Einmaleins für Akkus

  • Was haben ein Smartphone und eine Akku-Bohrmaschine gemeinsam?
  • Sie benötigen beide Akkus , nur wie unterscheiden sich  diese Akkus?
  • So behandeln Sie die Akkus richtig.

Warum ist ein Akku nach einer gewissen Zeit ermüdet?
Oder warum sind einige Akkus sehr groß und andere ganz winzig?

Lernen Sie grundlegenden Fakten über Akkus kennen — zum Beispiel, welche Akkutypen es gibt, und worin die Vor- und Nachteile der jeweils verwendeten Techniken  bestehen.

Elektrische Energie wird in einem Medium gespeichert und das ganze nennt man dann Akku.
Akkus bestehen aus zwei Elektroden, der Anode und Kathode. Die beiden Elektroden werden durch ein
Elektrolyt getrennt.
Beim Laden wird dem Akku elektrische Energie zugeführt und in chemische Energie umgewandelt.
Beim Entladen wird die im Akku gespeicherte chemische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt.
Jeder Akku-Typ muss auf eine ganz spezifische  weise aufgeladen werden, damit die Energie aufgenommen werden kann. Daher gibt es  verschiedene Ladegeräte für unterschiedliche Akkutechniken.

Akkutechniken

Es sind  hauptsächlich vier Akkutechniken verbreitet: Nickel-Cadmium- (NiCd), Nickel-Metallhydrid- (NiMH), Lithium-Ionen- (Li-Ion) und Lithium-Polymer-Akkus (LiPo, LiPol). Welcher Akkutyp in einem Gerät steckt, kann zumeist auf dem Aufdruck auf dem Akku zu finden sein – meistens steht dort ein Kürzel, oder die Information ist auf einem Datenblatt abgedruckt das dem Akku beiliegt.

Memoryeffekt

der Memoryeffekt ist eigentlich nur bei Nickel Cadmium Akkus bekannt.  Heutzutage wird diese  Akkutechnik hauptsächlich in kabellosen  Alltagshelfern, wie elektrischen Zahnbürsten, Werkzeugen wie  einfachen Akkubohrmaschinen oder Rasentrimmern  im unteren Preissegment verbaut. Der Memory-Effekt wird auch als Kapazitätsverlust bezeichnet , denn wird der  Nickel Cadmium Akku immer nur teilweise entladen und anschließend wieder aufgeladen, kommt es zu Kristallbildung im Inneren des Akku. Die Kristalle sind wie eine Barriere, die den Akku daran hindern, dass dieser seine ganze Energie freigibt. Dies macht sich schnell in einer kürzeren Akkulaufzeit bemerkbar.
Durch mehrmaliges Entladen und anschließendes Laden mit einem entsprechenden Ladegerät Lässt sich der Memoryeffekt  glücklicherweise fast vollständig beheben.

Träge Nickel-Metallhydrid Akkus

NiMH-Akkus sind von einem Batterieträgheitsprozess betroffen. Diese  Akkutechnik finden Sie in  moderneren elektrischen Zahnbürsten und den handelsüblichen Rundzellen-Akkus wie AA, AAA oder Baby und Mono. Wie beim Memory-Effekt entsteht der Batterieträgheitseffekt, wenn die Akkus nur teilweise entladen und anschließend wieder  aufgeladen werden. Üblicherweise macht sich der Effekt  wie  auch der Memory-Effekt durch geringere  Kapazität des Akkus bemerkbar, auch wenn der Grund dafür nicht der gleiche ist.
 Nicht abgeschlossene entlade und Ladeprozesse  sorgen langfristig dafür, dass die Spannung des Akkus sinkt. Die verminderte Leistung wird von Geräten die einen hohen Stromverbrauch haben beispielsweise wie ein Blitzgerät oder auch eine Digitalkamera.
Wir empfehlen Ihnen Geräte mit fest eingebauten NiMH-Akkus  etwa bei  der elektrischen Zahnbürsten,  diese ab und an komplett zu entladen  und nicht ständig auf der Ladestation stehen zu lassen. Dadurch beugen Sie diesem Effekt vor.

Lebensdauer

Akkus  gehören zu den Verschleißteilen, haben leider nur eine begrenzte Lebensdauer, Akkus lassen sich leider bisher immer noch nicht endlos wieder aufladen.  Die Lebenszeit der Akkus gibt der Hersteller in Form von Ladezyklen an.
Die meisten Hersteller geben an, dass der Ladezyklus  1000 mal wiederholt werden kann, dies bedeutet dass der Akku bis zu 1000-mal vollständig geladen werden . Es sollte darauf geachtet werden, dass die Ladezyklen abgeschlossen werden, denn auch halbe Ladezyklen fließen in diese Berechnung ein.

