Was ist die Entladungsrate?
Ich bin jetzt seit zwölf Jahren in dieser Branche tätig. Erhalten Sie immer noch Anrufe von Einkaufsmanagern, die die falschen Zellen für ihre Anwendung gekauft haben. Letzten Monat hat ein Mann 5.000 Samsung 35E-Zellen für eine E-Bike-Flotte bestellt. Große Kapazität, 3500 mAh, guter Preis. Das Problem ist, dass diese Zellen für einen Dauerstrom von 8 A ausgelegt sind. Seine Fahrräder ziehen auf Hügeln 25 A. Drei Wochen später schnauft die Hälfte seiner Rucksäcke.
Entladungsrate. Das ist die Spezifikation, die er vermisst hat.
Die Sache mit der C-Bewertung
Die Hersteller geben die Entladekapazität in C an. Eine 3000-mAh-Zelle bei 1 °C bedeutet 3 A Dauerstrom. Dieselbe Zelle bei 5 °C bedeutet 15 A. Die Rechnung ist einfach, aber die reale-Anwendung bringt die Leute ständig aus der Fassung.
Das sagt Ihnen niemand in den Datenblättern. Diese C-Bewertung? Getestet wurde es bei 25 Grad in einer Klimakammer mit perfektem Wärmekontakt. Ihr Rudel, das im Sommer in Arizona in einem Metallgehege sitzt, wird diese Zahlen nicht erreichen. Ich habe gesehen, dass Molicel P28A-Zellen mit einer Nennleistung von 35 A auf vielleicht 25 A im Dauerbetrieb abfallen, wenn man die realen thermischen Bedingungen berücksichtigt. Immer noch ausgezeichnete Zellen. Einfach keine Magie.
Der 18650-Markt hat sich zu diesem Zeitpunkt in Stufen eingependelt. Sie haben Ihren Sony VTC5A, Molicel P26A, Samsung 25R für hohen Stromverbrauch. LG HG2 und Samsung 30Q liegen in der Mitte. Samsung 35E und Panasonic/Sanyo NCR-Zellen für Kapazität. Eine Verwechslung verursacht Probleme. Ich habe es immer wieder passieren sehen.
Elektrowerkzeuge haben das auf die harte Tour gelernt
Milwaukee und DeWalt haben das nicht über Nacht herausgefunden. Frühe Lithium-Werkzeugpakete nutzten alle verfügbaren Zellen mit hoher -Kapazität. Benutzer beschwerten sich über einen Durchhang unter Last. Die Werkzeuge fühlten sich im Vergleich zu alten NiCd-Akkus, die den ganzen Tag Strom verbrauchen konnten, schwach an.
Mittlerweile spezifizieren die großen Marken ihre eigenen Zellen. Milwaukee verwendet kundenspezifische Hochleistungszellen, die die meisten von uns nicht einmal kaufen können. DeWalt verfolgte einen anderen Ansatz: Zellen mit größerem Format und besserer thermischer Masse. Makita blieb jahrelang konservativ, weshalb sich ihre 18-V-Werkzeuge bis vor Kurzem leistungsschwach anfühlten.
Der Markt für Nachahmungspackungen ist genau aus diesem Grund eine Katastrophe. Diese günstigen Ersatzpackungen bei Amazon? Die Hälfte von ihnen verwendet recycelte Laptop-Zellen. 2C-zertifizierte Zellen in einem Gerät, das 8 C benötigt. Funktioniert gut für leichte Beanspruchung. Setzen Sie es einer echten Belastung aus, und am Ende haben Sie es mit einem Feuer zu tun.
RC- und Drohnen-Leute wissen das bereits
Die Hobby-Gemeinschaft hat vor zwanzig Jahren die Entladungswerte ermittelt. RC-Foren verfügen über mehr praktisches Batteriewissen als die meisten technischen Abteilungen, mit denen ich zusammengearbeitet habe. Diese Jungs bringen Zellen an absolute Grenzen und teilen die Ergebnisse.
Ein 5000-mAh-6S-Lipo bei 50 °C kann theoretisch 250 A liefern. Eigentlich zieht das niemand dauernd, aber Burst-Ratings sind für das Kunstfliegen wichtig. Das Lustige ist, dass die meisten Piloten nicht einmal mehr auf die C--Bewertung achten. Sie betrachten den inneren Widerstand. Ein Akku mit 2 mΩ pro Zelle übertrifft einen Akku mit 5 mΩ, unabhängig davon, was auf dem Etikett steht.
