meisten Fällen auch die Reichweite und desto weniger muss im Alltag tatsächlich auch geladen werden, wodurch sich die Lebensdauer verlängert. Diese beträgt, unter anderem auch je nach Qualität der verbauten Zellen, zwischen 500 und 800 Ladezyklen. Leider verfügen die wenigsten der günstigen Fabrikate über ein eingebautes intelligentes Batteriemanagementsystem auch BMS genannt. Das BMS schützt jede Zelle vor Unterspannung, aber auch vor einer Überspannung durch Abschaltung des Ladevorgangs. Im Falle einer Überhitzung wird das System einfach abgeschaltet, um Schäden oder sogar eine Explosion zu verhindern. Zudem lässt sich durch das BMS jede Zelle einzeln ausgelesen und auf deren Gesundheitszustand überprüfen. Außerdem sorgt das BMS dafür, dass der e-Scooter auch über den Winter nicht permanent an der Steckdose hängen muss, ohne dass der Akku im Frühjahr viel von seiner ursprünglichen Kapazität verloren hat. Dieser Effekt wird auch als „Tiefentladung“ bezeichnet und beschädigt die Zellen irreversibel. Dies tritt in erster Linie dann auf, wenn die Akkuzellen des e-Scooters lange nicht mehr geladen wurden und damit unter die festgesetzte Spannung fallen. Das BMS schaltet sich bei langer Nichtnutzung in einen Schlafmodus, wodurch kein Eigenstrom gezogen wird und weckt sich nach dem Einschaltvorgang selber wieder auf. Alle IO Hawk eScooter verfügen über ein eigenes BMS System