

Efterspørgslen efter effektive og holdbare batteriløsninger stiger i takt med udviklingen af trådløse enheder og eldrevne køretøjer, og batterier er en vigtig del af den grønne omstilling.
Men som virksomhed eller privatperson kan det virke uoverskueligt at vælge en klimavenlig løsning. For selvom lithium-ion-batterier kan genoplades og har en lang levetid, kræver det meget energi at producere og genanvende dem.
- emailE-mail
- linkKopier link

Fortsæt din læsning
- Sortér efter chevron_right
- Trådet debat
Javel, men jeg savner i artiklen hvordan man rent faktisk skal behandle de forskellige typer batterier, for at optimere levetiden. Det er sjældent der følger en forklaring med produktet. En af de få undtagelser har været min kones elcykel, hvor det står at batteriet skal holdes så fuldt opladet som muligt hele tiden. Skal straks oplades efter en tur, og oplades en gang om måneden hvis det ikke bruges. Jeg ved ikke hvilken type det er, men forklaringen passer til gamle blysyre batterier. Modsat NiCad batterier som vi fik at vide helst skulle aflades helt inden opladning, for ikke at få memory effekt. Li ion batterier kender jet ikke nogen forskrift for, men har indtrykket af at det ikke gør den store forskel hvordan man lader. Så jeg lader bare min mobiltelefon hver gang jeg sidder ved en lader. Om den så har 10 eller 90% tilbage. Men er det forkert? Kunne Ingeniøren ikke levere en artikel med gode forklaringer på hvordan de forskellige typer batterier bedst behandles for at få optimeret deres levetid.
Li-ion har bedst af at blive sjatladet omkring midten.
Hej Fleming
Svaret er her - midterste søjle:
https://batteryuniversity.com/articles
fx:
https://batteryuniversity.com/article/bu-808-how-to-prolong-lithium-based-batteriesCitat: "... Lithium-ion suffers from stress when exposed to heat, so does keeping a cell at a high charge voltage. A battery dwelling above 30°C (86°F) is considered elevated temperature and for most Li-ion a voltage above 4.10V/cell is deemed as high voltage. Exposing the battery to high temperature and dwelling in a full state-of-charge for an extended time can be more stressful than cycling. ... In terms of longevity, the optimal charge voltage is 3.92V/cell. Battery experts believe that this threshold eliminates all voltage-related stresses; going lower may not gain further benefits but induce other symptoms(See BU-808b: What causes Li-ion to die?) ..."
https://batteryuniversity.com/article/bu-415-how-to-charge-and-when-to-charge
Det virkelige problem er et standard Li-ion-akkumulatorer har dårlig brugsholdbarhed, LiFePO4-akkumulatorer derimod kan holde til mere end 2000 fulde cykler - måske 8000 2000 fulde cykler - endda ved 60 deg. C!
Hvis man i stedet vælger LiFePO4-akkumulatorer behøver man ikke at "fifle" med ladestrømmen - og kraftige (store (op/af)ladestrømme) minsker ikke levetiden nævneværdigt.
LiFePO4 er robust overfor næsten alt; LiFePO4 (også kaldet LFP, LiFe - og beslægtede) har længere levetid (især A123Systems udgaven - opkøbt af NEC) - også ved højere temperaturer som fx 60 deg. C. Desværre har LiFePO4-typen ikke fået så stor udbredelse endnu:
https://da.wikipedia.org/wiki/Lithium-jern-fosfat-akkumulator
Youtube: Nail penetration testing A123 Li-ion (LiFePO4). Kedelig video - det ryger kun.
A123Systems - cellerne skulle være laser-svejset og dermed mere gastætte, så cellen holder længere: Citat: "... Curent test projecting excellent calendar life: 17% impedance growth and 23% capacity loss in 15 [fifteen!] years at 100% SOC[State-of-Charge], 60 deg. C ... [ side 6: ] Thermal runaway comparison A123 versus mixed oxides and manganese spinel ... [ side 7: ] Thermal runaway comparison A closer look ... Note the consistent, low-rate ramping of A123’s temperature, indicating no thermal runaway …"
SANDIA REPORT SAND2008-5583 Unlimited Release Printed September 2008 Selected Test Results from the LiFeBatt Iron Phosphate Li-ion Battery Thomas D. Hund and David Ingersoll Prepared by Sandia National Laboratories Albuquerque, New Mexico 87185 and Livermore, California: Citat: "... Test results have indicated that the LiFeBatt battery technology can function up to a 10C discharge rate with minimal energy loss compared to the 1 h discharged rate (1C). .... The majority of the capacity loss occurred during the initial [!] 2,000 cycles [ladningscykler], so it is projected that the LiFeBatt should PSOC cycle well beyond 8,394 cycles with less than 20% capacity loss. .... [See graph pdf-page 23] [ Read: 48% capacity available at -30°C. ] [ meget brugbart! ] [ Read: 65% capacity available at -20°C. ] [ Read: 74% capacity available at 0°C. ] ....
