Zyklenstabilität Lithium-Ionen Zellen

wie sich Ladung und Entladung auf die Lebensdauer eines Lithium-Ionen Akkumulators auswirkt…

Grundsätzlich müssen zur Degradation eines Akkus zwei Hauptkriterien betrachtet werden:

• Zyklenlebensdauer bzw. Zyklenfestigkeit
• kalendarische Lebensdauer

In der Praxis beeinflusst die Kombination aus beiden Lebensdauer-Kriterien die Gesamtlebensdauer einer Batterie. Die kalendarische Lebensdauer bezieht sich auf die Batterie, wenn keine Zyklisierung stattfindet, d.h. wenn das System in der jeweiligen Anwendung nicht genutzt wird oder sich im Lagerzustand befindet.

Die Zykluslebensdauer beinhaltet die Anzahl der möglichen Zyklen einer Zelle oder eines Systems durch Nutzung bzw. Zyklisierung bis zum End of Life (EoL).

Dieses Diagramm beleuchtet lediglich die Zyklenstabilität aufgrund des Ladens bzw. Entladens.
Schnell wird erkennbar, dass ein 100%iges Laden mit darauf folgender 100%iger Entladung die minimale Lebensdauer bzw. den maximalen Verschleiß der Zelle zur Folge hat.

Merke also: möglichst nicht ganz vollladen und nie ganz leerfahren!

In der Praxis wird allerdings ein Fahrakku nie ganz leergefahren und oft nicht ganz vollgeladen (typ. bis 80%).
Von dem her ist eine Zyklenstabilität von 2000-3000 zu erwarten. Daraus resultiert eine Kilometerleistung von mindestens 800.000 km (typ. 400 km x 2000 Zyklen) und somit weit über einem Fahrzeugleben!

Hier ein Rechenbeispiel:

Datenquelle: Kompendium VDE-Bericht Li-Ionen Batterien