LiFePO4-Akkus können mehrere Tausend Lade- und Entladezyklen erreichen. Die Spezifikation des Hysincere LF24100N-B nennt beispielsweise 4.000 Zyklen mit mindestens 60 % verbleibender Kapazität bei 100 % Entladetiefe (DoD) und jeweils 0,5 C beim Laden und Entladen.
Wie viele Jahre das im Betrieb ergibt, hängt von Temperatur, Laden und täglicher Nutzung ab. Für Ihr Gerät zählt, wie lange der Akku die für die Aufgabe benötigte Laufzeit noch bereitstellen kann.
Zyklenzahl und Nutzungsdauer sind nicht dasselbe
Die Zyklenlebensdauer beschreibt das Verhalten in einer festgelegten Lade- und Entladeprüfung. Die Angabe sollte erkennen lassen, welcher Anteil der Kapazität pro Zyklus genutzt wird und welche Kapazität am Ende der Prüfung noch verbleibt.
Die kalendarische Alterung beschreibt Veränderungen über die Zeit, auch bei Lagerung oder geringer Nutzung. Die Forschung zur Alterung von LiFePO4-Zellen betrachtet Temperatur und Ladezustand als relevante Bedingungen. Zyklische und kalendarische Alterung können gleichzeitig auftreten.
Die Nutzungsdauer gibt an, wie lange der vollständige Akku für seine Aufgabe geeignet bleibt. Sie hängt auch vom Zustand des BMS, der Verbindungen und des Gehäuses ab, nicht nur von den Zellen.
Ein Akku mit 80 % seiner ursprünglichen Kapazität ist nicht zwangsläufig unbrauchbar. Er kann weiterhin eine Aufgabe mit geringerem Energiebedarf erfüllen. Benötigt ein Gerät dagegen fast die gesamte ursprüngliche Kapazität für eine Schicht, kann ein Austausch früher nötig werden.
Eine Zyklenangabe für LiFePO4 richtig lesen
Zwei Zyklenzahlen lassen sich erst mit Kenntnis der Prüfbedingungen sinnvoll vergleichen. Prüfen Sie Entladetiefe (DoD), Lade- und Entladerate, Temperatur, Spannungsgrenzen und die definierte Restkapazität. DoD bezeichnet den bei einer Entladung genutzten Kapazitätsanteil. Die C-Rate beschreibt den Lade- oder Entladestrom im Verhältnis zur Kapazität.
Der in diesem Artikel gezeigte Hysincere LF24100N-B mit 25,6 V und 100 Ah ist ein konkretes Beispiel. Seite 7 seiner Spezifikation führt folgende Zyklenangabe auf:
| Angabe | Wert laut Spezifikation |
|---|---|
| Zyklenlebensdauer | 4.000 Zyklen |
| Entladetiefe | 100 % DoD |
| Laderate | 0,5 C |
| Entladerate | 0,5 C |
| Verbleibende Kapazität nach 4.000 Zyklen | Mindestens 60 % |
Das Erreichen der angegebenen Zyklenzahl bedeutet nicht, dass der Akku plötzlich ausfällt. Lesen Sie beim Vergleich die Restkapazitätsgrenze zusammen mit der Zyklenzahl: Eine Grenze von 60 % und eine von 80 % beschreiben unterschiedliche Endpunkte.
Das sind Angaben aus der Spezifikation, kein individueller Prüfbericht. Fordern Sie vor einer Kaufentscheidung den Zyklenprüfbericht für das gelieferte Modell und den jeweiligen Modellstand an. Prüfen Sie Temperatur und Spannungsgrenzen sowie die Frage, ob Zellen oder ein vollständiger Akkupack getestet wurden. Ein Zellprüfbericht allein belegt nicht die Nutzungsdauer des gesamten Packs.
