Zykluslebensdauern

Zykluslebensdauer, im Plural Zykluslebensdauern, bezeichnet in der Technik die voraussichtliche oder gemessene Anzahl von Zyklen, die ein Bauteil, eine Energiequelle oder ein Material durchlaufen kann, bevor ein festgelegtes End-of-Life-Kriterium erreicht ist oder die Leistungsfähigkeit signifikant sinkt. Das Endkriterium hängt vom Anwendungsfall ab, zum Beispiel eine Kapazitätsreduzierung auf 80 Prozent der Nennkapazität bei Batterien oder ein definierter Restfestigkeitswert bei Werkstoffen.

Bei Energiespeichern beschreibt die Zykluslebensdauer die Zahl der Lade-Entlade-Zyklen, die eine Zelle oder ein Batteriemodul durchläuft, bevor die nutzbare Kapazität unter den festgelegten Grenzwert sinkt. Faktoren wie Tiefenentladung (DoD), Temperatur, Lade-/Entladeraten, Alterung und das chemische Verhalten beeinflussen sie. Sie kann durch geeignetes Batteriemanagement, temperierte Betriebsbedingungen, moderates DoD und chemieoptimierte Zellen verlängert werden.

In der Materialkunde betrifft die Zykluslebensdauer die Anzahl der Belastungszyklen bis zum Versagen unter wiederholter mechanischer Beanspruchung. Typische Größen sind Spannungsamplitude, Mittelspannung, Frequenz und Umweltbedingungen. Die Lebensdauer wird oft mit S-N-Kurven oder Endurance-Limits beschrieben; entsprechende Prüfungen erfolgen nach Normen, um Vergleichbarkeit und Prognosen zu ermöglichen.

Anwendungsbereiche reichen von Batterien in Elektronik, Elektrofahrzeugen bis zu mechanischen Bauteilen in Maschinen. Die Bestimmung der Zykluslebensdauer erfordert definierte Endkriterien und standardisierte Prüfmethoden; reale Lebensdauer weicht von den Laborwerten ab, da Kalenderalterung und Betriebsbedingungen mitwirken. Die Kenntnis der Zykluslebensdauer unterstützt Design, Wartung und Lebenszyklus-Management.