Kann man LiPo-Akku bei minus 80°C 6 Monate lagern und wieder aufladen?

Ich habe eine technische Frage und richte sie hier an Akku-Elektronikexperten. Welche Akkus kann man 6 Monate bei minus 80 °C lagern, um sie danach für Elektromotoren (Radantriebe, Servos) oder in Kameraelektronik einzusetzen? Ist es möglich, halb geladene Akkus nach 6 Monaten Lagerung bei minus 80°C durch Solarmodule aufzuladen? Wie groß müsste so ein Modul bei einem 6 S LiPo -5000 Ah sein? Welche Akkus schaffen das oder was ist die tiefste Temperatur, die Akkubetrieb damit erlauben? Was passiert mit den Kristallen bei solchen Tiefsttemperaturen? Entlädt sich da der Akku selbst? Ab welcher Tiefst-Temperatur funktionieren die Akkus definitv nicht mehr?


Vielen Dank vorab
 

S_a_S

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Problem ist, dass ein Auskristallisieren des Elektrolyts die Membranen zerstören kann oder sich Dendriten bilden. -50°C ist noch halbwegs marktüblich, allerdings Ladung bei Raumtemperatur.

Aber die Forschung arbeitet daran


Grüße Stefan
 

BZFrank

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Spezialakkus, deren Materialien entsprechend von ihrer Temperaturausdehnung dafür ausgelegt sind, ja.

"Consumer"-Lipos und damit auch die im RC Bereich eingesetzten Lipos, nein, nur mit hohen Schadespotential in der Zelle. Da sich Materialien je nach Temperatur unterschiedlich ausdehnen und zusammenziehen, führt extreme Kälte dann einer Trennung der Kathode von den sie umgebenden Materialien. Ganz schlecht für die weitere Verwendung. -20 Grad C Lagerungstemperatur ist Limit für normale Lipos.
 
Schon mal Danke für die schnellsten Antworten. Bitte weitere Fachtips posten. So wie ich das selbst recherchiere /verstehe ist wohl derzeit die Tiefsttemperatur von Spezialakkus bei -60°C. Nach dem obigen Link und dessen Diagramm ist man bei dem vorgestelltem Produkt bei -40°C nur noch mit 65% der normalen Entladekapazität nutzbar. Wahrscheinlich sinkt die bei -80°C auf 40%.

Was passiert da in den Zellen? Wird die Flüssigkeit dann defcto wie ein Eiswürfel?

Laden nur bei Raumtemperatur? Also Laden im Bereich unter -20°C oder gar tiefer ist nicht möglich? Was passiert da mit dem Elektrolyt? Ich muss beim Laden immer Plustemperatur haben?

Ab wann versagen handelsübliche GoPro Akkus etwa?
 

Meier111

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Meine Info ist schon paar Jahre alt.
Soviel ich weiß, sind in der Raumfahrt immer noch NiCd im Einsatz.
Sind weniger kälteempfindlich als LiPo, LiIon, PB und NiMH.
Weiß aber nicht, bei welcher Temperatur Schluss ist.

Falls Du eine Radionuklidbatterie verwendest, hast genug Wärme, um den NiCd-Akku bei Laune zu halten.😉
 
Die Frage bezieht sich wohl auf den Mars-Copter. Dass es geht, zeigt wohl die aktuelle Situation. Sonst wären dessen Flüge nicht möglich gewesen...

Meinrad
 

BZFrank

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Der Ingenuity-Akku im Mars-Copter hat eine Heizung. Flüge wurden (er ist ja nun defekt leider) erst gestartet wenn die Zellen durch Heizung >10 Grad C Temperatur hatten. Landevorgabe war übrigens eine Entladung des Akkus auf 0.3C, d.h. 70% DOD.

Während der Marsnacht hielt die Heizung die Zellen auch noch auf vertretbarer (Lager-)Temperatur (7 Grad C). Deshalb konnten "normale" (aber selektierte) Sony LiIon-Zellen verwendet werden. Die 7 Grad C ergaben sich aus der Notwendigkeit, den Akku zur "Selbstheizung" zu verwenden, d.h. er lieferte nachts selbst seinen Heizstrom, allerdings nur kleine Ströme bei guter thermischer Issolation.

Das gleiche gilt im Prinzip für alle "normalen" LiIon/LiPos, auch unsere. Eine Entladung mit höheren Strömen unter 10 Grad C ist zu vermeiden, wenn man auf Lebensdauer wert legt. Ich würde für Lipos in unseren RC "Hochstromanwendungen" sogar eher 20 Grad C sagen, 30 Grad C optimal.
 
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BZFrank

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Was passiert da in den Zellen? Wird die Flüssigkeit dann defcto wie ein Eiswürfel?
Jep, Das Elektrolyt, eine Mischung aus Ethylencarbonat, Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Propylencarbonat, Ethylmethylcarbonat u.a. mit LiPF6 wird fest. Schon vorher leidet die Ionenleitfähigkeit stark.

Laden nur bei Raumtemperatur? Also Laden im Bereich unter -20°C oder gar tiefer ist nicht möglich? Was passiert da mit dem Elektrolyt? Ich muss beim Laden immer Plustemperatur haben?
Laden unter 0 Grad C ist schon kritisch und nur mit sehr kleinen Strömen (~0.01C) möglich ohne Schäden zu verursachen. -> Alles was die Leitfähigkeit des Elektrolyts überschreitet, führt zur spontanen Bildung von metallischem Lithium in der Zelle, mit allen Konsequenzen darau.s. Ebenso treten Probleme durch Rissbildung und Zerfall, insb. der Kathode, auf. Noch tiefer kommt es dann schon während der Lagerung selbst zu solchen Zerfallserscheinungen, durch unterschiedliche thermische Ausdehnung der Komponenten in der Zellle.

Ab wann versagen handelsübliche GoPro Akkus etwa?
Siehe oben. Wobei Versagen zweiteilig ist: Es bedeutet a) "niedrigere Lebensdauer" (Kapazitätverlust, höherer Innenwiderstand, Blähungen). Je extremer die Einsatzbedingungen, desto.

Aber auch die aktuelle Leistung b) leidet, bis schliesslich die verfügbare Kapazität auf einstellige Prozentwerte sinkt.

Es fängt bereits bei 10 Grad C Einsatztemperatur an, bei Hochstromanwendungen auch schon früher... Unter 0 Grad C führt fast jede höhere Akkuentladung zu internen Schäden, d.h. verminderter Lebensdauer. Als reine Lagertemperatur geht es auch etwas tiefer, wobei es ab -20 Grad kritisch wird (siehe oben). Man muss den Akku dann aber durch Fremdheizung erwärmen, eine "Selbstheizung" (also Entladung zum Heizen) ist bei solchen Temperatur schädlich. Deshalb auch die Designentscheidungen beim Marscopter.
 
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