In der Welt der tragbaren EnergieLithium-Ionen-Polymer-Akkus (LiPo)sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte und ihres geringen Gewichts eine häufige Wahl. Ein Problem bei diesen Batterien kann jedoch das Aufquellen sein, was oft auf zugrunde liegende Probleme wie Überladung, Tiefentladung oder übermäßige Hitzeeinwirkung hindeutet.
Aufgeblähte Akkus sind nicht nur ein kleines Ärgernis – sie bergen erhebliche Sicherheitsrisiken, darunter Brandgefahr und das Austreten von Chemikalien. Für alle, die LiPo-Akkus in ihren Geräten verwenden, ist es wichtig zu verstehen, warum diese Akkus aufquellen, welche Gefahren die Verwendung aufgeblähter Akkus birgt und wie man dieses Problem am besten verhindert und behebt.
Warum ist mein Lithium-Ionen-Polymer-Akku (LiPo) aufgebläht?
Ein aufgeblähter LiPo-Akku ist typischerweise ein Zeichen für fehlerhafte interne chemische Reaktionen. Dies kann auf Überladung zurückzuführen sein, bei der der Akku über seine Spannungsgrenze hinaus geladen wird, oder auf Tiefentladung, bei der er unter ein sicheres Niveau entladen wird. Übermäßige Hitze kann ebenso eine Ursache sein wie physische Schäden durch Stöße oder Einstiche. Auch das Alter spielt eine Rolle: Da Akkus mit der Zeit nachlassen, können sie am Ende ihrer Lebensdauer anschwellen.
Hier sind die genauen Gründe:
Überladung
Wenn ein LiPo-Akku über seine maximale Spannungsgrenze (üblicherweise ca. 4,2 V pro Zelle) hinaus geladen wird, kommt es zu übermäßigen chemischen Reaktionen an den Elektroden. Beim Überladen kann sich der Elektrolyt im Akku zersetzen, wobei Gas entsteht. Dieses Gas sammelt sich im Akkubeutel und lässt ihn aufquellen. Die chemischen Reaktionen beim Überladen lassen sich wie folgt darstellen:
Elektrolytzersetzung → Gasentwicklung (z. B. CO2, O2)
Tiefentladung
Auch das Entladen eines LiPo-Akkus unter seine sichere Mindestspannung (typischerweise etwa 3,0 V pro Zelle) kann zu einem Aufquellen führen. Eine Überentladung kann dazu führen, dass sich die Kupferstromkollektoren im Akku im Elektrolyt auflösen und Kupferionen bilden. Diese Ionen können dann mit anderen Akkukomponenten reagieren und zur Bildung von metallischen Kupferdendriten und Gas führen. Dieser Zersetzungsprozess schädigt die innere Struktur des Akkus und trägt zum Aufquellen bei.
Übermäßige Hitze
Hohe Temperaturen beschleunigen die Zersetzung des Elektrolyts und anderer Batteriematerialien und führen zu einer erhöhten Gasbildung. Hohe Temperaturen können den Abbau organischer Lösungsmittel im Elektrolyten verursachen und Gase wie Kohlendioxid (CO₂) und Sauerstoff (O₂) freisetzen. Die chemische Instabilität bei erhöhten Temperaturen verstärkt den Quelleffekt.
Alterung und zyklische Degradation
Mit zunehmendem Alter und zahlreichen Lade- und Entladezyklen degradieren Elektrolyt und Elektroden. Der kontinuierliche Abbau des Elektrolyts und die wiederholte Bildung und Auflösung der Festelektrolyt-Grenzschicht (SEI) an der Anode können Gase freisetzen. Dieser zyklische Abbau ist ein natürlicher Bestandteil der Batteriealterung, wird aber durch unsachgemäße Verwendung und raue Umgebungsbedingungen beschleunigt.
Physischer Schaden
Physische Schäden an der Batterie, wie z. B. Einstiche oder Stöße, können die Schutzschichten der Batterie beschädigen. Dadurch kann der Elektrolyt heftiger mit den Elektroden und anderen internen Komponenten reagieren, was zu schneller Gasbildung und Schwellung führt.
Ist die Verwendung eines aufgeblähten LiPo-Akkus sicher?
Die Verwendung eines aufgeblähten LiPo-Akkus ist unsicher und wird dringend abgeraten. Die Schwellung weist auf innere Schäden hin, die zu Brandgefahr oder dem Austreten von Chemikalien führen können. Darüber hinaus kann ein aufgeblähter Akku unzuverlässig funktionieren, was zu Fehlfunktionen oder Ausfällen führen kann.
Wie verhindert man das Aufquellen eines LiPo-Akkus?
Um ein Aufquellen des LiPo-Akkus zu verhindern, sollten Sie die bewährten Praktiken für Akkunutzung und -wartung beachten. Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Ladung mit einem speziell für LiPo-Akkus entwickelten Ladegerät und vermeiden Sie Überladung. Vermeiden Sie Tiefentladung, indem Sie die Akkuspannung nicht zu weit absinken lassen. Eine gute Faustregel ist, 3,0 V pro Zelle nicht zu unterschreiten. Halten Sie den Akku bei Raumtemperatur und vermeiden Sie extreme Temperaturen. Überprüfen Sie Ihren Akku regelmäßig auf Anzeichen von Beschädigungen oder Aufquellen und ersetzen Sie ihn gegebenenfalls. Ein Balancer-Ladegerät trägt dazu bei, eine gleichmäßige Ladung aller Zellen im Akkupack zu gewährleisten.
Können Sie einen aufgeblasenen LiPo-Akku reparieren?
Leider einmal einLiPo-AkkuIst der Akku aufgebläht, lässt er sich nicht mehr reparieren. Ein solcher Versuch kann sehr gefährlich sein. Am besten entsorgen Sie den aufgeblähten Akku gemäß den örtlichen Vorschriften zur Entsorgung von Elektroschrott. Viele Gemeinden haben dafür Sammelstellen eingerichtet. Es ist immer sicherer und effizienter, einen aufgeblähten Akku durch einen neuen zu ersetzen, um den sicheren und effizienten Betrieb Ihrer Geräte zu gewährleisten.
Veröffentlichungszeit: 13. Juni 2024