Onderwerp: Winston TS cell met hoge interne weerstand

Sinds 2018 staat hier een zelfbouw LFP lichtaccu aan boord. Gebaseerd op 4x 260Ah TSWB-LYP260AHA cellen. Dik tevreden mee.

Totdat er nu 1 van de 4 cellen is die (zelfs bij een matige belasting) flink in spanning inkakt. En bij (serie)laden juist een groot deel van de laadspanning opeist. Dat wijst dus op een hoge interne weerstand en/of extreem verminderde capaciteit.

Iemand soortgelijke ervaring gehad? Wat is hier mis (gegaan)? Of heb ik gewoon pech en een slecht exemplaar dat plots 'op' is?

Als de koelkast aangaat (gebruikt ongeveer 8A) dan kakt de spanning over de slechte cell in van 3.30 naar 2.90 V. Terwijl de andere drie cellen nauwelijks zakken (e.g. van 3.31 naar 3.29)
Bij laden gaat de slechte cel gelijk richting 3.55 (en zelfs tot aan 3.85 gezien eergisteren) Dan wordt er geladen met een bescheiden 10A (ongeveer). Terwijl de andere cellen dan dus gewoon onder de 3.40V blijven.
Na bijladen lijkt de cel weer aardig in de pas te lopen, totdat er wat meer dan 2A (rustverbruik aan boord) gebruikt wordt.

Wat achtergrond info over mijn setup:
- accu is bij afwezigheid altijd volledig ontkoppeld van het boordnet.
- ik heb geen balancers oid. In de winter van 23/24 weer eens keer gelijkgetrokken.
- ik heb wel per cel een bewaking (eigen ontwerp). Kent 5 standen: Te laag, Laag, Normaal, Hoog, en Te Hoog. Normaal gesproken bewegen de cellen zich binnen de grenzen van 'Normaal': tussen de 3.10 en 3.42 Volt per cel. Als er 1 of meer cellen in 1 van de extremen (Te laag (<2.95) of Te Hoog (3.50)) terecht komt, dan komt er een alarmpiepje. Dat gebeurde na installatie in 2018 deze week voor het eerst.
- de walstroom is niet vaak nodig, want de accu wordt (behalve bij langdurig te weinig opbrengst) op peil gehouden door 120Wp PV via een Victron MPPT 100|20. Instellingen: abs V: 13.40, float: 13.30. Met die 120Wp houden we ons dagverbruik prima bij.
- walstroom lader is een wat oudere van Victron die welliswaar een LiIon stand heeft, maar waar weinig aan ingesteld kan worden. Deze gaat eerst een tijdje op 14.2 (wat ik te hoog vind) om na een aantal uur naar 13.4 te gaan. Als de walstoom aangesloten wordt (voor bijvoorbeeld de waterkoker), dan schakel ik de accu vaak helemaal af, of in elk geval gedurdende de 14.2V fase. Max laadstroom 30A.
- laden met de dynamo/motor kan (maar gebeurt niet standaard) met behulp van een Orion 12|12-18 DCDC die op 13.9V afgesteld is.
- voor starten motor is er een aparte loodzuuraccu.

Terminals goed vast en vrij van corrosie?

Dan zou ik eerst deze (alle) cellen handmatig topbalanceren/optoppen en een laatste capaciteitstest uitvoeren. Zou wel een erg korte levensduur zijn voor die cel!

Da's pech, nieuwe kopen.

It Paradyske schreef :
+1 En ook maar direct een paar balancing board's er bij kopen.

3Noreen schreef :
Zekers

@Twist:
Wat je ziet/ervaart is Li-plating in de bewuste cel. De capaciteit van de cel is zover teruggelopen dat de cel snel vol is als je gaat laden. Bij belasting is de cel ook weer snel leeg vanwege de kleine capaciteit.

