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RUND UM DIE THEMEN AKKUS & BATTERIEN
WISSENSWERTES ÜBER AKKUS UND BATTERIEN
Akkumulatoren, umgangssprachlich Batterien und Akkus genannt, sind Speicher von elektrischer Energie. Im Gegensatz zu Batterien können diese immer wieder aufgeladen werden. Wie alle Stromquellen, können Akkus miteinander kombiniert werden. Werden diese in Reihe geschaltet, wird die nutzbare elektrische Spannung erhöht. Schalten Sie diese parallel, erfolgt eine Steigerung der nutzbaren Kapazität und deren Belastbarkeit. Akkus gibt es in jeglichen Ausführungen, egal ob Rundzelle, in prismatischer Form oder als Knopfzelle. Heutzutage finden wir Akkus in alltäglichen Gegenständen, wie Telefonen, Lampen, elektrische Gartengeräten, bis hin zu Werkzeugakkus.
Ein Akku-Zyklus besteht aus drei Vorgängen:
- Geladen
- Entladen
- Geladen
Das heißt: Ein kompletter Akku-Zyklus umschließt somit den kompletten Vorgang von der vollkommenen Entladung bis hin zur 100 %-igen Volladung des Akkus.
Eine Zyklen-Angabe dient oft auch als Einschätzung der Lebensdauert eines Akkus.
Um die Pole voneinander zu trennen, gibt es in der Zelle einen Separator. Wenn dieser überwunden wird, fließt elektrische Energie ungehindert zwischen + und - Pol hin und her. Durch diesen schnellen Austausch überhitzt die Zelle, wodruch die Elektrolytflüssigkeit zersetzt wird und verdampft - außerdem wird das Aktivmaterial an den Kathoden zersetzt. Dadurch wird noch mehr Wärme generiert und Gase freigesetzt, die sich entzünden und Feuer fangen können.
Wenn ein Akku längere Zeit ungenutzt rumliegt, entlädt dieser sich langsam selbst. Durch diesen Vorgang verlieren die Zellen an Kapazität, da der Akku in eine Tiefentladung fallen kann.
Diese variiert stark je nach Akku-Typ. In der folgenden Tabelle finden Sie Rahmenbedingungen für eine möglichst geringe Selbstentladung:
| Akku | Entladung pro Monat | Empfohlener Ladezustand | Nachladezyklus | Empfohlene Temperatur |
| Ni-Cd / Ni-MH | 15 - 20 % | 60 % | 1 - 2 Jahre | 15-25° C |
| Lithium-Ionen | 1 - 2 % | 40 - 60 % | 2 Monate | 20° C |
| Blei-Säure | 10 - 15 % | 40 - 60 % | 2 - 3 Monate | 20° C |
Wenn ein Akku unter die Entladeschlussspannung fällt, wird von einer Tiefenentladung gesprochen. Das bedeutet, der Akku fällt unter die Grenze, unter der keine Energie für das Gerät mehr generiert werden kann.
Tiefenentladung kann ebenfalls durch Selbstentladung zustande kommen. Daher wird empfohlen die Akkus regelmäßig zu laden – da es sonst zu irreparablen Schäden führen kann.
Jein, nicht unbedingt. Der Akku kann zwar an Kapazität verlieren, kann jedoch noch benutzt werden.
Ja, das Überladen eines Akkus gehört mit zu den schädlichsten Dingen, die einen Akku ausgesetzt werden kann. Häufig geschieht dies, wenn der Benutzer annimmt, dass das Ladegerät den Ladevorgang abschließt, sobald der Akku vollgeladen ist. Sicherheitshalber sollte der Akku kurz nach dem vollständigen Ladevorgang vom Strom genommen werden.
Ja. Selbst in ausgeschalteten Geräten kann gering Strom fließen und den Akku entladen, sodass es zu einer Tiefentladung kommen kann.
Wird ein Akku öfters nur teilweise entladen und aufgeladen, kann es passieren, dass dieser sich diesen Entladezustand "einprägt". Daraufhin kann es passieren, dass der Akku unterhalb dieser Ladestufe nicht mehr richtig funktioniert und es zu einem enormen Kapazitätsverlust kommt. Von einem Memory-Effekt sind meist NiCd-Akkus betroffen, der aber in manchen Fällen jedoch behoben werden kann.