Lithium-Ionen-Akkus

 In Geräten die nur wenig Platz für einen Akku lassen, findet man meist Li-Ion-Akkus.
In Notebooks, Digitalkameras, Handys, MP3-Player  kommen meistens Li-Ion-Akkus zum Einsatz, da in diesen Geräten meistens sehr viel Energie benötigt wird, für den Akku aber nur wenig Platz zur Verfügung steht.
Li-Ion-Akkus sind kleiner und leichter als NiMH-Akkus mit gleicher Kapazität. Li-Ion-Akkus haben keinen Memory- und keinen Batterieträgheits-Effekt und  zudem  finden wir bei dieser Akkutechnik eine sehr geringe Selbstentladung.
Leider ist die Lebensdauer  der Akkutechnik immer noch recht gering.
Diese liegt mit 400 bis 900 Ladezyklen  im Bereich der NiMH-Akkus. Wegen der  ausgefallenen Spannung von 3,6 V gibt es  bisher (Stand 2016) keine Rundzellenakkus  in der Größe (AA, AAA,   Baby oder Mono).  zudem sind Li-Ion-Akkus sind wesentlich teurer als NiCd- und NiMH-Akkus  und sind immer mal wieder in Verruf geraten, da sie explodieren  können und dabei erhebliche gesundheitliche Schäden anrichten können.

Lithium-Polymer-Akkus

Lithium Polymer Akkus, kurz auchLiPo-Akkus genannt sind die weiterentwicklungen der Lithium-Ionen Akkus.Diese sind sehr beliebt, da sie in nahezu allen Formen hergestellt werden können. So werden sie gerne in aktuellen Smartphones  Tablets oder Notebooks verbaut .
Der größte Vorteil ist sicherlich, dass Lithium-Polymer-Akkus in nahezu jeder Form hergestellt werden können, der Hersteller ist nicht mehr darauf angewiesen die Bauform zu beachten, die beispielsweise beim „18650 Akku“ üblich ist, der hauptsächlich bei  Hochleistungstaschenlampen  und Elektronische Zigaretten  als Energieversorgung eingesetzt ist.
Die Akkus eignen sich sehr gut für Geräte, in denen nur wenig Platz vorhanden ist  beispielsweise in Apples iWatch.  Ein Memory- oder Batterieträgheits-Effekt ist quasi nicht vorhanden. Ihre Selbstentladung ist sehr gering.  Leider sind LiPo-Akkus immer noch recht teuer, sowie auch die Lebenserwartung mit 300 bis 600 Ladezyklen  immer noch gering ausfällt . Li-Ion-Akkus eignen sich ebenso wie  LiPo-Akkus wegen der Spannung von 3,6 V nicht als Rundzellenakku in der Größe (AA, AAA,   Baby oder Mono). Sehr wichtig ist, dass  die Außenhülle des Akkus nicht beschädigt wird, denn in diesem Fall kann dies auch wiederum zur Explosion bzw. schlagartigen Freisetzung der gesamten Energie  mit sehr großer Hitzeentwicklung des  führen.  Auch daher ist es empfehlenswert diese Art von Akkus nur im Inneren des Entgerätes zu benutzen.

Dauerfestigkeit

Egal um welchen Akku es geht, so haben alle doch eine Eigenschaft gemein, dass sie optimal bei einer Temperatur von 20-25°  zur Höchstleistung auffahren. Mit anderen höheren Temperaturbereichen können Sie zwar umgehen, haben aber dann nicht so gute Leistungswerte.
Gerade dann wenn es kalt wird… im Winter haben nicht nur Autos manchmal Startschwierigkeiten sondern auch alle anderen Geräte die Akkus verwenden kürzere Kapazitäten. Oft deutet sich ein zukünftiger Akkuschaden bei einem Smartphone oder Computer in den ersten kalten Wintertagen an. Besonders geschwächte, ermüdete Akkus haben es dann schwer das Endgerät über den Tag zu bringen. Für den Nutzer ein guter Hinweis, den Akku bei Gelegenheit auszutauschen. Sicherlich kann man diesen Test auf Dauerfestigkeit auch mit einem Kühlschrank durchführen, sollte hierbei jedoch darauf achten, dass sich im Gerät durch den starken Temperaturwechsel kein Kondenswasser bildet, dass die Elektronik beschädigt.

Batterien und Akkus gehören zum Sondermüll

Batterien und Akkus sind regelrechte Schadstoffbomben.
Enthalten sind häufig große Mengen  von Blei, Cadmium und Quecksilber. Egal ob Knopfzelle, Geräteakku oder Autobatterie – der Handel ist gesetzlich zur kostenlosen Rücknahme verpflichtet. Händler müssen jedoch nur die Typen zurücknehmen, die sie auch im Sortiment führen. Öffentliche Sammelbehälter für Batterien und Akkus stehen in vielen Supermärkten und Fotogeschäften.

Geräte mit fest eingebauten schadstoffhaltigen Batterien sind Hersteller verpflichtet, das komplette Gerät später kostenlos zurückzunehmen. Die schlimmsten Schwermetall-Sünder sind übrigens Nickel-Cadmium-Akkus, zu erkennen am Symbol einer durchgestrichenen Mülltonne auf ihrem Mantel. Doch Vorsicht, selbst mit „0 Prozent Cd“ gekennzeichnete Akkus sind keineswegs harmlos, in ihnen stecken möglicherweise Kalilauge oder Schwefelsäure. Auch sie gehören deshalb zum Sondermüll.

Batterien oder Akkus sind oft mit folgenden Symbolen gekennzeichnet:

(Abb.1) = Batterie darf nicht in den Hausmüll
Pb = Batterie enthält mehr als 0,004 Prozent Blei
Cd = Batterie enthält mehr als 0,002 Prozent Cadmium
Hg = Batterie enthält mehr als 0,0005 Prozent Quecksilber

Batteriegesetz
Abb. 1

Weitere Informationen zum Batteriegesetz finden Sie beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. (www.bmu.de)

Written by Restaurator

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