Voortschrijdende inzichten in hoogste toegestane laadspanning zijn in de door jou gebruikte lader nooit aan bod gekomen. Een Li-ion lader mag zo heten als het een Li-ion lader is voor LiCoMnO cellen en dan wordt soms 4,2V als eind laadspanning aangehouden. Dat is voor een LiYFePO₄ cel veel te hoog en geeft zodra de cel vol is bij elke mV (in combinatie met een laadstroom) boven 3,45V Li plating. De mate van de Li plating is evenredig met de grootte van de laadstroom die de lader afgeeft.
Zou de inwendige weerstand toenemen, zoals je in de kop van je post vermeldt, dan zal een overspanning (laadspanning boven de 3,45V) een lagere stroom voor Li plating tot gevolg hebben. Dat is niet het geval, De lage Ri veranderd niet of nauwelijks waardoor de 'overlaadstroom' alleen afhankelijk is van de (laadspanning - celspanning) / weerstand. Die weerstand is bij LiYFePO₄ cellen heel laag en zo is de 'platineerstroom' heel hoog. Dit betekent dat Li Plating snel de cellen zal vernielen. Li Plating veroorzaakt zo de onbalans waardoor de cel met een lage capaciteit nog sneller vol is en dan ook nog sneller door Li Plating zal worden vernield.

Het instellen van een maximale laadspanning per cel (voor LFP cellen 3,45V per cel) voorkomt lithium plating (de spanning is te laag om de Li ionen los te maken uit) uit het LiYFePO₄. Een 'balancer' beperkt deze maximale laadspanning en daarmee de Lithium Plating.
Een andere mogelijkheid is elke cel een eigen lader te geven waarvan de laadspanning NOOIT boven de 3,45V kan komen.

Voor deze cel is dat te laat, Lithium Plating is irreversibel. Voor de andere cellen kun je met een oude H4 halogeen koplamp (groot licht gloeidraad) een belasting maken die de cel van 3,45V naar 2V leeg laat lopen (niet lager!) De cellen die er het langst over doen om leeg te lopen, zijn de beste en hebben de hoogste capaciteit. Als je geluk hebt blijft de schade beperkt tot één cel.
Groeten, Peper.

Dank voor jullie bijdrages.

@Nachtvlinder, daar hoopte ik natuurlijk vurig op, maar die spanningen meet ik rechtstreeks op de cel-polen.

@3Noreen, @It Paradyske, duidelijk advies. Ik meende me te herinneren (maar dat heb ik dan wellicht helemaal mis) dat 1 van jullie juist ook een setup heeft zonder balancers? En/of een keer een slechte cel had?

@Peper
Mijn zelfgebouwde 'per cel' bewakers, gaan van groen naar oranje bij 3.42V. Dus veilig onder de 3.45V. En eigenlijk hebben mijn cellen altijd in 'het groen' gewerkt. Tussen 3.10 en 3.42.

Ladend op zonnestroom komen mijn cellen niet boven de 3.42. Ja, misschien nu dus wel doordat er eentje sterk verslechterd is. Dat ga natuurlijk in de gaten houden.
Ladend op walstroom komen mijn cellen, in fase dat die serielader 14.2 probeert aan te bieden (lukt niet want die 30A gaat er al bij een lagere spanning als zoete koek in), kwamen mijn cellen sporadisch wel in het oranje terecht (3.42-3.50). Dat is vanuit Li-plating mechanisme dus een staat die echt vermeden moet worden. Helder.
Maar zoals ik al schreef: walstroom laden doe ik eigenlijk alleen als die lader terug is gegaan naar zijn 13.4 CV stand. Daarbij komen die cellen niet boven de 3.42.

Je verhaal over, het is niet de interne weerstand kan ik niet helemaal volgen (nog). Die laadstroom loopt door elke cel. Ook door die slechte. Als de interne weerstand van de slechte cel niet noemenswaardig anders is (en dus extreem laag), dan is er een andere weerstand die de spanning over de polen van die cel verder optilt tot wat ik meet. Dat noem ik dan even de Li-plating-R? Van buitenaf lijkt het voor de waarnemer op hetzelfde: hogere Ri.
Zeker ook omdat de spanning duidelijk inzakt bij belasting.
Hoe dan ook de key is: onder de 3.45 blijven, en dat streefde ik altijd al na.

