Wird ein Elektroauto längere Zeit nicht benutzt, „verhungert“ die Batterie?

Prüfungsexperte: Wang Jinlu, Leiter für Forschung und Entwicklung im Bereich Stromversorgung, Shenzhen Lingkang Technology Co., Ltd.

Freunde, die Elektroautos benutzen, werden feststellen, dass die Lebensdauer der Batterien von Elektroautos nach jeder vollständigen Aufladung nach längerer Nutzung immer kürzer wird. Und was noch schlimmer ist: Wenn der Akku längere Zeit nicht verwendet wird, ist er leer und kann nicht mehr aufgeladen werden.

Warum nimmt die Energiemenge ab, die eine Batterie speichern kann? Wie lässt sich verhindern, dass die Batterie weniger Energie speichert oder gar nicht mehr geladen werden kann?

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Wie wird die Batterie verbraucht?

Zu den gängigen Batterietypen für Elektrofahrzeuge auf dem Markt zählen Blei-Säure-Batterien, Lithium-Batterien, Graphen-Batterien usw. Heute werde ich Ihnen etwas über die Blei-Säure-Batterien erzählen, die heutzutage am häufigsten in Elektrofahrzeugen verwendet werden.
Im Vergleich zu anderen Batterien sind Blei-Säure-Batterien günstig, recycelbar und sehr sicher. Theoretisch beträgt die Lebensdauer von Blei-Säure-Batterien etwa 2 Jahre und sie können etwa 400 Tiefentladungen und Tiefentladungen standhalten .

Quelle für Blei-Säure-Batterien für Automobile ｜ Stromnetz

Um zu verstehen, wie Batteriestrom verbraucht wird, müssen wir zunächst verstehen, wie Blei-Säure-Batterien funktionieren.

Wie in der Abbildung unten dargestellt, haben Batterien im Allgemeinen zwei Platten, eine Anode und eine Kathode. Beim Laden und Entladen der Batterie kommt es zu einer chemischen Reaktion des Elektrolyten mit den aktiven Substanzen auf den Kathoden- und Anodenplatten, wodurch Elektronen zwischen Anode und Kathode hin- und herzirkulieren und dabei freigesetzt oder absorbiert werden, wodurch die Batterie geladen und entladen wird.

Schematische Darstellung einer Zink-Kupfer-Batterie Quelle: Wikipedia Die Anode und Kathode der Blei-Säure-Batterie bestehen aus Bleidioxid (PbO₂) bzw. Blei (Pb), der Elektrolyt ist verdünnte Schwefelsäure. Batterien wandeln beim Laden elektrische Energie in chemische Energie um, und beim Gebrauch wandeln sie durch Entladen chemische Energie in elektrische Energie um.

Die Elektroden von Blei-Säure-Batterien bestehen aus vielen kleinen, übereinander gestapelten Elektrodenpartikeln. Bei der kontinuierlichen Übertragung von Blei-Säure-Ionen wird die Elektrodenstruktur unter idealen Bedingungen nicht beschädigt. Tatsächlich kommt es jedoch aufgrund verschiedener nicht idealer Faktoren dazu, dass Elektronen beim Eintreten und Austreten aus den Elektroden unweigerlich mit den Elektroden kollidieren oder andere elektrochemische Reaktionen auslösen, wodurch die Elektrodenplatten beschädigt werden und die Batterie allmählich inaktiv wird.

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Warum werden Batterien immer weniger langlebig?

Einer davon ist die Batterie selbst.

Die Spannungscharakteristik einer Blei-Säure-Batterie besteht darin, dass die Batterie mit der Zeit allmählich elektrische Energie abgibt. Im späteren Entladestadium weist die Batteriespannung jedoch eine plötzliche Abfallwellenform auf. Wenn sich die Batterie zu diesem Zeitpunkt weiter entlädt, führt dies zu einer Überentladung der Batterie. Mit der Zeit verschlechtert sich die Gleichgewichtskonsistenz im Inneren der Batterie und die Lebensdauer der Batterie nimmt immer mehr ab.

Manche Menschen sind es gewohnt, ihr Elektrofahrzeug erst aufzuladen, wenn der gesamte Strom verbraucht ist. Dies mag wie ein „zeitnahes“ Aufladen erscheinen, ist jedoch sehr schädlich für die Batterie. Denn durch Tiefentladung versalzen die inneren Teile der Batterie leicht, was in schweren Fällen zu Verformungen und Aufblähungen der Batterie führen kann und somit ein Sicherheitsrisiko darstellt.

Der Industriestandard für Batterien erfordert eine Entladung von 70 % für die Zyklenlebensdauer der Batterie, was bedeutet, dass eine 10-A-Batterie 84 Minuten lang bei 5 A entladen wird. Dies bedeutet auch: Je geringer die Entladetiefe der Batterie, desto länger ist ihre Zyklenlebensdauer und desto länger ist ihre Lebensdauer.

Zweitens die Temperatur der Ladeumgebung

Gemäß idealen Laborbedingungen erfolgt das Laden am besten bei Raumtemperatur, also 25 Grad Celsius . Allerdings werden Elektrofahrzeuge häufig im Freien geladen, was unter extremen Bedingungen im Sommer oder Winter zu Problemen mit einer Unter- oder Überladung der Batterie führen kann. Diese Probleme sind Faktoren, die dazu führen, dass die Batterie zunehmend schwächer wird.

