Ist die Temperatur die einzige Begrenzung der Ladegeschwindigkeit des Akkus?

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Ein zu schneller Ladevorgang kann dazu führen, dass der Akku aufgrund von Hitze explodiert.

Aber was ist, wenn ich den Akku abkühle? Kann ich so schnell aufladen, wie ich möchte, vorausgesetzt, ich kühle es ausreichend ab?

Kann ich höhere Ladegeschwindigkeiten durch Erhöhen der Eingangsspannung erzwingen, wenn die Batterie kälter ist?

battery-charging battery-chemistry

— neverMind9
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nein ... chemische Reaktionen haben eine begrenzte Reaktionszeit.

— Jsotola

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— TonyM

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Re your edit - wenn du die bereits gegebenen Antworten liest - was denkst du ???

— Solar Mike

Immer noch hilfreich. Vielen Dank für Ihre Antwort, @ Solar Mike.

— NeverMind9

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Welche Art von Batterie? Lithium und Blei-Säure (zum Beispiel) können unterschiedliche Antworten anziehen.

— Chris H

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Sie können zwar nicht so schnell laden, wie Sie möchten , aber Sie können die Laderate erhöhen, wenn Sie den Akku dabei weiter kühlen. Es geht zwar nicht darum, den Akku kälter als normal zu machen, aber Sie möchten verhindern, dass er heißer wird.

Sehen Sie sich zum Beispiel diesen Zerfall des Tesla-Akkus an und sehen Sie, welches Kühlsystem zum schnellen Laden erforderlich ist.

— Dmitry Grigoryev
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Kann ich so schnell aufladen, wie ich möchte, vorausgesetzt, ich kühle mich ausreichend ab?

Nein. Um schneller aufzuladen, benötigen Sie eine höhere Spannung, um den Innenwiderstand zu überwinden. Wenn die Spannung zu hoch ist, kann dies zu Schäden durch führen je nach Batteriechemie Elektrolyse oder anderen Effekten führen.

Eine Blei-Säure-Batterie "gaset", wenn die Spannung ~ 2,45 V pro Zelle erreicht, während das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerfällt. Dadurch verliert eine "nasse" Blei-Säure-Batterie Elektrolyt und das Gasgemisch ist explosionsgefährdet. Versiegelte Blei-Säure-Batterien können eine bestimmte Menge an Gas absorbieren und rekombinieren. Wird der Druck jedoch zu hoch, entlüften sie sich. Das Unterschreiten der Gasspannung ist der Hauptfaktor, der einschränkt, wie schnell eine Blei-Säure-Batterie aufgeladen werden kann, selbst bei geringem Strom, der die Batterie nicht stark erwärmt. Wenn Sie die Vergasung ignorieren und versuchen, noch schneller aufzuladen, kann die Aufladungseffizienz aufgrund von Gasblasen, die die effektive Elektrolytdichte und die Plattenoberfläche verringern, dramatisch sinken.

Hochspannung kann auch zu erhöhter Korrosion, Durchschlag der Isolation, Lichtbogenbildung zwischen den Anschlüssen usw. führen. Sie können also die Spannung nicht einfach so weit erhöhen, wie Sie möchten, um eine schnellere Laderate zu erzielen, selbst wenn Sie es irgendwie schaffen, alle internen Teile zu behalten der Batterie kühl.

Bei einigen Batteriechemikalien kann der Ladestrom jedoch zumindest für einen Teil des Ladezyklus deutlich über die Nennrate erhöht werden.

Die chemische Reaktion beim Laden eines Nicad-Akkus ist endotherm , sodass sich der Akku beim Laden auf natürliche Weise abkühlt. Wenn es dicke Platten und Verbindungen hat, um die Ohmschen Verluste gering zu halten, kann ein Nicad-Akku bis kurz vor dem vollständigen Aufladen mit sehr hohem Strom aufgeladen werden. Der Strom muss jedoch abgeschaltet werden, sobald die volle Ladung erreicht ist, da er sich sonst schnell erwärmt und einen Innendruck aufbaut, der zu einer Entlüftung und / oder einem Kurzschluss führen kann.