Warum Zyklen geteilt durch 365 keine Lebensdauer vorhersagen
Angenommen, ein Akku ist mit 3.000 Zyklen bewertet und das System durchläuft unter denselben Prüfbedingungen täglich einen Zyklus. 3.000 geteilt durch 365 ergibt etwa 8,2 Jahre. Das ist eine Umrechnung der Zyklenzahl, keine Prognose: Kalendarische Alterung, wechselnde Temperaturen und Unterschiede zwischen Prüfung und tatsächlichem Einsatz bleiben unberücksichtigt.
Auch das Anschließen eines Ladegeräts zählt nicht automatisch als vollständiger Zyklus. Bei einer Abschätzung des Energiedurchsatzes ergeben zwei Entladungen mit jeweils 50 % zusammen eine äquivalente Vollentladung. Diese Bilanzierung bedeutet nicht, dass dabei genau dieselbe Alterung wie bei einer tiefen Entladung entsteht. Ein BMS kann Zyklen außerdem anders zählen.
Erfassen Sie für eine praktische Bewertung den täglichen Energiebedarf des Geräts und seine Betriebstage pro Jahr. Halten Sie neben der Gesamtsumme auch das tatsächliche Lade- und Entlademuster fest. Ein Bereitschaftsakku und ein Akku im täglichen Zweischichtbetrieb sollten nicht dieselbe Lebensdauerprognose erhalten.
Welche Bedingungen die Lebensdauer beeinflussen
Temperatur im Betrieb und bei der Lagerung
Ein Akku neben einer Wärmequelle oder in einem heißen Gehäuse arbeitet unter anderen Bedingungen als ein Labormuster. Betrachten Sie die Temperatur am Einbauort über eine vollständige Einsatzsaison, nicht nur die Raumtemperatur am Prüftag.
Bei Kälte muss das Laden gesondert geprüft werden. Beachten Sie die zulässige Ladetemperatur und die Heizungssteuerung des Modells. Dass ein Akku bei Kälte entladen werden darf, bedeutet noch nicht, dass dort auch Laden zulässig ist. Der LiFePO4-Leitfaden für kalte Bedingungen erläutert diesen Unterschied.
Täglicher Energiebedarf und Strom
Deckt ein neuer Akku die gewünschte Laufzeit nur knapp ab, kann bereits ein gewöhnlicher Kapazitätsverlust zum Betriebsproblem werden. Auch Dauer- und Anlaufstrom der Last müssen innerhalb der Akkugrenzen bleiben. Mehr Ah gleichen eine zu geringe Strombelastbarkeit nicht aus.
Laden und lange Stillstandszeiten
Befolgen Sie Ladeprofil und Lageranweisungen des ausgewählten Modells. Eine allgemeine Regel wie „immer bei 80 % aufhören“ kann mit den Vorgaben des Herstellers zum Balancieren oder Betrieb kollidieren. Prüfen Sie bei einem Bleibatterie-Ersatz die Kompatibilität des Ladegeräts mit LiFePO4, bevor Sie bisherige Einstellungen beibehalten.
Auch bei der Lagerung können angeschlossene kleine Verbraucher weiter Energie entnehmen. Befolgen Sie die Lieferantenanweisungen zum Trennen, Prüfen und Nachladen, statt von einer unbegrenzten Lagerfähigkeit auszugehen.
Die Kapazität für die später benötigte Laufzeit auslegen
So lässt sich Alterung bei der Kaufentscheidung berücksichtigen: Ein System benötigt für seinen Arbeitsabschnitt 1.000 Wh aus dem Akku. Dieser Bedarf soll noch bei 80 % verbleibender Kapazität erfüllt werden.
Das ist die erforderliche anfängliche Nennenergie unter der vereinfachten Annahme, dass die gesamte verbleibende Kapazität nutzbar ist. Werden im Betrieb nur 80 % dieser verbleibenden Energie genutzt, ergibt sich:
Das ist ein Rechenbeispiel zur Kapazitätsreserve, keine Produktempfehlung. Umwandlungsverluste, Temperatur, Stromgrenzen und das tatsächlich zulässige Betriebsfenster müssen zusätzlich berücksichtigt werden. Das Beispiel zeigt, warum eine Auslegung nur für den ersten Betriebstag nicht unbedingt die gewünschte Nutzungsdauer erreicht.
