1. Materialsystem und elektrochemische Eigenschaften
Die Materialien der positiven und negativen Elektrode bestimmen das Spannungsfenster, da unterschiedliche Materialien unterschiedliche elektrochemische Stabilitätsbereiche aufweisen.

- Lithium-Eisenphosphat (LFP)-System : Die typische Ladeschlussspannung beträgt 3,65 V, die Entladeschlussspannung 2,5 V (Raumtemperatur) oder 2,0 V (niedrige Temperatur).
- Nickel-Kobalt-Mangan/Nickel-Kobalt-Aluminium (NCM/NCA)-System: Die typische Ladeschlussspannung beträgt 4,2 V, die Entladeschlussspannung 2,75 V–3,0 V.
- Lithiumtitanat-System (LTO): Die typische Ladeschlussspannung beträgt 2,9 V, die Entladeschlussspannung 1,5 V.

Risiken einer Überladung/Überentladung:
- Überladung kann zum Zusammenbruch der Kathodenstruktur, zur Freisetzung von Sauerstoff und zur Zersetzung des Elektrolyten führen.
- Überentladung kann zum Bruch der SEI-Schicht und zur Korrosion des Stromkollektors führen.

2. Sicherheitsschutzmechanismus
Ein mehrstufiges Schutzkonzept sorgt für die Sicherheit der Batterie:
- Ladeabschlussspannung: zB 3,65 V (LFP), wenn diese erreicht ist, beendet das BMS den Ladevorgang.
- Primärer Überladeschutz: zB ≥3,8V (LFP), erzwungener Ladeabbruch.
- Sekundärer Überladeschutz: zB ≥4,0 V (LFP), BMS-Sperre zur Verhinderung eines thermischen Durchgehens.
- Entladeabschlussspannung: zB 2,5 V (LFP), stoppt die Entladung.
- Primärer Überentladungsschutz: zB ≤2,0 V (LFP), erzwungene Entladungsbeendigung.
- Sekundärer Überentladungsschutz: zB ≤1,8 V (LFP), BMS-Sperre, die eine manuelle Reparatur erfordert.

3. Temperaturanpassungsfähigkeit
Die Abschaltspannungen werden temperaturabhängig angepasst:
- T > 0 °C: 2,5 V (LFP).
- T ≤ 0 °C: 2,0 V (LFP), um eine vorzeitige Abschaltung durch Polarisation zu vermeiden.

4. Lebensdauer- und Leistungsoptimierung
– Eine höhere Ladeschlussspannung (z. B. Erhöhung des LFP von 3,65 V auf 4,0 V) beschleunigt den Kapazitätsverlust.
– Eine niedrigere Entladeschlussspannung (z. B. unter 2,85 V für LFP) führt zum Verlust von aktivem Lithium.
- Formierungsprozess: Die Vorlade-Abschaltspannung muss innerhalb des SEI-Formationsbereichs (z. B. 2,8–3,0 V) gesteuert werden, um Verunreinigungsreaktionen zu vermeiden.

Abschluss
Die Festlegung der Abschaltspannung ist das Ergebnis von Materialeigenschaften, Sicherheit, Lebensdauer, Temperaturanpassungsfähigkeit und Normenkonformität. Hersteller wie EverExceed Validieren Sie diese Grenzwerte durch elektrochemische Tests, und das BMS erzwingt einen mehrstufigen Schutz, um sicherzustellen, dass die Batterien innerhalb eines sicheren Fensters arbeiten.

Referenzlink: Wie werden die Lade- und Entladeschlussspannungen von Lithium-Ionen-Batterien bestimmt? - OFweek Lithium Battery Network