Unter der Nennspannung versteht man den Spannungskreis eines elektrischen Geräts im Normalbetrieb. Dieser wird vom Hersteller angegeben, wobei eine Abweichung von diesen Wert innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs zugelassen ist.
Unter der Betriebsspannung versteht man die Spannung, die nötig ist, um eine elektrische Schaltung und damit ein Gerät zu betreiben.
Die Amperstunden (Ah) geben die Akku-Kapazität an, sprich, wie viel Ladung ein Akku imstande ist zu speichern.
Mehr Amperstunden – also Kapazität – ermöglichen eine längere Nutzungsdauer.
Wird die Nennspannung mit der Akku-Kapazität multipliziert, erhält man die speicherbare Energie in Wattstunden (Wh).
Der Ladezustand ist nur vom Gerät selbst abzulesen. Sollte diese Funktion nicht mehr funktionieren, ist es ratsam einen Fachmann zu kontaktieren.
Den Akkuzustand kann ebenfalls nur ein Experte feststellen.
In der Regel zwischen 500 - 1000 Zyklen. Dies hängt jedoch stark von der Benutzung und Pflege ab.
Eine Erwärmung des Akkus im Ladevorgang ist normal. Sollte der Akku jedoch so erhitzen, dass dieser nicht mehr problemlos berührt werden kann, sollte der Akku sofort vom Strom genommen werden.
Der Akku ist wahrscheinlich überladen oder defekt. Dieser sollte von einen Fachmann untersucht – oder ganz entladen – entsorgt werden. Morderne Ladegeräte haben im Normalfall jedoch eine Überladeschutz und schalten bei Hitze automatisch ab.
Hier ein paar Pflegetipps:
- Niemals komplett entladen
- Niemals überladen
- Wenn das Gerät länger nicht benutzt wird, Akku entfernen
- Akku nicht laden, wenn dieser überhitzt oder unterkühlt ist
- Kein präventatives Nachladen bei noch hoher Akkuspannung
Am besten zum Laden ist für den Akku die Raumtemperatur.
- Für kaputte und entladene Konsumer-Akkus und -Batterien gibt es einen extra Behälter. Diesen finden Sie in Drogerien, Baumärkten, Supermärkten oder auf Wertstoffhöfen. Damit es zu keinem Kurzschluss kommt, ist es wichtig, dass der Akku komplett entladen ist. Wenn Sie dies nicht gewährleisten können, ist es ratsam, die Pole abzukleben oder den Akku in eine Plastiktüte zu packen.
- Starter- und sonstige Bleibatterien können sie bei uns oder im Werstoffhof abgeben.
- Notebookakkus und sonstige Akkus können im Wertstoffhof abgegeben werden.
Diese erkennt das Ladeende Ihres Geräts und schaltet automatisch in eine Erhaltungsladung. Dadurch kann eine Überladung verhindert werden.
Von einer Primärbatterie spricht man, wenn eine nicht wiederaufladbare Batterie, wie z.B. eine alkalische Batterie, gemeint ist.
Von einer Sekundärbatterie spricht man, wenn eine wiederaufladbare Batterie gemeint ist, also ein Akku.
Ja, ein paar Punkte müssen jedoch übereinstimmen:
- Die Akkus müssen die identische Nennspannung (V) aufweisen
- Es muss darauf geachtet werden, ob es sich um ein NiCd, Ni-MH, Blei oder Lithium Akku handelt
Weniger relevant ist die Nennkapazität des Akkus (mAh). Umso mehr Kapazität, desto länger können Sie diesen nutzen.
Der Unterschied liegt am Temperaturbereich. Panasonic gibt folgende Richtwerte:
- BR Coin Cells: -30ºC ~ +80ºC
- CR Coin Cells: -30ºC ~ +60ºC
WISSENSWERTES ÜBER AUTOBATTERIEN
Die Autobatterie ist für den Start des Motors in Ihrem Auto unerlässlich, da diese den Anlasser mit der nötigen Energie versorgt.