Quelle: pexels

Darüber hinaus steht es auch im Zusammenhang mit der Cadmiumentfernung und Sulfatabscheidung aus Blei-Säure-Batterien. Da herkömmlichen Blei-Säure-Batterien Cadmium zugesetzt wird, kann dies zwar die Leistung und Lebensdauer der Batterien verbessern, führt jedoch zu einer erheblichen Umweltverschmutzung. Aus Umweltschutzgründen werden die großen Hersteller von Blei-Säure-Batterien ihren künftigen Batterien daher kein Cadmium mehr beifügen. Der Mangel an Cadmium hat zu einer unterschiedlich starken Verschlechterung verschiedener Leistungsmerkmale geführt, einschließlich einer Verkürzung der Batterielebensdauer.

Darüber hinaus beginnt der Sulfatierungsprozess, nachdem die Batterie entladen ist. Wenn nicht rechtzeitig aufgeladen wird, sammeln sich die Sulfidkristalle an und bilden nach und nach grobe Kristalle . Gegen diese groben Kristalle sind herkömmliche Ladegeräte machtlos, sie führen mit der Zeit zu einer Verringerung der Akkukapazität und einer Verkürzung der Akkulebensdauer. Achten Sie daher neben dem täglichen Laden auch darauf, den Akku möglichst zeitnah nach dem Gebrauch aufzuladen, um ihn möglichst voll geladen zu halten.

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Wie verwendet man Batterien richtig?

Wie bei herkömmlichen Batterien ist auch bei Blei-Säure-Batterien auf die Art ihrer Verwendung zu achten. Nur durch den richtigen Umgang mit dem Akku kann die Lebensdauer des Akkus verlängert werden.

1. Wie vermeidet man die Situation, dass der Akku leer ist und nicht aufgeladen werden kann?

Wenn die Batterie längere Zeit nicht verwendet wird, verschwefeln die Batterieplatten, wodurch die Batterie mangelhaft wird und nicht mehr geladen werden kann. Wenn das Gerät längere Zeit nicht verwendet wird, müssen Sie daher den Akku aus dem Gerät herausnehmen . Dadurch kann die Akkulebensdauer effektiv verlängert werden.

Schalten Sie den Leckageschutz aus. Wenn sich das Elektrofahrzeug im Normalbetrieb befindet und der Stromkreis überlastet ist oder einen Kurzschluss aufweist, kann der Fehlerstromschutz das Auftreten von Stromschlagunfällen verringern und die persönliche Sicherheit schützen. Er kann jedoch ausgeschaltet werden, wenn das Elektrofahrzeug nicht läuft. Nach dem Ausschalten des Leckageschutzes befindet sich das gesamte System im ausgeschalteten Zustand. Wenn sich die Batterie in einem stromlosen Zustand befindet, findet in ihr keine elektrochemische Reaktion statt und der Sulfatierungszustand wird gestoppt , was die Batterie bis zu einem gewissen Grad schützen kann.

Regelmäßig aufladen. Wenn ein Elektrofahrzeug längere Zeit nicht benutzt wird, muss das Gerät regelmäßig aufgeladen werden, um die Aktivität der Wirkstoffe an den Elektroden in der Batterie aufrechtzuerhalten und den Batterieverschleiß zu verlangsamen.

2. Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der täglichen Verwendung von Batterien zu beachten?

Wenn Sie das Gerät längere Zeit lagern müssen, halten Sie die Akkuleistung am besten bei etwa 50 %, da dies der beste Lagerzustand für den Akku ist.

Verwenden Sie das Original-Ladegerät. Das Originalladegerät ist am besten geeignet und stabil. Bei anderen Ladegeräten kommt es zwangsläufig zu Nichtübereinstimmungsproblemen.

Laden Sie den Akku nicht erst auf, wenn er extrem schwach ist. Schließen Sie das Ladegerät stattdessen erst an, wenn der Akku 30 % erreicht hat. Du musst ihn nicht jedes Mal auf 100 % laden, mehr als 80 % reichen völlig aus. Bei jeder 100-prozentigen Aufladung erhöht sich die Batteriespannung, was die Batterie belastet.

Bildquelle | Baidu-Enzyklopädie

Bei einer falschen Ladereihenfolge kommt es zu einer großen Stoßspannung, auch Stoßspannung genannt. Die richtige Ladereihenfolge sollte darin bestehen, zuerst den Steckdosenstecker anzuschließen und dann das Datenkabel mit dem Elektrofahrzeug zu verbinden, wodurch die Überspannung reduziert werden kann.

Laden Sie in einer geeigneten Umgebung. Eine zu kalte oder überhitzte Umgebung kann leicht die Geschwindigkeit der elektrochemischen Reaktion innerhalb der Batterie beeinträchtigen und Probleme wie eine übermäßige oder unzureichende elektrochemische Reaktion verursachen. Vermeiden Sie daher die Nutzung von Elektrofahrzeugen bei extremen Umgebungstemperaturen.

Wir müssen die Batterien von Elektrofahrzeugen wissenschaftlich und richtig verwenden und im Alltag auf die richtige Lademethode achten. Gleichzeitig müssen wir auch davon ausgehen, dass die Entwicklung der Batterietechnologie die Batterieleistung weiter verbessern wird.