.3.8 Over Voltage/Charge Abuse Test
In Figure 16 the events in an over charge/voltage abuse test are documented. Initially, as expected, the cell voltage increases quickly while being charged at 10 A, but then slowly increases after 4.7 V. The cell voltage slowly increases for about 30 minutes while the cell temperature continues to slowly rise to about 100 °C at which time cell voltage spikes to the maximum value of 12 V. At about 110 °C the cell vents liquid electrolyte without any fire or sparks and then open-circuits at 116 °C. After open-circuiting and a loss of electrolyte, the cell looses all voltage at 120 °C. The data acquisition shuts down due to a no voltage condition, but temperature is manually monitored until the cell reaches its maximum value at 160 °C about 20 minutes after the cell open-circuited. …."
Wikipedia: Nikkel-jern-akkumulator - også kaldet Edison-batteri, Edison-akkumulator, Edison-celle, Jungner-akkumulator, Ni-Fe-celle kan holde i flere livstider - 75 år+ - skal dog have skiftet væske fx hver 20 år!
Akkumulatorer med >15.000 fulde cykler findes i dag og selskabet NEC forhandler det.
Så det der med at "fifle" med (op/af)ladning for at få sølle 30% mere, viser blot, at man har valgt en forkert akkumulatorkemi?:
NEC: ALM 12V35, backup: Citat: "... Exceptional 100% deep discharge cycle life ... [aflæst fra kurve side 1: >15.000 fulde cykler] ... Safe, proven, high-performance Nanophosphate® LiFePO4 chemistry ... SAFETY AND COMPLIANCE IEC62133; UL 1973 REACH, RoHS and Battery Directive (2006/66/EC) Meets FCC 47CFR 15 Class B, IEC61000-6-1,-2, -3, -4, ICES-003 UN Manual of Tests and Criteria Part III ..."
Tesla har set LiFePO4 lyset?:
230602, Nyt BYD-batteri i Teslas Model Y viser imponerede ladetest-resultater: Citat: "... Få standardmodeller af Teslas Model Y har fået ny batteripakke. Ud er gået CATLs Qilin-batteri, og ind er kommet BYDs Blade-batteri. Illustration: Tesla. ... Sidste måned rullede den første standardmodel af Teslas Model Y udstyret med et BYD Blade-batteri ud fra Gigafactory Berlin. Batteriet er et lithium-jern-fosfat-batteri (LFP) og kommer fra den kinesiske producent BYD. Og de første ladetests af batteriet viser imponerende resultater. ..."
Tesla har brugt LFP siden slutningen af 2020.
Men kun på udgaverne med lille batteri. LFP har for få Wh/kg, så det kan ikke lade sig gøre på modellerne med stort batteri, uden at bilerne bliver for tunge.
Det her har længe irriteret mig med vores forholdsvist dyre robotplæneklipper.
Den kører ud med fuldt batteri, klipper græs, indtil den er næsten afladet, vender hjem, lader op til fuldt batteri, kører ud osv.
Jeg kunne fint klare mig med, at den kun brugte de midterste 50% af ladekapaciteten. Det ville være betydeligt sundere for batteriet at undgå fuld op- og afladning.
Ulempen ville være flere, men også kortere ladestop, hvilket ville øge klippetiden en smule. Det er ikke et problem for mig, da vores plæneareal kun er ca. 1/3 af klipperens nominelle kapacitet. For andre ville det måske være et problem, men så kunne man jo gøre det til en option i softwaren. Der er allerede 1000 andre indstillingsmuligheder, hvoraf mange virker endnu mere eksotiske.
Som artiklen påpeger, ville det også være formålstjenligt, at den kun ladede til 50%, når den vendte hjem efter dagens sidste klipning, og så ventede med resten af opladningen indtil næste dag. Li-Ion batterier har det bedst med at stå parkeret omkring halv opladning eller lidt lavere.
Den kører ud med fuldt batteri, klipper græs, indtil den er næsten afladet, vender hjem, lader op til fuldt batteri, kører ud osv. Jeg kunne fint klare mig med, at den kun brugte de midterste 50% af ladekapaciteten.
Men ved du hvor meget den egentligt oplader til. De mange elbiler lader jo f.eks. kun op til 90%.
