Batterien erfordern häufige Berechnungen bezüglich Kapazitätsverlust und verbleibender Lebensdauer. Im Allgemeinen muss ein Akku ausgetauscht werden, sobald seine Kapazität auf 80 % seiner ursprünglichen Nennleistung sinkt. Der endgültige Schwellenwert für das Ende{3}}der-Lebensdauer eines Akkus variiert jedoch je nach der spezifischen Anwendung, den Benutzerpräferenzen und den Wartungsrichtlinien des Unternehmens.
Der Energiespeicher einer Batterie kann als drei verschiedene Zonen dargestellt werden: die leere Zone (zum Laden verfügbar), die verfügbare Zone (bereite Energie) und die inaktive/unbrauchbare Zone (verursacht durch Nutzung und Alterung), oft auch als „Rock-Zone“ bezeichnet, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Der Batterieabbau beginnt bereits bei der Herstellung der Batterie. Von einem neuen Akku wird erwartet, dass er 100 % seiner Nennkapazität liefert, doch die meisten Akkus im tatsächlichen Einsatz erreichen dieses Niveau nicht.
Je kleiner der nutzbare Bereich des Akkus wird, desto geringer wird die speicherbare Energiemenge und die Ladezeit wird sukzessive kürzer. In den meisten Fällen nimmt die Batteriekapazität aufgrund von Zyklennutzung und Alterung linear ab. Zudem belastet eine Tiefentladung den Akku stärker als eine Teilentladung. Daher ist es ratsam, den Akku nicht vollständig zu entladen, sondern ihn regelmäßig aufzuladen. Für Nickel--basierte Batterien und Smart-Batterien, die zu Kalibrierungszwecken verwendet werden, wird jedoch eine periodische Tiefentladung empfohlen, da sie dabei hilft, den „Memory-Effekt“ bei Nickel--basierten Batterien zu beseitigen. Lithiumbatterien auf Nickelbasis-können in der Regel 300 bis 500 vollständige Lade--Zyklen durchlaufen, bevor ihre Kapazität auf 80 % sinkt.
Lade-{0}}Entladezyklen sind nicht die einzige Ursache für Kapazitätsverschlechterungen. Auch die Lagerung von Lithiumbatterien bei hohen Temperaturen kann zu einem Kapazitätsverlust führen. Eine voll aufgeladene Lithiumbatterie, die ein Jahr lang ohne Verwendung bei 40 °C (104 °F) gelagert wird, kann bis zu 35 % ihrer Kapazität verlieren. Ultra-schnelles Laden und Entladen sind ebenfalls schädlich und können die Batterielebensdauer möglicherweise um die Hälfte verkürzen-dieser Effekt ist besonders deutlich bei einzelnen Lithiumzellen. Akkupacks haben eine höhere Energiedichte, sind jedoch aufgrund der Schwankungen zwischen einzelnen Zellen empfindlicher.
Gerätespezifikationen basieren oft auf neuen Batterien; Dies stellt jedoch nur eine kurze Anfangsphase dar und kann nicht lange aufrechterhalten werden. Wie bei einem Sportler nimmt die Leistung mit der Zeit allmählich ab, und wenn dies nicht kontrolliert wird, führt dies schließlich zu Ausfällen im Zusammenhang mit der Batterie-.
Die Verschlechterung der Batteriekapazität und die Gesamtlebensdauer müssen regelmäßig bewertet werden. Wenn die Kapazität auf 80 % sinkt, sollte der Akku ausgetauscht werden. Das Ende-der-Lebensdauer eines Akkus kann je nach Anwendung, Benutzerpräferenzen und den Garantierichtlinien des Unternehmens variieren. Da mechanische Ausfälle relativ selten sind, ist der Kapazitätsabbau der zuverlässigste Indikator für die Bestimmung des Austauschzeitpunkts. Dies kann beurteilt werden, indem alle drei Monate die Kapazität der in Betrieb befindlichen Batterien überprüft wird. Darüber hinaus sind auch Technologien in der Entwicklung, die den Ladezustand von Ladegeräten charakterisieren.
Neben der alterungsbedingten Verschlechterung sind Sulfatierung und Gitterkorrosion die Hauptfaktoren, die die Verschlechterung von Blei-Säure-Batterien beeinflussen. Unter Sulfatierung versteht man die Bildung einer dünnen Filmschicht auf der negativen Platte, wenn die Batterie in einem niedrigen Ladezustand bleibt. Bei frühzeitiger Erkennung kann dieser Zustand durch eine Ausgleichsladung behoben werden. Netzkorrosion kann durch eine Verbesserung des Laderegimes oder die Einführung optimierter Erhaltungslademethoden gemindert werden.
Bei Batterien auf Nickelbasis-wird die sogenannte inaktive „Gesteinszone“ in der Regel durch die Bildung kristalliner Strukturen in den aktiven Materialien verursacht, auch bekannt als „Memory-Effekt“. Durch Tiefenlade--Entladezyklen kann die Batteriekapazität oft wieder auf ihr volles Niveau gebracht werden. Regelmäßiges Entladen kann auch dazu beitragen, den Kristallisationsprozess zu kontrollieren und Schäden am Separator zu verhindern.
Die Alterung von Lithium-Ionen-Batterien ist auf die Oxidation interner Materialien zurückzuführen. Dies ist Teil des Nutzungs- und Alterungsprozesses, der auf natürliche Weise und irreversibel abläuft.
https://www.ryderelectronics.com/electric-bicycle-battery/low-speed-vehicle-battery.html