Turnigy, Tattu, CNHL, Goldbat. Der Ruf einer Marke ist in diesem Bereich wichtiger als Spezifikationen, da es sich bei den Spezifikationen häufig um Lügen handelt. Ich habe Akkus mit der Bezeichnung 100 °C getestet, die 30 °C ohne Spannungsabfall nicht aushalten konnten. Die chinesischen Hersteller spielen ständig Spiele mit Bewertungen.
Was eigentlich in der Zelle passiert
Dünnere Elektroden bedeuten eine schnellere Ionenbewegung. Eine schnellere Ionenbewegung bedeutet höhere Entladungsraten. Aber dünnere Elektroden enthalten weniger aktives Material. Weniger aktives Material bedeutet geringere Kapazität.
Das ist der grundlegende Kompromiss. Daran kommt keine Chemie vorbei. Wenn jemand behauptet, er hätte eine Zelle mit hoher Kapazität und hoher Entladung, verwendet er entweder ein größeres Format oder lügt.
Kobalt-schwere Kathoden wie NCA sorgen für Kapazität. Mangan-schwere Kathoden wie NMC liefern Strom. Die LFP-Chemie verkraftet Missbrauch gut, aber die Energiedichte leidet. Jede Zelle ist ein Kompromiss. Die Kunst besteht darin, diesen Kompromiss auf Ihre Anwendung abzustimmen.
Die Pouch-Zellen-Experten von Unternehmen wie Amprius und Enovix gehen mit Siliziumanoden neue Maßstäbe. Beeindruckende Kapazitätszahlen. Aber Silizium quillt beim Radfahren auf. Die langfristigen Leistungsdaten mit hohem -Ausstoß sind noch begrenzt. Ich beobachte diesen Bereich, wette aber noch nicht auf Produktionslinien.
Die Temperatur tötet alles
Eine Zelle mit einer Nenntemperatur von 10 °C bei 25 °C verträgt möglicherweise nur 5 °C bei 45 °C, bevor sie beschädigt wird. Kälte ist schlimmer. Versuchen Sie, bei -10 Grad 20 A aus einer Zelle zu ziehen, und beobachten Sie, was passiert. Spannungskrater. Interne Widerstandsspitzen. Möglicherweise erhalten Sie die Hälfte der Nennkapazität.
Aus diesem Grund verfügen Tesla-Rucksäcke über ausgeklügelte Kühl- und Heizsysteme. Ihre Zellen sind nichts Besonderes. Das Wärmemanagement sorgt dafür, dass diese Leistungswerte konstant erreicht werden. In heißen Klimazonen verschlechterten sich Blattpakete jahrelang schneller, weil Nissan bei der Kühlung gespart hat. Gleiche Zellen, unterschiedliche Ergebnisse.
Das Packungsdesign ist ebenso wichtig wie die Zellenauswahl. Ich habe großartige Zellen gesehen, die durch schlechtes Sammelschienendesign ruiniert wurden, was zu Hotspots führte. Ich habe mittelmäßige Zellen gesehen, die gut funktionierten, weil das thermische Design des Packs intelligent war.
Fazit
Kennen Sie Ihre Anwendung. Kennen Sie Ihr Lastprofil. Wählen Sie dann Zellen aus, die mit dem freien Rand übereinstimmen. Das Samsung 30Q eignet sich wahrscheinlich gut für dieses E-Bike, wenn Sie bei 15 A auf flachen Strecken unterwegs sind. Es ist nicht in Ordnung für dieses bergauf fahrende Lastenfahrrad, das 40-A-Stöße zieht.
Datenblätter erzählen einen Teil der Geschichte. Unabhängige Tests von Orten wie Battery Mooch verraten mehr. Die tatsächliche Packungsprüfung unter Ihren spezifischen Bedingungen sagt den Rest.
Rufen Sie Ihren Mobilfunkanbieter an. Fragen Sie nach Entladungskurven bei mehreren Temperaturen. Wenn sie diese nicht bereitstellen können, suchen Sie sich einen anderen Lieferanten. Dies sind keine optionalen Informationen mehr. Zu viele Pakete sind fehlgeschlagen, weil jemand diesen Schritt übersprungen hat.
