Degradation von Lithium-Ionen-Batterien bremsen

Wer erstmalig ein Elektroauto kauft, beschäftigt sich zwangsläufig auch mit der erwartbaren Lebensdauer der Antriebsbatterie. Zu "Degradation von Lithium-Ionen-Batterien" kursieren im Netz (neben viel Falschinformation!) auch diverse Batterie-Nutzungstipps, die eine zu schnelle Alterung wirkungsvoll verhindern.

Die Verlängerung von Akku-Lebensdauer ist ein heißes Thema in der Materialwissenschaft: In dieser Podcast-Episode erklären die beiden Batterieforscher Prof. Arnulf Latz (DLR) und Prof. Axel Groß (Uni Ulm), welches Ladeverhalten Li-Batterien besonders schnell altern lässt - und was bei diesen schädigenden Prozessen in der Zelle genau passiert.

Akku-Nutzungstipps in Kürze: 1) Laden Sie eine Batterie nicht bei zu tiefen Temperaturen (z.B. unter 10°C) 2) Langsames Laden (z.B. AC-Laden) ist schonender als schnelles Laden (DC-Laden) 3) Lagern Sie eine Batterie bei nicht bei zu hohen Temperaturen (z.B. über 40°C) 4) Lagern Sie eine ungenutzte Batterie nicht dauerhaft bei zu hohem Ladezustand (z.B. über 90% SoC) 5) Nur für "radikale Aging-Optimizer": Zyklisieren Sie eine Batterie nur zwischen 15% und 50% Ladezustand

*Disclaimer: Eine Batterie ist ein Gebrauchsgegenstand! Diese Tipps basieren auf Forschungsergebnissen, die in der Realität nicht (immer) anwendbar sind. In jedem Fall hat das Batteriemanagementsystem einer Batterie zusätzliche Auswirkungen auf das Nutzungsverhalten eines jeden des Anwenders.

Link zum Batterie-Rechner von Stephan Klapszus: https://www.klapszus.de/li-ionen-akku-lebensdauer-rechner/

Nach den beiden Batterieforschern hängt die Akku-Lebensdauer im Wesentlichen von sechs Parametern ab: a) Ladezustand der Batterie bei Lagerung ("State of Charge", SoC) b) Gewohntes Entlade-Level ("Depth of Discharge", DoD) c) Ladegeschwindigkeit (C-Rate) d) Temperatur beim Laden & Lagerung der Batterie e) Kalendarische Alterung (Alter der Batteriezellen) f) Batterie-Zellchemie (z.B. NMC)

Über diese Parameter können Batteriemodelle eine recht valide Alterungsprognose errechnen: Typischerweise gilt eine Zelle als degradiert, sobald der Akku-"Gesundheitszustand" ("State of Health", SoH) unter 70% Restkapazität fällt. Dies ist der Referenzwert, der z.B. für eine E-Auto-Garantie herangezogen wird. Bei weniger als 160.000 km Fahrleistung bzw. 8 Jahren Nutzung stellt jede Traktionsbatterie unter 70% Restkapazität ein Garantiefall dar.

Link zum YouTube-Kanal von Stephan Klapszus: https://www.youtube.com/@StephanKlapszus/

Link zum Veröffentlichung "Towards a Physics-Based Battery Aging Prediction" von DLR-Wissenschaftlern (Lars von Kolzenberg, Jochen Stadler, et al.): https://www.researchgate.net/publication/357365639_Towards_a_Physics-Based_Battery_Aging_Prediction/

Link zur Geladen-Episode zu Heimspeichern: https://geladen.podigee.io/38-heimspeicher/

Im Geladen-Podcast setzen sich Patrick Rosen und Daniel Messling mit ihren Gästen wissenschaftlich mit den Themen Energiewende, Elektromobilität, Elektroauto und Batterie auseinander. Der Podcast wird produziert vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

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