Ohne eine Batterie startet das Fahrzeug nicht. In vielen modernen Autos, wird immer mehr Elektronik verbaut, sodass die Anforderungen an eine Batterie steigen.
Die wichtigsten Unterschiede von Autobatterien finden Sie hier:
- Nassbatterien finden Sie in vielen älteren Fahrzeugen
- EFB-Batterien sind weiterentwickelte Blei-Säure-Batterien für Fahrzeuge mit vielen elektrischen Verbrauchern
- AGM-Batterien (VRLA) bieten eine höhere Zyklenfestigkeit, mehr Leistung und sind in vielen neuen Autos mit Start-Stopp-System Pflicht
- Lithium-Batterien bieten eine höhere Startleistung und Zyklenfestigkeit, außerdem sparen sie deutlich an Gewicht ein
Durch die Umwandlung der elektrochemischen Reaktionen bei einem Ladevorgang, sinkt die Konzentration der Schwefelsäure in der Elektrolyt-Lösung.
Da bei diesem Wandlungsprozess jedoch immer ein Verlust stattfindet, haben Starterbatterien nur eine limitierte Zyklenanzahl zur Verfügung, die je nach Nutzung und Pflege unterschiedlich viele Jahre betragen kann.
Die Lichtmaschine in Ihrem Auto sorgt dafür, dass die Batterie während der Fahrt vollständig aufgeladen wird. Sollte das Auto jedoch über längere Zeit ungenutzt still stehen, entlädt sich die Batterie nach der Zeit von selbst. Die Batterie fällt dadurch in eine Tiefentladung und verliert deutlich an Kapazität.
Zu einer Säureschichtung, auch Stratifikation genannt, kommt es wenn die Batterie über längere Zeit bei einer niedrigen Spannung von unter 80 % läuft. Bei einer Säureschichtung kann sich das Elektrolyt nicht richtig mischen, sodass sich die Säure schichtet, die Schwefelsäure am Boden und das Wasser im oberen Bereich ansammelt. Infolgedessen, kann nur noch der mittlere Teil der Batterie für das Auf- und Entladen genutzt werden, wodurch sich die Kapazität verringert.
Die Sulfatierung ist das Resultat der Säureschichtung. An den Elektroden entstehen Bleisulfat Kristallgebilde, die die Poren in den Platten verstopfen und die Rückwandlung von Bleisulfat in Blei bzw. Bleioxid verhindern. Dadurch verringern sich Kaltstartleistung und Ladungsaufnahme.
Ladezustand Nass-Batterie
| Klemmenspannung | Ungefährer Ladezustand |
| ca. 12,70 V | voll geladen (100 %) |
| ca 12, 60 V | normal geladen (90 %) |
| ca. 12,50 V | schwach geladen (80 %) |
| ca. 12,20 V | normal entladen (50 %) |
| ca. 11,80 V | ent- und tiefenentladen (10 %) |
Alte Starterbatterien können über Wertstoffhöfe, Schrotthandel, Werkstätten oder einem Fachhandel für Autobatterien entsorgt werden. Lassen Sie sich über eine Entsorgung eine Bescheinigung ausstellen, da bei Neukauf einer KFZ-Batterie ein gesetzliches Batteriepfand in Höhe von 7,50 € nach Batterieschutzgesetz anfällt.
WISSENSWERTES ÜBER VERSORGERBATTERIEN
Wer eine unabhängige Stromversorgung elektrischer Geräte in einem Wohnmobil oder Boot haben möchte, benötigt eine Versorgerbatterie. Oft wird diese auch in Verbindung mit Solaranlagen genutzt, um noch autarker unterwegs zu sein. Aber nicht nur im Campingbereich wird diese sehr oft genutzt, sondern auch in Reha-Bereichen, wo diese z.B. elektrische Rollstühle betreiben.
Dies hängt vom benötigten Strom des Verbrauchers ab. Diesen finden Sie als Ampere (A) angegeben. Die benötigte Betriebszeit wird in Stunden (h) angegeben und kann mit A multipliziert werden. Das Ergebnis ist die Kapazität in Amperestunden (Ah), welche die Batterie liefern muss, um das Gerät zu betreiben.