Jeg ved ikke hvad min Robotstøvsuger gør, men efter at IRobot gik over til LiOn, har jeg ikke skiftet et eneste batteri. Men ellers holdt de gamle NiMh batterier et år, og de kørte nærmest 2 gange hver dag.
Jeg ved, at batteriet har forholdsvis begrænset levetid, hvilket tyder på, at det lever et hårdt liv.
Ulempen ville være flere, men også kortere ladestop, hvilket ville øge klippetiden en smule. Det er ikke et problem for mig, da vores plæneareal kun er ca. 1/3 af klipperens nominelle kapacitet. For andre ville det måske være et problem, men så kunne man jo gøre det til en option i softwaren. Der er allerede 1000 andre indstillingsmuligheder, hvoraf mange virker endnu mere eksotiske.
Plæneklipperen kan også selv finde et estimat for arealet af plænen, ved at måle induktionen i ledningen der er lagt rundt i haven.
Det korte svar- det betaler sig åbenbart bedst at smide ressourcerne ud uden at skænke andet end pengene en tanke. Og det koster i det lange løb.
jeg håber det ændrer sig med en eu lovgivning.
Jeg ser oceaner af primærbatterier ( =engangs-) ( str. AA -AAA , brunsten - ziMnC , Alkaline, Li-Io cr2032 coincell, osv) ryge i skraldespanden , eller i bedste fald til batteri-kemiaffald -indsamling . Desværre er de "rigtige" genopladelige ( NiCD NiMH , ) ikke så meget bedre når de bruges af alm forbrugere , især når de også ryger i kemisuppen efter brug, ofte ved et uheld.
Der er rigtig mange billige skod batterier imellem, men blandt de bedre mærker af især 1-gangs- Alkaline AA er der god mulighed for at genoplade dem med en ret god forlænget brugstid , bare de ikke skal præstere høj strøm til kritiske formål - men i legetøj, jule lys cykel/ lommelygter osv kan de køre adskillige omgange genopladning , før kemien bliver træt. Og da de allerede er affald - er de "gratis". Det kan blive til mange sparede batterier på en vinter. Opladeren jeg har er tysk fra Targa, Tronic TLGL1000 (år 2014) , der tester og styrer ladning ca 1A på hver enkelt celle plus et Li-io 4.2V til gl mobiler. Se manualen på www.
Der var en debat før om dette på ing.dk se https://ing.dk/debat/batterioplader-til-engangsbatterier - nu med enkelte døde links.
Producenterne oplyser ikke om batterilevetider.
Jeg syntes, det er særligt et problem for produkter der anvender engangsbatterier. Eksempel: Røgalarmer skal ofte have udskiftet batterier hver 2. måned. Andre alarmer, har trådløs forbindelse, og holder 10 år på et batteri! Det siger sig selv, at producenterne helst ikke vil oplyse om, at deres røgalarm bruger flere penge til batterier over 10 år, end de kan få en trådløs alarm til, der har inkluderet et 10 års batteri.
Jeg har skilt en parkeringsskive ad, for at finde ud af, hvordan den kunne bruge 1mA konstant, når den lå stille, og bilen ikke kørte. Det skyldes, at der sad en billig kinesisk accellerometerchip i den, som brugte en stor del af strømmen, og dertil var en modstand over plus og minus, der øgede strømforbruget ydeligere.
ADXL367 er en anden accellerometer. Den har et strømforbrug på 0,89uA ved 1.1V og i wake-up mode (når bilen holder stille) er forbruget kun 180nA. Det er et forbrug, som er 5000 gange mindre, end en typisk skive du kan købe i butikken. Det er rigeligt til at drive en parkeringsskive i over 20 år. Med et forbrug under 1µA kan du få engangsbatterier i superbrugsen, der har en levetid på over 25 år for en enkelt AAA celle med 20 års levetid. LCD displayet bruger også lidt strøm - under 100nA når der kun drives et segment, som for de fleste parkeringsskiver. CPU'en jeg brugte var en XLP processor, med et strømforbrug på 300nA incl. RTC ur.
Det største problem vi har er engangsbatterier - fordi at ingeniørerne åbenbart ikke kan finde ud af, at spare på energien når de laver noget batteridrevet. At direkte sætte en 10-100kOhm modstand over plus og minus, for at få batteriet til at blive drænet, er rent svineri.
Jeg tror, at det kunne hjælpe hvis EU satte krav til, at alle produkter med engangsbatterier skal sælges incl. batteri, og batterilevetiden skal være mindst 10 år på det indbyggede batteri.
For langt de fleste produkter er intet problem at få produktet til at holde i 10 - 20 år på 1-2 AA batterier. Det gælder både ure, røgalarmer, trådløse røgalarmer, CO2 alarmer, parkeringsskiver, fjernbetjeninger, trådløs elektronik som f.eks. trådløse temperaturmålere og trådløse vejrstationer, og meget andet.