Beim Vergleich mit einer vorhandenen AGM- oder Nassbatterie erläutert der Vergleich von LiFePO4 und Bleibatterien, warum die Ah-Nennwerte allein keinen gleichwertigen Vergleich liefern.
Was Sie vor dem Kauf eines langlebigeren Akkus fragen sollten
Fordern Sie eine Zyklenangabe für das genaue Modell mit zugehörigen Prüfbedingungen an. Vergleichen Sie diese mit Ihrem tatsächlichen Bedarf: täglicher Energieverbrauch, Spitzenlast, Temperatur, Lademöglichkeiten und die mindestens akzeptable Laufzeit bei zunehmender Alterung.
Trennen Sie Garantiebedingungen von Zyklenangaben. Ein Prüfergebnis beschreibt die Leistung unter festgelegten Bedingungen, eine Garantie den zugesagten Leistungsumfang des Lieferanten. Das eine ersetzt das andere nicht.
Berücksichtigen Sie bei einer Flotten- oder Mengenbestellung auch Einbauaufwand, geplante Stillstandszeiten und Zugang für den Austausch. Berechnen Sie keine feste Ersparnis über die Lebensdauer anhand einer ungeprüften Zyklenbehauptung.
Verfügbare Kapazitäten und Konfigurationen können Sie im Hysincere-Sortiment für den Bleibatterie-Ersatz vergleichen. Nennen Sie Einsatzprofil und erforderliche Laufzeit, damit die modellspezifischen Lebensdauernachweise anhand Ihres Projekts bewertet werden können. Der Leitfaden für OEM- und Mengenbestellungen behandelt die weiteren Prüfungen vor der Musterfreigabe.
Planen Sie einen Bleibatterie-Ersatz?
Vergleichen Sie das verfügbare Akkusortiment und nennen Sie uns täglichen Energiebedarf, Betriebstemperatur und die auch bei alterndem Akku benötigte Laufzeit.
Fragen zur Lebensdauer von LiFePO4-Akkus
Kann ein LiFePO4-Akku zehn Jahre halten?
Das ist je nach Modell und Bedingungen möglich, aber keine allgemeingültige Lebensdauer. Vergleichen Sie die Nachweise des Herstellers mit Einsatzprofil, Temperatur, Laden und erforderlicher Restkapazität.
Bedeuten 5.000 Zyklen auch 5.000 Tage?
Nein. Die Angabe beschreibt eine Prüfung unter festgelegten Bedingungen. Im Alltag sind mehrere Teilentladungen, mehr als ein Zyklus oder lange Stillstandszeiten möglich. Die kalendarische Alterung läuft währenddessen weiter.
Sind 80 % Restkapazität dasselbe wie 80 % Ladezustand?
Nein. Restkapazität beschreibt, wie viel ein gealterter Akku im Verhältnis zum Neuzustand noch speichern kann. Der Ladezustand gibt an, wie voll er aktuell ist. Ein alter Akku kann voll geladen sein und trotzdem weniger Energie enthalten als ein neuer.
Sollte jeder LiFePO4-Akku nur bis 80 % geladen werden?
Es gibt keine allgemeine Grenze für jedes Batteriesystem. Befolgen Sie die Lade- und Balanciervorgaben des ausgewählten Herstellers und planen Sie die Lagerung getrennt vom normalen Betrieb.
Belegt eine kürzere Laufzeit, dass der Akku ersetzt werden muss?
Nicht allein. Andere Lasten, Temperaturen, Ladebedingungen, Verbindungen oder Schutzeinstellungen können die Laufzeit verkürzen. Vergleichen Sie die Leistung unter ähnlichen Bedingungen und lassen Sie die Ursache prüfen, bevor Sie entscheiden.