Lithium-Ionen-Hochleistungsbatterien können auch während der Konstantstromphase sehr schnell aufgeladen werden. Li-Ionen-Akkus haben eine sehr hohe Ladeeffizienz, sodass sie beim Laden normalerweise nicht heiß werden. Der Hauptbegrenzungsfaktor ist die erhöhte Möglichkeit eines Kurzschlusses des (sehr dünnen) Separators bei höherer Spannung. Einige Hochleistungs-Lipos sind für eine Laderate von bis zu 15 ° C ausgelegt - flach bis voll in 4 Minuten! Da die maximale Spannung jedoch streng begrenzt ist, muss der Strom für die letzten 20% reduziert werden, damit die Zeit zum Erreichen einer 100% igen Ladung viel länger ist.

— Bruce Abbott
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Sie sind sehr kompetent, @BruceAbbott.

— neverMind9

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Viele der chemischen Beschränkungen, bis zu denen Sie einen Akku laden oder entladen können , verschlechtern sich mit abnehmender Temperatur.

Zum Beispiel: Die Ladungsträgermobilität in einer kalten Batterie ist geringer als in einer warmen. Das führt zu einem höheren Innenwiderstand. Sie können also nicht so schnell laden oder entladen, weil sich die Ladungen einfach nicht so schnell bewegen.

Deshalb fällt es Starterbatterien an kalten Wintertagen schwerer, Autos zu starten, weil sie einfach nicht so viel Strom liefern. Zum Aufladen ist es egal.

— Marcus Müller
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Ich habe die Frage eher wie folgt interpretiert: "Wenn ich den Akku mit aktiver Kühlung auf 30 ° C halte, kann ich dann den Strom weiter erhöhen?". Was passiert nicht, wenn Sie ihn auf Temperaturen unter Null abkühlen.

— Pipe

Hm, in diesem Fall solltest du wirklich eine Antwort schreiben (denn ja, das wird in Grenzen helfen, aber seine technischen Grenzen in Elektrodenströmen und immer noch eingeschränkter Mobilität finden), um meine zu ergänzen! (Ich würde das positiv bewerten.)

— Marcus Müller

@pipe, aber welcher Teil des Akkus - Sie können nur das Gehäuse (oder die Außenseite einzelner Zellen in einem benutzerdefinierten Paket) kühlen, aber wahrscheinlich wird dort nicht die Wärme erzeugt, und es gibt viele Faktoren, die wichtiger sind als Wärmeleitfähigkeit bei der Auswahl von Materialien für Batterien

— Chris H

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@pipe, mit aktiver Kühlung kann man eine Batterie nicht auf 30 ° C halten. Eine Batterie ist kein thermischer Supraleiter. Sie haben also einen Temperaturgradienten zwischen der Außenseite Ihres Kühlsystems und dem Innern der Batterie, in der die Wärme erzeugt wird. Wenn Sie versuchen, das Innere bei 30 zu halten, werden die äußeren Schichten kälter und werden nicht so gut aufgeladen; Wenn Sie die Außenseite bei 30 halten, wird die Innenseite heißer.

— Mark

@Mark Ich bin mir nicht sicher, warum Sie mir antworten, da ich die Frage nicht stelle. Wenn Sie alles über Batterien wissen, sollten Sie eine Antwort posten.

— Pipe

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Wenn Sie zu schnell aufladen, knicken die Platten aufgrund der Wärmeausdehnung, da die Wärmeübertragung nicht sofort erfolgt, und es entstehen lokalisierte Kurzschlüsse, die zu einem katastrophalen Ausfall führen können.

Und ja, schon gesehen: Hi-Rate-Ladegerät auf 24 V mit 12 V-Batterie eingestellt: Von jemandem, der ein paar Scheiben von einem Laib entfernt ist ...

— Solar Mike
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