Wie schnell kann ein Li-Ionen-Akku geladen werden?

LiIon-Akkus können mit der von ihren Herstellern empfohlenen Rate sicher (ausreichend) geladen werden. Schneller ist möglich und kann "sicher" sein, aber alle Garantien sind aus und eine kürzere Lebensdauer oder eine augenblicklich sehr kurze Lebensdauer sind definitive Optionen.

Zuletzt hinzugefügt . Diese Tabelle aus der nachstehenden Referenz der Batterieuniversität bietet einen hervorragenden Kommentar zu den Ladezeiten von LiIon.

Der vom Hersteller angegebene maximale Ladestrom beträgt C/1 (= 1 A pro Ah Kapazität), aber einige geben C/2 an, einige wenige 2 C, und einige Spezialzellen können viel höhere Laderaten ermöglichen.

Dieser Strom wird angelegt, bis Vmax erreicht ist – typischerweise 4,1 oder 4,2 V. Diese Spannung wird beibehalten und die Batterie nimmt unter ihrer eigenen „Steuerung“ einen abnehmenden Strom auf, bis eine Entscheidung zum Beenden des Ladevorgangs getroffen wird.

Bei konstantem Stromanstieg wird Vmax bei etwa 66 % bis 85 % der vollen Kapazität erreicht - wahrscheinlich typischerweise etwa 80 %? Bei 1 °C werden 80 % der Kapazität in 80 % von 1 Stunde = 48 Minuten erreicht. EINIGE Schnellladegeräte erklären hier, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist – daher scheinen einige sehr schnell zu sein, ohne etwas Kluges zu tun, außer früh aufzuhören .

Dies ist der optimale Lagerpunkt für eine lange Lebensdauer.

Der Strom wird nun unter Kontrolle der Batteriechemie auf nichtlineare Weise auf Null abfallen. Je tiefer es wird, desto langsamer geht es. Einige Ladegeräte beenden den Ladevorgang bei beispielsweise 33 % des vollen Stroms oder 25 % oder 20 % oder 10 %. Um die maximal mögliche Kapazität zu erhalten, muss der Strom auf einen niedrigen Prozentsatz des Maximums abfallen können, sodass er viel länger dauern kann als die Zeit, die zum Einlegen der ersten 80 % oder so benötigt wird. Einige Ladegeräte stoppen beispielsweise bei I = 33% des Maximums und benötigen insgesamt 2 Stunden , andere bei 10% des Imax und benötigen 4 Stunden - und alle können im Allgemeinen nahezu identisch sein.

Da das langsam abnehmende Stromende ein wesentlicher Bestandteil einer wirklich vollen Ladung ist, wird das Verdoppeln des Imax auf sagen wir 2C das Laden aufgrund des langen abnehmenden Stromendes nur etwas schneller machen.

Hier ist ein besserer als üblicher Kommentar zum LiIon-Laden. Battery University - Laden von Lithium-Ionen-Akkus

Text von dort - Anmerkungen zu "Wunderladegeräten" beachten.

• Das Li-Ionen-Ladegerät ist ein Spannungsbegrenzungsgerät, das dem Blei-Säure-System ähnlich ist. Der Unterschied liegt in einer höheren Spannung pro Zelle, einer engeren Spannungstoleranz und dem Fehlen von Erhaltungs- oder Erhaltungsladung bei voller Ladung. Während Bleisäure eine gewisse Flexibilität in Bezug auf die Spannungsabschaltung bietet, sind Hersteller von Li-Ion-Zellen sehr streng in Bezug auf die richtige Einstellung, da Li-Ion keine Überladung akzeptieren kann.

• Das sogenannte Wunderladegerät, das eine Verlängerung der Akkulaufzeit verspricht, und Methoden, die zusätzliche Kapazität in die Zelle pumpen, gibt es hier nicht . Li-Ion ist ein „sauberes“ System und nimmt nur das auf, was es aufnehmen kann. Alles, was darüber hinausgeht, verursacht Stress. Die meisten Zellen laden auf 4,20 V/Zelle mit einer Toleranz von +/–50 mV/Zelle. Höhere Spannungen könnten die Kapazität erhöhen, aber die resultierende Zelloxidation würde die Lebensdauer verringern. Wichtiger ist die Sicherheit beim Laden über 4,20 V/Zelle. Abbildung 1 zeigt die Spannungs- und Stromsignatur, wenn Lithium-Ionen die Stufen für Konstantstrom und Topping-Ladung durchlaufen

http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries

Es gibt neue chemische Zusammensetzungen auf Lithiumbasis und neue mechanische Anordnungen, die es ermöglichen, Zellen auf Lithiumbasis schneller aufzuladen. Wenn der Hersteller sagt, dass es so ist, kann es tatsächlich so sein. Ich habe anscheinend Standard-LiIon-Zellen mit 2C-Ladewerten gesehen, aber die Norm ist 1C max. (siehe oben)

Ein Hauptfaktor bei Problemen mit der Lebensdauer und Rate von Lithiumionen ist die signifikante Änderung des mechanischen Volumens, wenn Lithiummetall zu Teilen der Zelle hinzugefügt oder von diesen entfernt wird. Solche Probleme sind ein wesentlicher Faktor bei der Bestimmung der Lebensdauer von LiIon-Zyklen. Ein Versuch, dies zu verbessern, bestand darin, eine Struktur herzustellen, die an Ort und Stelle blieb, wenn das Lithium ein- und ausplattiert wurde, um mechanische Stabilität zu verleihen. Dies führte zu einer Verringerung der verfügbaren Kapazität, die von der Struktur aufgenommen wurde, und andere Effekte führten zu einer Verringerung der maximalen Klemmenspannung, ABER gab uns die Goodenough-Batterie (großartiger Name).auch bekannt als LiFePo4 mit über 60 % der Kapazität und 15 % weniger Klemmenspannung und wesentlich längerer Lebensdauer und robusteren elektrischen Eigenschaften. [Goodenough ist leichter zu merken als der eigentliche Erfinder Akshaya Padhi - ein Mitglied des Forschungsteams von Goodenough).

Goodenough-Interview 2001 !!! Wow !!!

Die Ladezeit beträgt je nach verwendetem Ladegerät etwa drei bis fünf Stunden.
Im Allgemeinen können Handy-Akkus mit 1 C und Laptop-Typen mit 0,8 C geladen werden,
wobei C der Strom ist, der den Akku in einer Stunde entladen würde.