Sollte man einen Lithium-Ionen-Akku beim ersten Mal vollständig entladen?

Nein, das vollständige Entladen eines Lithium-Ionen-Akkus bei der ersten Verwendung ist nicht notwendig und kann die Lebensdauer beeinträchtigen. Moderne Li-Ionen-Zellen leiden im Gegensatz zu älteren Batterien auf Nickelbasis nicht unter dem „Memory-Effekt“. Um die Haltbarkeit zu gewährleisten, laden die Hersteller sie auf 30–60 % vor. Teilentladungen (20–80 %) optimieren die Zyklenlebensdauer, während Tiefentladungen unter 2,5 V/Zelle zu einem Spannungsabfall oder dauerhaften Schäden führen können.

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Warum hält sich der Mythos vom „vollständigen Entladen“ hartnäckig?

Viele assoziieren Lithium Batterien mit veralteten Nickel-Cadmium (NiCd)-Praktiken, bei denen eine vollständige Entladung erforderlich war, um den Spannungsspeicher zurückzusetzen. Aufgrund der Festelektrolytschnittstelle (SEI) und des Coulomb-Wirkungsgrads (99 %+) von Li-Ion ist dies irrelevant. Starke Zyklen beanspruchen die Gitterstrukturen der Anode und beschleunigen den Kapazitätsverlust.

In der Vergangenheit entwickelten NiCd-Batterien ein „Gedächtnis“, wenn sie nicht vollständig entladen wurden, was dazu führte, dass Benutzer eine ähnliche Logik wie Li-Ionen anwendeten. Allerdings verwenden Lithiumzellen Graphitanoden, die nicht wie Cadmium kristallisieren. Eine MIT-Studie aus dem Jahr 2021 ergab, dass 0–100 % Entladungen die Lebensdauer von LiFePO4 um 40 % verkürzen, verglichen mit 20–80 % Zyklen. Profi-Tipp: Verwenden Sie ein BMS mit einer auf 3,0 V/Zelle eingestellten Niederspannungstrennung (LVD). Wenn beispielsweise ein 72-V-Akku (20S) unter 60 V entladen wird, besteht die Gefahr einer Kupferauflösung, was zu internen Kurzschlüssen führen kann. Aber warum hilft Teilladung? Flache Zyklen minimieren die Verdickung der SEI-Schicht, die die Anode mit der Zeit isoliert.

Was ist die optimale Erstladung für einen neuen Li-Ionen-Akku?

Vor dem ersten Gebrauch auf 50–70 % aufladen. Die meisten Li-Ionen-Akkus werden mit 3,7–3,8 V/Zelle (Lagerspannung) geliefert, um die Verschlechterung zu minimieren. Eine moderate erste Ladung gleicht die Elektrolytaktivierung aus, ohne die Elektroden zu stark zu belasten.

Werksseitige Formationszyklen bereiten die Zellen vor, aber Benutzer sollten Extreme vermeiden. Eine sofortige Aufladung auf 100 % kann zu einer Überdehnung der Anode führen, wohingegen eine Unterladung die SEI-Schicht ungleichmäßig zurücklässt. Technische Daten: Ladegeräte sollten in den ersten drei Zyklen eine Rate von ≤ 0,5 °C (z. B. 2 A für eine 4-Ah-Zelle) verwenden, um die Innenwiderstände zu stabilisieren. Stellen Sie sich das in der Praxis wie das Einfahren eines neuen Motors vor – eine schonende frühzeitige Verwendung verbessert die langfristige Leistung. Profi-Tipp: Kalibrieren Sie die Batterieanzeigen monatlich, indem Sie auf 100 % laden und auf 5 % entladen, aber nur, wenn Ihr BMS Deep-Cycle-Wiederherstellungsmodi unterstützt.

Wie wirken sich Tiefentladungen auf die Gesundheit von Li-Ionen aus?

Spannungsabfälle unter 2,5 V/Zelle lösen Kupfer-Shunts aus, die Stromkollektoren korrodieren. Dies erhöht den Innenwiderstand, verringert die Energieabgabe und führt zu einem Spannungsabfall unter Last.

Bei <2 V zerfällt der Elektrolyt in Gase, wodurch die Zelle anschwillt. Eine Stanford-Analyse aus dem Jahr 2023 ergab, dass 10 Tiefentladungen (0 %) die NMC532-Kapazität um 32 % verringerten. Analog dazu ist es so, als würde man einen Schwamm austrocknen – wiederholte Belastung lässt ihn weniger saugfähig werden. Profi-Tipp: Stellen Sie die Unterspannungswarnungen des Geräts 10 % über den BMS-Abschaltwerten ein. Wenn die LVD Ihrer Drohnenbatterie beispielsweise 3,2 V/Zelle beträgt, landen Sie bei 3,5 V, um eine Zellumkehr in Konfigurationen mit mehreren Packungen zu vermeiden.

Einblick von Fasta Power Expert

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