LiPo Alterung

[Q-Man]

Hallo,
Ich möchte hier ein neues Projekt beschreiben über die Alterung von LiPos und wie man entscheiden kann wann sie ausgetauscht werden müssen.

Ich möchte die Grundlagen nicht nochmal kopieren, daher findet ihr sie HIER.

Soviel möchte ich aber wiederholen:

Wenn ein LiPo gebaut wird müssen die LithiumIonen (Li+)ja erstmal in den Akku.
Das geschieht über das im CoO2 eingelagerte Li+. Bei der ersten Ladung wandern die Li+ durch den Elektrolyt an der Grenzfläche und bildet eine elektrisch isolierende, aber für Li+ durchlässige Grenzschicht. Diese schützt die Elektrode vor Korrosion. Dabei wird irreversibel etwas Li+ verbraucht.

Ab dann tickt die Zeit. Denn die sogenannte Selbstentladung besteht neben Mikro-Kurzschlüssen zum großen Teil auf weiterem Aufbau der Schutzschicht. Die sinkende Kapazität entspricht dabei den verloren gegangenem Li+.

Dabei ist die Reduktionswirkung der negativen Elektrode (Graphit) höher als die Oxidationswirkung der positiven Elektrode (CoO2). Beim Laden werden die Positiven Li+ in der negativen Elektrode eingelagert und verstärken damit das Wachstum der Schutzschicht stärker als im ungeladenen Zustand.

Da die Schutzschicht den Innenwiderstand erhöht, stellt er ein direktes Verhältnis zum (relativen) Alter da. Das kann nämlich auf Grund von falscher Lagerung (geladen und zu warm) deutlich höher sein. (1,2)

Zum anderen möchte ich die Mikro-Kurzschlüsse in den Zellen näher beleuchten. Sie besitzen keinen festen Widerstand, sondern springen zwischen verschiedenen Werten. Dieses "rauschen" ist in der Ausgangsspannung der Zellen messbar. Je weiter eine Zelle entladen ist, desto höher ist die Spannungsänderung.
Beim Laden/Entladen bewegen sich die Elektroden ein wenig zueinander, daher kann gerade dann dieser Spannungssprung gut gemessen werden.

Das sind meine Kandidaten die ich messen werde:



Anlagen:
(1) Script zum Praktikum Anorganisch-Chemische Technologie
(2) A Diagnosis Approach for Typical Faults of Lithium-ion Battery Based on Extended Kalman Filter