Hinweis: Hierbei handelt es sich um den tatsächlich verbrauchten Strom. Dies ist nicht mit der Nennkapazität vom Hersteller vergleichbar. Die Nennkapazität (Ah, kWh) bezeichnet das Stromfassungsvermögen des Akkus - nicht das Stromabgabevermögen.
Um ein wenig Puffer zu haben, wählen Sie die nächstgrößerer Batterie mit mehr Kapazität. Am besten multiplizieren Sie die Kapazität mit einen Sicherheitsfaktor von 1,3.
Bei der Auswahl der richtigen Batterietype sollte man sich Gedanken machen, für was genau diese benötigt wird. Es gibt Batterien, die als Starter- und Versorgerbatterien genutzt werden können. Andere Modelle sind reine Versorgerbatterien und bereits für den Betrieb mit Solar ausgelegt. Die Unterscheidung der einzelnen Batterien liegt im Allgemeinen in der Kapazität (Ah), Leistungsfähigkeit, Belastbarkeit und Haltbarkeit.
Nassbatterie (Standard) & EFB
- Zyklen bei 50 % DOD*: ca. 400 (Standard) bis 800 (EFB)
| Vorteil | Nachteil |
| meist als Starter- und Versorgerbatterie nutzbar | höhere Selbstentladung |
| günstigerer Preis | weniger zyklenfest |
| kann bei Schräglage auslaufen | |
| Entlüftung notwendig |
AGM (VRLA)
- Zyklen bei 50 % DOD*: ca. 400 – 1.000
| Vorteil | Nachteil |
| rüttelfest | hitzeempfindlich |
| geringe Selbstentladung | |
| auslaufsicher und so in jeder Lage einbaubar | |
| kann hohe Ströme liefern |
Gel (VRLA)
- Zyklen bei 50 % DOD*: ca. 400 – 800
| Vorteil | Nachteil |
| rüttelfest | keine hohen Ströme |
| geringe Selbstentladung | vollständiges Aufladen braucht Zeit |
| auslaufsicher und so in jeder Lage einbaubar |
Lithium-Batterie (LiFePO4)
- Zyklen bei 50 % DOD*: > 5.000
| Vorteil | Nachteil |
| platzsparend & leicht | hoher Anschaffungspreis |
| extrem leistungsstark | |
| in jeder Lage einbaubar | |
| minimale Selbstentladung |
*50 % DOD gibt die Anzahl möglicher Batterieentladungen bei einer Entladung bis 50 % der Kapazität an.
WISSENSWERTES ÜBER LADEGERÄTE & LADEKABEL
Wenn der Akku schnellladefähig ist, kommt dieser nicht zu schaden. Hersteller machen diese Angaben meist auf der Verpackung oder den Akku selbst.
Bei technischen Geräten immer beachten: Vor extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und physischer Belastung schützen. Ladegeräte sollten immer vor Feuchtigkeit, Hitze und Erschütterungen bewahrt werden. Ladegeräte bei Zimmertemperatur benutzen.
Alte Ladegräte können auf einem Werstoffhof entsorgt werden. Diese gehören, wie alle elektrischen Geräte, nicht in den Hausmüll.
Ein Ladekabel sollte nie am Kabel, sondern am Stecker selbst gezogen werden. Kabel nicht knicken oder einschneiden.
WISSENSWERTES ÜBER LITHIUM-BATTERIEN UND –AKKUS
Die modernen Lithium-Batterien übertreffen in sämtlichen Kategorien die bisher eingesetzten Blei-Säure- oder AGM-Batterien und sind die idealen Versorgerbatterien.