Goed we zijn onderweg op dit moment, en dus beperkte mogelijkheden om hier en nu iets aan te pakken.

Regime voor de komende zonnige dagen:
- Celspanning van alle 4 nauwlettend in de gaten houden (en onder de 3.45)
- Koelkast 's nachts uit, overdag als de zonnepanelen bij staan aan
- Walstroom laden eventueel via de Orion DC|DC lader laden. Want die kan ik instellen en zo zorgen dat ook de laadspanning op de slechte cel niet boven de 3.45 komt.

Voor wat betreft balancers (ik noem ze dan liever 'begrenzers'): een snelle zoektocht leverder vooral dingen op die pas iets gaan doen ver voorbij de genoemde 3.45V.
Is er een tried-and-tested model dat jullie kunnen aanraden?

Heltec actieve balancer, die werkt al bij lagere spanningen en tot 5A

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Twist schreef :
Nou, dat is wel een beetje cru gesteld. Bij een bovenspanning van 14.2v mag je nog altijd 2000 cycli verwachten. Dat is een onwaarschijnlijk lange levensduur voor een huishoudaccu op een boot. En ook als je veel conservatiever laadt, en dat doe jij, bestaat er altijd het risico dat een cel tóch toevallig vroegtijdig de geest geeft. Daar sta je dan met je behoudende laadregime.

Twist schreef :
Ik heb ook Winston cellen 4x300Ah geïnstalleerd in 2014. Maar wel balancers ! Naar aanleiding van dit draadje even net gekeken hoe ze reageren bij het 100% bereiken. Er zit dan max 0,02 Volt verschil tussen de cellen en ze gaan in 2 minuut en 45 seconden bij een stroom van 16-20A (zonnepanelen) van 3.45 V naar 3.50 V waar de laadcyclus wordt afgebroken. Een half uur later staat de accu dan weer op 13,6 volt. Omdat de Float van de mppt op 13,39 V staat worden de accu's in het uur daarna naar 96-97% ontladen.
Omdat mijn accu's dus nu ruim 11 jaar oud zijn beschouw ik ze nu in de speeltijd verlenging. Ik ga het zien hoe lang ze het gaan volhouden. Ik zal straks bij het koken op de omvormer eens kijken of alle cellen hun best doen. Bij 180A zakt de spanning naar 13,0-12,7V afhankelijk van de SOC. Tenzij de SOC minder is dan 30% dan gaat het richting 12,1 bij die stroom.

Blijkt toch een gevalletje overgangsweerstand geweest te zijn... en 4x (kern)gezonde cellen

Ik zal voorovergebogen onder de kaartentafel toch die meetpen niet rechstreek op de cel-pool gezet hebben, maar het stukje met overgangsweerstand erbij gepakt hebben.

Thuis heb ik alle cellen op identieke wijze geladen (totdat met 5A laadstroom de celspalnning de 3.45V bereikt (en dat kakt dan na een paar uur rust weer in tot ~3.35V)).
Daarna heb ik het pakket van 4 belast met 20A (middels verlichting) en daarmee ben ik na 11 uur en 45 minuten opgehouden, omdat ik op dat moment 90% van de nominale capaciteit aan het pakket ontrokken had. Met die belasting van 20A er nog aan, zat de laagste cel aan het einde op 3.05V, de hoogste nog op 3.11V.
Aangezien ik de cellen niet propvol gedouwd heb, en ook niet helemaal leeg getrokken, vind ik die 90% van 260Ah een prima score.

Dus, ik ga gewoon door met hetzelfde conservatieve laadregime als voorheen.

Mooi. Paniek om niets.