Enig i dine betragtninger.
En ting er strømforbruget, der bestemt kan optimeres, noget andet er hvordan produktet er designet ift. batteriets spændning, altså hvilken minimums spænding det kan fungere ved.
En 1.5V alkaline celle falder løbende under afladning, indtil den når omkring 0.8V, hvorefter den dropper meget skarpt. Heromkring giver kemien op, det er en irreversibel proces, nu er batteriet ved at være afladt. De præcise kurver kan findes ved producenten.
Det burde være muligt at forlange, at batteridrevne produkter i det mindste kan følge med ned til 1V cellespænding - det er der RIGTIGT MANGE, der ikke kan og derfor smider vi i praksis energi lige i skraldespanden. EEVblog har en række videoer på Youtube om alkaline batteriers kapacitet og hvordan man bedst udnytter den. Klar anbefaler, hvis man er ny i den verden.
Det er en kunst at designe elektronik korrekt til batteridrift, det er ikke noget man bare lige gør (been there, done that). Det tager tid (og penge), det prioriteres desværre ikke.
mvh
Det burde være muligt at forlange, at batteridrevne produkter i det mindste kan følge med ned til 1V cellespænding - det er der RIGTIGT MANGE, der ikke kan og derfor smider vi i praksis energi lige i skraldespanden. EEVblog har en række videoer på Youtube om alkaline batteriers kapacitet og hvordan man bedst udnytter den. Klar anbefaler, hvis man er ny i den verden. Det er en kunst at designe elektronik korrekt til batteridrift, det er ikke noget man bare lige gør (been there, done that). Det tager tid (og penge), det prioriteres desværre ikke.
Jeg er enig. Desværre, så er de færreste chips specificeret til lave spændinger, selvom det ofte viser sig, at de faktisk fungerer ned til 1V. Ved lave klokfrekvenser er ikke ualmindeligt at f.eks. mikrocontrollers kan fungere ned til spændinger der er væsentligt under det specificerede af producenten. Den specificerede spænding, er typisk når de kører ved 10 - 20 MHz. Kører de ved kun 30kHz så kan de ofte fungere ved en meget lavere spænding end specs.
En mulighed er at sætte to celler i serie. Hos Energizer anvender de reelt et 3V LiOn batteri i deres 1,5V batterier med lang levetid, og jeg mener de bruger en enkelt FET transistor, der reducerer spændingen til 1,5V ved at justere gate spændingen. Man kan bruge en enkelt FET som en utrolig strømbesparende spændingsregulator ved at anvende en justeret gatespænding. Den har derfor meget konstant spænding, og de garanterer en levetid på 20 år.
Almn. alkali celler har også en god levetid, men her er som du nævner vigtigt, at elektronikken fungere ned til en lav cellespænding på ca. 0,8V.
"Mange forbrugere er ligeglade" tror de fleste forbrugere ikke aner hvad der gør en forskel, jef selv inklusive. i telefoner og biler og andre forbrugsvarer bør det være muligt at kode et bms.med fx to indstillinger "batterivenlig" til dagligdagen og en hvor man gpr lidt til grænsen når der egentlig er brug for det.
"Mange forbrugere er ligeglade" tror de fleste forbrugere ikke aner hvad der gør en forskel, jef selv inklusive. i telefoner og biler og andre forbrugsvarer bør det være muligt at kode et bms.med fx to indstillinger "batterivenlig" til dagligdagen og en hvor man gpr lidt til grænsen når der egentlig er brug for det
Telefoner er også et godt eksempel på et produkt, som er udvikle til at svine med strømforbruget, specielt i standby mode. Det skyldes blandt andet de trådløse standarder, hvor man ikke har overvejet standby forbruget stort. Det er intet problem, at lave mobiltelefoner, der har et standby forbrug i mikroampare størrelsen, og stadigt vil du kunne ringe til telefonen, sende SMS til telefonen osv. Naturligvis vil tale i telefonen koste strøm, men har du telefonen til at ligge uden at bruge den, vil den nemt kunne holde flere år på en opladning. Men hele mobiltelefon teknologien, er lavet til det modsatte - til at motivere til udviklingen og produktionen er mere stærke batterier. Og, det har der måske også været lidt fornuft i, da dette kan være årsagen til, at vi nu har elbiler. Men, de har et alt for stor standby forbrug. Du skal kunne have telefonen til at ligge i over et år uden at oplade den, og den skal stadigt ringe, når du ringer til den. Ellers er den ikke lavet af dygtige ingeniører der kan deres ting.