Zusammengefasst das Wichtigste:
- LiFePO4-Akkus können rund 80 % der gespeicherten Energie nutzen, d.h. die nutzbare Kapazität ist viel größer
- Mit mehr als 5.000 Ladezyklen halten diese mindestens 10-mal länger als herkömmliche Blei-Batterien
- Geringes Gewicht und platzsparend
- Minimale Selbstentladung und schnellladefähig
- Es gibt diese auch als Traktionsbatterie für E-Fahrzeuge und als Starterbatterie für Autos und Motorräder
- Lithium-Ionen-Batterie
- Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie
- Lithium-Luft-Batterie
- Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie
- Lithium-Mangandioxid-Batterie
- Lithium-Polymer-Akkus
- Lithium-Thionylchlorid-Batterie
- Lithium-Metall-Batterien
- Lithium-Schwefeldioxid-Batterie
Bei der Auswahl der richtigen Batterietype sollte man sich Gedanken machen, für was genau diese benötigt wird. Es gibt Batterien, die als Starter- und Versorgerbatterien genutzt werden können. Andere Modelle sind reine Versorgerbatterien und bereits für den Betrieb mit Solar ausgelegt. Die Unterscheidung der einzelnen Batterien liegt im Allgemeinen in der Kapazität (Ah), Leistungsfähigkeit, Belastbarkeit und Haltbarkeit.
VORTEILE
- Hohe Kapazität (Ah): Die effektiv nutzbare Kapazität Lithium-Ionen-Akkus ist doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Gel-, Blei- und AGM-Batterien
- Hohe Leistung: Über den gesamten Entladezeitraum hinweg steht die Leistung beinah gleichbleibend zur Verfügung
- Minimale Selbstentladung: Die Selbstentladung ist 5-mal geringer als bei Gel-Batterien und 10-mal geringer als bei Nassbatterien
- Tiefentladefest: Im Gegensatz zu Gel- oder Nassbatterien schadet eine ständige Tiefentladungen bis zu 85 % der Kapazität nicht
- Wartungsfrei
- Lange Lebensdauer: Lithium-Ionen-Batterien vertragen fünf- bis zehnmal so viele Lade- und Entladezyklen wie klassische Versorgerbatterien
- Schnellladefähig: Mit viel höherem Ladestrom kann der Akku aufgeladen werden
- Platzsparend und leicht: Bei gleicher Leistung sind die Batterien deutlich kompakter und leichter
- Effektiv: Selbst bei Temperaturschwankungen liefern Lithium-Batterien zuverlässige Leistung
- Flexibel einbaubar: Da LiFePO Akkus wartungsfrei sind, können Sie in beliebiger Lage eingebaut werden
- Sicher: Durch ein integriertes BMS (Batterie-Management-System) gewährleistet dies mehr Sicherheit. Das BMS verhindert Über- und Tiefentladung, Verpolung, Überhitzung und Überlastung
NACHTEILE
- Hoher Anschaffungspreis: Die Investion macht sich allerdings bezahlt, da die Lithium-Batterien nicht nur deutlich mehr Leistung bringen, sondern auch etwa 10-mal länger halten
Lithium-Ionen-Batterien finden wir in Smartphones, Laptops, Tablets und in vielen weiteren modernen Geräten. Eine Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterie ist die Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie, auch LiFePO4 oder LFP genannt. Bei dieser wird die herkömmliche Lithium-Cobaltdioxid-Kathode (LiCoO2) durch eine Lithium-Eisenphosphat-Kathode ersetzt.
Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Akkus besteht bei Batterien mit LiFePO4-Technologie keine Brandgefahr. Weitgehend unempfindlich sind diese gegenüber Tiefenentladung und Belastung. Mehr Ladezyklen, hohe Lade- und Entladeströme, sowie eine geringere Empfindlichkeit gegenüber niedrigen und hohen Temperaturen, machen diesen Akku aktuell unschlagbar.
- Wählen Sie einen kühlen, trockenen Ort (Nicht im Kühlschrank)
- Vermeiden Sie hohe Temperaturen
- Lagern Sie Lithium-Ionen Akkus bei einer Kapazität von etwa max. 50 %
- Überprüfen Sie die Ladekapazität regelmäßig
- Schützen Sie Lithium-Ionen Akkus vor mechanischen Beschädigungen
- Lagern Sie Lithium-Ionen Akkus separat vom Gerät (wenn möglich)
SIE HABEN EIN ANLIEGEN?
WIR BERATEN SIE GERNE!
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