Frage an die LiFePo-Spezialisten

[raidy]

Ich lade 4kWh in einen LiFePo Akku, er gibt mir aber bei 5 Grad nur rund 65% zurück.
Da Energie nicht verloren gehen kann UND die Batterie nicht warm wurde (sonst könnte sie ja liefern), stellt sich mir die Frage: Wo sind die 35% geladene Energie geblieben?

Ich bin mal gespannt, denn die Tante Gugel brachte sehr gegensätzliche Aussagen:

Als Faustregel gilt: Weicht die Außentemperatur um 5 Grad von der optimalen Betriebstemperatur ab, reduziert sich die Reichweite um 15 %. Bei ..... einer Außentemperatur von 5 Grad Celsius verliert der Akku bei Kälte also rund 45 % seiner Leistungsfähigkeit.

[Ragu]

Die letztere Antwort von Tante Gugel ist richtig...
Wenn du die Batterie wieder auf 20–25 °C erwärmst, kannst du vermutlich fast die komplette Energie abrufen. Es ist also eine temporäre Einschränkung durch die Kälte.
Die Energie ist nicht verloren, sondern sozusagen „eingefroren“

[raidy]

Wenn du die Batterie wieder auf 20–25 °C erwärmst, kannst du vermutlich fast die komplette Energie abrufen.

So in der Richtung dachte ich auch, nur:
Ich bin mit meinem Hybrid auf Batteriemodus bei -5 Grad gefahren und die Batterie war zu Hause angekommen auf 0% = leer.
Ich habe es in der Garage bei 14 Grad *) abgestellt, sie zeigte am anderen Morgen und 14 Stunden später immer noch leer an.

*) War wegen Werkstatt in der Nacht leicht mit beheizt.

[oldi45]

Ich bin mit meinem Hybrid auf Batteriemodus bei -5 Grad gefahren und die Batterie war zu Hause angekommen auf 0% = leer.
Ich habe es in der Garage bei 14 Grad *) abgestellt, sie zeigte am anderen Morgen und 14 Stunden später immer noch leer an.

Kann es sein, dass der Akku in Deinem Hybrid auf Temperatur gehalten wird?
Gruß Hajo

[Mobildomizil]

Der Ladewirkungsgrad ist rund 90%, d.h du bekommst auch im besten Fall nicht alles wieder heraus. Bei tiefer Temperatur steigt dann noch der Innenwiderstand der Zellen. Die verbratene Energie bleibt als Wärme im System.

Gruss Manfred

[Wernher]

So in der Richtung dachte ich auch, nur:
Ich bin mit meinem Hybrid auf Batteriemodus bei -5 Grad gefahren und die Batterie war zu Hause angekommen auf 0% = leer.
Ich habe es in der Garage bei 14 Grad *) abgestellt, sie zeigte am anderen Morgen und 14 Stunden später immer noch leer an.

*) War wegen Werkstatt in der Nacht leicht mit beheizt.

Wenn eine Batterie leer ist bleibt sie leer. Überraschend?

[raidy]

Wenn eine Batterie leer ist bleibt sie leer. Überraschend?

Das "leer" bezog sich auf die Aussage:

Es ist also eine temporäre Einschränkung durch die Kälte.
Die Energie ist nicht verloren, sondern sozusagen „eingefroren“

[Cybersoft]

Ich verstehe die Frage offensichtlich nicht vollständig!

Wenn eine Batterie leer ist, ist sie x Stunden später immer noch leer, das hat rein gar nichts mit der Temperatur zu tun.

[raidy]

Ich verstehe die Frage offensichtlich nicht vollständig!

Wenn eine Batterie leer ist, ist sie x Stunden später immer noch leer, das hat rein gar nichts mit der Temperatur zu tun.

Nochmals: Meine Nachfrage bezog sich auf diese Post:

...
Wenn du die Batterie wieder auf 20–25 °C erwärmst, kannst du vermutlich fast die komplette Energie abrufen. Es ist also eine temporäre Einschränkung durch die Kälte.
Die Energie ist nicht verloren, sondern sozusagen „eingefroren“

Stimmt es, könnte die Batterie "leer" anzeigen (Spannung niedrig), und falls sie warm wird, würde angeblich die Spannung wieder steigen und sie ist nicht mehr "leer".
Ob es stimmt, weiß ich nicht.

Wie du siehst, meine Eingangsfrage ist gar nicht so banal.

[Doraemon]

Stimmt es, könnte die Batterie "leer" anzeigen (Spannung niedrig), und falls sie warm wird, würde angeblich die Spannung wieder steigen und sie ist nicht mehr "leer".
Ob es stimmt, weiß ich nicht.

So würde ich es sehen, allerdings wenn du in dieser Zeit entladen solltest würde durch den erhöhten Innenwiderstand mehr Verlustleistung entstehen und somit weniger Kapazität, soweit meine Theorie.

[raidy]

So würde ich es sehen, allerdings wenn du in dieser Zeit entladen solltest würde durch den erhöhten Innenwiderstand mehr Verlustleistung entstehen und somit weniger Kapazität, soweit meine Theorie.

Durch den Innenwiderstand würde aber auch Verlustleistung IN der Batterie entstehen, welche diese dann aufwärmt und somit müsste der Widerstand wieder aufs Normalmaß sinken.

Fragen über Fragen....

[Cybersoft]

Im Kfz kommt das ja nicht vor da die Zellen klimatisiert werden. Da ist immer alles nahe dem optimalen Temperaturbereich.

