Akku-Technologien im Überblick

* Der Autor ist Mitglied der Online-Redaktion der Fachzeitschrift «Telecom Handel», schreibt aber auch für unsere Schwesterpublikation «com-magazin.de». Der Artikel erschien ursprünglich unter «com-magazin.de». Wer bereits um die Jahrtausendwende eine Mobiltelefon sein Eigen nannte, dürfte sich an den Kassenschlager «C35» von Siemens nur allzu gut erinnern. Der Akku des Einsteiger-Natels verlor bei vielen Kunden plötzlich rapide an Leistungsfähigkeit. In den meisten Fällen half da auch das im Menü versteckte Programm «Akkupflege» nichts mehr. Damals mussten Händler den verärgerten Kunden erklären, warum der Nickel-Metallhydrid-Akku im «C35» so wenig standhaft war und wieso der Lithium-Ionen-Kraftspender (LiIon) im teureren «S35» nicht mit diesen Problemen zu kämpfen hatte. Heute ist der «LiIon»-Akku längst zum Standard bei Mobiltelefonen geworden, vereinzelt kommt auch die Lithium-Polymer-Technologie zum Einsatz. Computerworld zeigt die Unterschiede zwischen den einzelnen Akku-Typen und welche Auswirkungen diese auf den täglichen Gebrauch haben. Die Bilderstrecke «Profi-Wissen ber Akkus» enthält zusätzliche Erklärungen und Tipps, beispielsweise zur schonenden Lagerung eines Akkus.  Ein wesentlicher Unterschied ist die Energiedichte eines Akkus, also die Wattstunden pro Kilogramm. Das ist besonders bei Smartphones entscheidend, wo die Hersteller auf möglichst wenig Raum eine hohe Kapazität bei gleichzeitig geringem Gewicht erreichen wollen. Die Energiedichte bei «LiIon»-Akkus liegt zwischen 120 und 210, die Lithium-Polymer-Variante erlaubt dank einer Energiedichte von 140 bis 260 eine geringfügig leichtere Bauweise. Auch wenn er heute nicht mehr zum Einsatz kommt, sei der «NiMH»-Akku der Vollständigkeit halber dennoch erwähnt. Damit waren bestenfalls 110 Wattstunden pro Kilogramm möglich. Halbwissen bei «Memory-Effekt» und Ladezyklus Die «NiMH»-Technologie spielt allerdings aus zwei anderen Gründen im Mobilfunkbereich keine Rolle mehr: Zum einen hat eine­ «NiMH»-Zelle nur eine Spannung von 1,2 Volt, «LiIon» und «LiPol» erreichen dagegen 3,7 beziehungsweise 3,6 Volt. Zum anderen hat «NiMH» bei Teilentladung mit dem sogenannten Batterieträgheitseffekt zu kämpfen, wodurch sich die abgegebene Spannung verringern kann. Der häufig in diesem Zusammenhang gebrauchte Begriff «Memory-Effekt» für den Kapazitätsverlust trifft streng genommen nur auf die seit 2009 nicht mehr erlaubten «Nickel-Cadmium»-Akkus zu. Auch heute noch hält sich die Mär vom «Memory-Effekt» hartnäckig und viele Smartphone-Besitzer wollen ihrem Akku etwas Gutes tun, indem sie ihn ab und an komplett leerlaufen lassen. Auch das «Trainieren» des Kraftspenders durch mehrere Komplettentladungen zu Beginn gehört zum Halbwissen. Was aber die wenigsten wissen: Die Lebensspanne eines Akkus, der häufig teilentladen wird, ist signifikant höher als bei einem identischen Akku, der oft komplett entladen und wieder vollgeladen wird. Moderne Energiespeicher haben deshalb eine Schutzfunktion, die das Gerät abschaltet, bevor die schädliche Tiefentladung eintritt. Ladezyklus und Ladevorgang Auch was die Zahl der möglichen Ladevorgänge angeht, herrscht die Meinung vor, dass man das Smartphone nur etwa 500-mal an die Steckdose hängen dürfe, bevor die Leistungsfähigkeit signifikant nachlässt. Dabei werden aber die Begriffe Ladezyklus und Ladevorgang durcheinandergebracht: Ein Ladezyklus entspricht dem Aufladen eines Akkus von 1 auf 100 Prozent, und dieser kann sich zum Beispiel auch auf drei Ladevorgänge mit jeweils 33 Prozent aufteilen. Fakt ist jedoch, dass der Akkumulator mit jedem Ladezyklus ein klein wenig schwächer wird – was bei Smartphones, die oft täglich komplett geladen werden müssen, schneller eintritt als etwa bei Tablets, die dieselbe Akku-Technologie verwenden. So kann bei einem iPhone beispielsweise nach 200 Ladezyklen bereits ein Kapazitätsverlust von 200 mAh eintreten – eine genaue Vorhersage ist aufgrund verschiedener Einflussfaktoren wie Temperatur oder verwendeter Apps schwer zu treffen. Nächste Seite: «Finger weg von Billigware bei Netzteilen» Finger weg von Billigware bei Netzteilen Neben dem Akku selbst spielt aber auch das verwendete Ladegerät eine wichtige Rolle. Ein zu schwaches Netzteil muss dauernd mit Volllast laufen und wird dadurch sehr heiss. Dabei wird mehr Energie vergeudet als beim Laden mit einem passenden Netzteil. Ebenfalls ein Irrglaube: Ein Ladegerät mit höherer Ampere-Zahl lädt immer schneller. Das Ladekabel des iPhone 5 beispielsweise gibt «1 A» aus, das des iPad Air «2,1 A». Trotzdem ist das iPhone damit nicht doppelt so schnell vollgeladen, da es sich nur so viel Strom zieht, wie es benötigt. Dass das Ladegerät des iPad deutlich mehr zur Verfügung stellen könnte, ist dabei unerheblich. Beim neuen iPhone 6 Plus ist es aber nun möglich, den Ladevorgang mit einem iPad-Netzgerät deutlich schneller durchzuführen als mit dem iPhone-Lader. Android-User können über solche «Fortschritte» nur lächeln, bei ihren Geräten ist es seit jeher möglich, mit anderen, stärkeren Netzteilen die Ladezeit zu verkürzen. Allerdings funktioniert das nicht automatisch bei allen Smartphones. Die integrierte Ladeelektronik kontrolliert, wie viel Strom fliessen darf, damit das Gerät optimal geladen wird und nicht überhitzt. Dass diese Schutzfunktion aber vor allem bei billigen Netzteilen nicht immer so funktioniert, wie sie sollte, kann man in etlichen Internet-Foren nachlesen.