Analyse der tödlichen Nachteile von Fahrzeug-Ti-Lithium-Akkus: Warum werden 5-Serie-Überspannungen überladen und 6-Serien nicht vollständig geladen?
Kernproblem: Ladevoltage des Fahrzeuggenerators
Die Generatoren der meisten Kraftfahrzeuge und Fahrräder liefern während des Betriebs eine Spannung von etwa 13,5 V bis 14,4 V, um Blei-Säureakkus zu laden oder aufzuladen.
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Korrespondenz zwischen Lithium-Titanat-Zellenanzahl und Spannung
| Anzahl der Zellen | Nennspannung | Empfohlene Volllade-Spannung | Betriebsspannungsbereich | Ergebnis |
|---|---|---|---|---|
| 5 Reihen | 11,5 bis 12 V | ca. 13,5 V (2,7 V pro Zelle) | 10 V bis 13,5 V | Überladung (Generatorspannung zu hoch) |
| 6 Reihen | 13,8 bis 14,4 V | ca. 16,2 V (2,7 V pro Zelle) | 12 V bis 16,2 V | Nicht vollladbar / Kapazität zu niedrig (Generatorspannung nicht ausreichend) |
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Warum lädt eine 5-Zellen-Reihe zu stark auf?
- Der Generator liefert eine Spannung von 13,5 V bis 14,4 V; geteilt durch die fünf Zellen ergibt sich pro Zelle ein Wert zwischen 2,7 V und 2,88 V.
- Bereits bei einer Mindestspannung von 13,5 V wird das Spannungsmaximum erreicht, was während der Fahrt zu einem durchgehenden Überladen führt.
- Ein langfristiges Laden unter überhöhtem Spannungsniveau kann folgende Folgen haben:
- Kapazitätsabnahme
- Anstieg des Innenwiderstands
- Gasbildung und Verformung der Struktur
- Wenn der Verkäufer behauptet, dass ein Ladevorgang mit mehr als 2,7 V möglich ist, muss er unbedingt eine Spezifikationstabelle für die Zellen vorlegen.
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Warum lädt eine 6-Serie nicht voll auf?
- Der Generator liefert maximal 14,4 V; geteilt durch die 6 Zellen ergibt das pro Zelle 2,4 V.
- Die Spannung von 2,4 V ist nur der Nennwert und liegt weit unter dem empfohlenen Ladespannungswert von 2,7 V.
- Das Wesentliche des Ladens besteht darin, die chemische Reaktion durch einen externen Stromquelle umzukehren; dazu muss eine höhere Spannung angelegt werden als das natürliche Ausgangspotential der Zelle.
- Ist die Spannung nicht hoch genug, fehlt es an dem nötigen „Schub”, um den inneren chemischen Zustand der Batterie zu verändern.
Folgen können sein:
- Verfügbare Kapazität liegt nur bei 30% ⬇️
- Polarisierungseffekte nehmen zu
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Ist die extrem hohe CCA-Wert-Aussage für Lithium-Titanat-Batterien wahr?
- ❌ Falsch:
- Offizielle Toshiba-Titanium-Lithium-Spezifikationen: Die Entladestromstärke beträgt nur 20C.
- Der Innenwiderstand einer Lithium-Batterie ist nicht gleichbedeutend mit ihrer Entladeleistung.
- Sie können sich hier informieren: Warum die Messung der CCA bei Lithium-Akkus sinnlos ist
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Versteckte Fallen: Hoher Kreislaufverbrauch durch geringe Kapazität
- Niedrige Energiedichte: Bei gleichem Volumen beträgt die Kapazität von Lithium-Titanat-Batterien weniger als die Hälfte der einer Eisen-Lithium-Batterie.
- Schnelle Zyklenverschlechterung: Geringe Kapazität, hoher pro Zyklus verbrauchter Anteil und doppelt so schnelle Lebensdauerabnahme.
- Eigentlich noch schlechter: Auf dem Markt sind dies meist ausgediente oder zerlegte Batteriezellen; die Lebensdauer wird zusätzlich reduziert.
Lithium-Titanat wird zwar für seine hohe Zyklusfestigkeit beworben, leidet jedoch unter geringer Kapazität und hohem Entladeschlusstopfen. Da auf dem Markt meist gebrauchte oder zerlegte Geräte verkauft werden, übersteigt die tatsächliche Lebensdauer oft häufig nicht jene von Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulatoren.
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Vergleich gängiger Batterien auf dem aktuellen Markt
| Größe LN3 | Blei-Säure-Akkumulator | Titan-Lithium-Akku | Lithium-Eisenphosphat (LFP) |
|---|---|---|---|
| Kapazität | 70Ah | 46Ah | 100Ah |
| Ladeleistung | 7A (0,1C) | 920A (20C) | 200A (2C) |
| Ladeleistung | 10C | 20C | 50–80C |
| Nennspannung | 16,2V | 13,5V (5 Reihen) | 14,6V |
| Zyklenlebensdauer | 1.000 Zyklen |
Idealerweise 20.000 Zyklen × Kapazität 0,46 × Sekundärverluste 0,7 × Langzeitüberladung 0,7 =4.500 Zyklen |
5.000 Zyklen |
| Zellenzustand | Nach dem Werk | Viele Sekundärgeräte | Nach dem Werk |
| Hersteller | Zertifizierte Fabrik | Viele illegale Fabriken | Zertifizierte Fabrik |
| Preis | Niedrig | Hoch | Mittel |
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Europäischer Generator für PKW:190A Japanischer Generator für PKW:120A |
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Empfehlung: Wenn Sie eine Lithium-Titanat-Batterie für den Fahrzeugstarter auswählen, überprüfen Sie bitte unbedingt die Übereinstimmung der Serienzahl und des Ladevoltages sowie lassen Sie sich vom Hersteller ein Datenblatt mit den Zelleigenschaften vorlegen.