-Eine Lifepo4 Zelle hat einen Arbeitsbereich von ~ -30 bis + 55 Grad Celsius
-Ein Lifepo4 Zelle kann, anders als Bleizellen, wegen der geringen Spannungsdifferenz zwischen 40 und 90% Kapazität, nicht anhand der Spannung bestimmt werden.

Ein halbwegs gutes BMS rechnet anhand eines shunts und misst die Spannung, bildet daraus die Anzeige des Füllstands. Im Kfz sind hochwertige BMS verbaut. Wenn da leer angezeigt wird ist die Batterie leer unabhängig vom Temperaturbereich. (Leer im Sinne des Herstellers)

Zurück zum Beispiel oben: Selbst bei einer Außentemperatur von -5 Grad waren die Zellen deutlich wärmer ich schätze um die 10 Grad. Da machen die 14 Grad in der Garage keinen messbaren Unterschied.

(Mein Hybrid fuhr auch noch elektrisch bei Anzeige 0 km Reichweite und 0%, da ist immer noch Reserve drin bevor ganz abgeschaltet wird)

[Südschwede]

Energie die in der Batterie in Wärme umgesetzt wird, ist weg und kommt auch durch erwärmen nicht wieder. Sie wird auch nicht bei der Messung berücksichtigt.
Dann währe noch die Frage, woher stammen deine Meßergebnisse? Die Daten aus dem BMS sind nicht immer zuverlässig.

[Cybersoft]

Mal ganz lesen .. ich habe auch ein wenig gebraucht um es zu verstehen.

Es geht darum ob Energie (die "eingefroren" ist), wieder freigeben wird, wenn externe Wärme zugeführt wird.

Ich sage bei lifepo4 in der Betriebstemperatur: Nein

[Fulli1]

Moin,
ich hab mal die chinesische KI gefragt, die muss sich ja mit Li auskennen.
Vielleicht können die Spezialisten hiermit was anfangen:

Lithium-Ionen-Akkus liefern bei Kälte weniger Strom aufgrund mehrerer zusammenspielender Faktoren, die ihre elektrochemische Leistungsfähigkeit beeinträchtigen:

1. **Verlangsamte Ionenbewegung im Elektrolyt**:
Bei niedrigen Temperaturen wird der Elektrolyt (flüssig oder gelartig) zähflüssiger. Dies behindert die Bewegung der Lithium-Ionen zwischen Anode und Kathode, was den **Innenwiderstand** erhöht. Ein höherer Widerstand führt zu einem stärkeren Spannungsabfall unter Last, sodass weniger nutzbarer Strom zur Verfügung steht.

2. **Reduzierte elektrochemische Reaktionsgeschwindigkeit**:
Chemische Reaktionen an den Elektroden benötigen thermische Energie. Bei Kälte fehlt diese Energie, sodass die Aktivierungsbarrieren für die Ladungsübertragung schwerer überwunden werden können. Dies verringert die **Effizienz der Ladungsabgabe**.

3. **Einschränkungen der Interkalation**:
Die Einlagerung (Interkalation) der Lithium-Ionen in die Elektrodenmaterialien (z. B. Graphit an der Anode) verlangsamt sich. Dadurch sinkt die **reversible Kapazität** des Akkus kurzfristig, da weniger Ionen pro Zeiteinheit übertragen werden können.

4. **Risiko der Lithium-Plattierung**:
Bei sehr tiefen Temperaturen (unter 0°C) können sich Lithium-Ionen nicht mehr effizient in die Anode einlagern. Stattdessen scheiden sie sich metallisch ab (**Lithium-Plattierung**), was zu Dendritenbildung und dauerhaften Schäden führen kann. Schutzschaltungen unterbrechen daher oft die Stromentnahme, um dies zu verhindern.

5. **Leistungsdrosselung durch Sicherheitssysteme**:
Moderne Akkus und Geräte verfügen über Temperatursensoren, die bei Kälte die Entladerate begrenzen oder die Stromentnahme ganz stoppen. Dies dient dem Schutz vor irreversibler Kapazitätsverluste oder Kurzschlüssen.

**Praktische Auswirkungen**:
- Akkus liefern spürbar weniger Energie (z. B. in Smartphones oder Elektroautos).
- Die nutzbare Kapazität sinkt temporär, erholt sich aber bei Erwärmung.
- Extremtemperaturen können Langzeitschäden verursachen, wenn der Akku häufig unter Kälte strapaziert wird.

**Lösungsansätze**:
- Akkus vor Nutzung in warmer Umgebung lagern.
- Geräte mit thermischem Management (z. B. beheizbare EV-Batterien).
- Verwendung von Elektrolyt-Zusätzen oder Festkörperelektrolyten für bessere Kälteperformance.

Volker

[Cybersoft]

1) Lithium Ionen ist nicht gleich Lithium Eisen Phosphat
2) geht es nicht um Temperaturen außerhalb des Betriebsbereich

[Tdr01]

Moin,

bleibt immer noch die Frage von "Südschwede", womit gemessen wurde.
Und, wurden die Batterien bei 5 Grad geladen?
Kann es nicht auch sein, dass das BMS in dem Temperaturbereich die Ladung schon unterbindet?
Wäre nicht ungewöhnlich.
Wie sind die Einstellungen hierzu im BMS?

Gruß
Thomas

[biauwe]

Ich lade 4kWh in einen LiFePo Akku,

Wo und wie wurden die 4 kWh gemessen?