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 Batterien und Akku Infos

Alkali-Mangan-Batterie
Eine besondere Technologie eines Primärelementes, bei der die Anode aus Mangan besteht. Alkaline-Mangan-Batterien besitzen eine bis zu viermal höhere Kapazität gegenüber Standard-Batterien mit Zink-Kohle-Technik.
Aufbau
Entsprechend der benötigten Spannung besteht ein Akku aus mehreren Zellen. Jede Zelle wiederum besteht aus einem Plus- und einem Minuspol, die, um einen Kurzschluß zu verhindern, voneinander isoliert sind. Zwischen den beiden Polen sorgt ein Elektrolyt für den Ladungsausgleich. In NiCd-Akkus besteht der Pluspol aus Nickelverbindungen, der Minuspol aus Cadmium. In NiMH-Akkus sorgen ebenfalls Nickelverbindungen für die positive Ladung und eine wasserstoffspeichernde Metall-Legierung für die negative Ladung. In Li-Ion-Akkus besteht der Pluspol aus Lithiummetalloxid und der Minuspol aus Kohlenstoff.
Auffrischen
Läßt die Kapazität des Akkus im Laufe der Zeit nach, kann sie durch Auffrischen wiederhergestellt werden: Akku restlos entladen (am besten unter Last), vollständig aufladen und diesen Vorgang mehrmals wiederholen. Mit jedem Durchgang wird die Leistungskraft wieder besser. Es gibt Ladegeräte mit einer Auffrischfunktion, ebenso bieten einige Händler Auffrischkuren an.
Aufladen
NiMH-Akkus zwischen 400- und 700-mal, NiCd-Akkus können rund 500- bis 1000mal und Li-Ion-Akkus bis zu 1000mal aufgeladen werden. NiCd- und NiMH-Akkus können mit denselben Ladegeräten aufgeladen werden, für Li-Ion-Akkus ist ein spezielles Ladegerät erforderlich. Vor jedem Aufladevorgang sollten NiCd- und NiMH-Akkus restlos entladen werden.
Bereitschaftszeit
Die angegebenen Bereitschaftszeiten entsprechen der maximalen Leistung des Akkus unter idealen Bedingungen. Abweichungen sind je nach der erforderlichen Leistung, der Temperatur, des Zustands des Akkus und anderer Faktoren möglich.
Blei-Gel-Akku (PB)
In einem Blei-Gel-Akku ist der normalerweise flüssige Elektrolyt in einem Gel festgelegt. Blei-Gel-Akkus sind wartungsfrei und auslaufsicher und können so lageunabhängig eingesetzt werden. Blei-Akkus werden vor allem dort eingesetzt, wo hohe Ströme und und große Kapazität gefordert sind. Typische Anwendungen sind Antriebe aller Art.
Entsorgen
Verbrauchte Akkus gehören nicht ins Feuer und nicht in den Hausmüll. Am besten bei Neukauf eines Akkus den alten direkt beim Händler abgeben, der sich um eine umweltgerechte Entsorgung kümmert.
Erwärmung
Aufgrund der chemischen Reaktionen erwärmt sich der Akku beim Auf- laden, in Schnelladegeräten normalerweise bis über 30 °C.
Ladegeräte
Einige Ladegeräte achten auf den Ladezustand des Akkus, verfügen über eine Entladefunktion und schützen vor überladen und überhitzen. In Schnelladegeräten dauert der Ladevorgang nur wenige Stunden, in Normalladegeräten rund 12 Stunden.
Ladezustand
Leider besitzen die Akkus keine Anzeige, die über deren Ladezustand Auskunft gibt. Manche Akkus sind allerdings mit einer mechanischen Hilfe ausgestattet, die dazu dient, volle und leere Akkus zu unterscheiden: Beim vollen Akku einfach den Schieber in die Position mit dem roten Punkt bringen.
Lagerung
Es sollten nur vollgeladene Akkus über einen längeren Zeitraum ungenutzt gelagert werden. Durch Selbstentladung ist ein Nachladen spätestens alle 12 Monate erforderlich.
Lithium-Batterie
Batteriezellen, die Lithium als Elektrodenmaterial enthalten, werden unter dem Oberbegriff Lithium-Batterie zusammengefaßt. Eine Anode, die aus Lithiumverbindungen besteht, wird mit einer Kathode aus anderen Materialien kombiniert. Vorteil der Lithium-Batterie ist die hohe Energiedichte in Verbindung mit extrem geringer Selbstentladung.
Lithium-Ionen-Akku (Li-Ion)
Li-Ion-Akkus haben keinen Memory-Effekt und können daher jederzeit in entsprechend konzipierten Geräten und Ladestationen aufgeladen werden. Li-Ion-Akkus verfügen bei gleichem Gewicht, im Vergleich zu NiCd-Akkus über dreimal mehr Energie, bei gleichem Volumen über zweimal mehr Energie. Es gibt mehrere Liionen technologien die wichtigsten sind:
  • LiCobaldoxyd (LiCoO2)

LiCobaldoxyd ist die am meisten verbreiteste LiIonen Technologie,  Einsatzgebiete dieser Technologie sind u.a. Handy Akkus, Laptop Akkus oder Kamera Akkus.

Die Vorteile dieser technologie sind geringes Gewicht und eine hohe Energiedichte, die Nachteile dieser Technik sind Sicherheitsprobleme daher ist es bei dieser Technologie besonders wichtig das eine Überladung durch speziell dafür geeignete Ladegeräte oder eine Sicherheitseletronik vermieden wird

  • Nennspannung 3,7V mittlere Spannung
  • Lebensdauer ca. 300 - 500 Ladezyklen
  • LiManganoxyd (LiMn2O4)

Bei Lithium Mangan Systemen wird als Kathodenmaterial LiManganoxyd  verwendete dieses bringt froße Vorteile bei der Sicherheit und der Hochstromfähigeit (es könne Ströme bis zum 20fachen der Nennkapazität der Zelle entnommen werden) . Mit  dieser Technologie können heute auch Hochstromanwendungen wie z.B. Powertoolgeräte betrieben werden.

  • Nennspannung 3,8V mittlere Spannung
  • Lebensdauer ca. 500 Ladezyklen
  • LiEisenphosphat (LiFeP04)

Lithium Eisenphosphat ist eine der neusten LiIonen Technologien als Kathodenmaterial wird LiEisenphosphat  verwendet. Die Vorteile dieser Technologie sind  eine hohe Sicherheit, eine hohe Hochstromfähigeit (es könne Ströme bis zum 10fachen der Nennkapazität der Zelle entnommen werden) und eine hohe Zyklenfestigkeit (bis zu 5.000 Ladezyclen) .

  • Nennspannung 3,2V mittlere Spannung
  • Lebensdauer ca. 5.000 Ladezyklen

     

Lithium-Polymer-Akku (LiPo)
Lithium-Polymer-Akkus (LiPoly oder LiPo) sind eine Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion). Die Kathode besteht aus Graphit die Anode aus Lithium Metalloxyd, im Gegensatz zu den anderen Akkutechnologien enthalten Lithium Polymer Akkus keine flüssigen Elektrolyte sondern einen auf Polymerbasis der auf feste bis gelartige Folien vorliegt. Dadurch unterliegt die Bauform der Lithium Polymer Akkus praktisch keine Beschränkungen. Die Anwendungsgebiete der LiPo Akkus sind u.a. Modellbau und Mobiltelefone
  • Nennspannung 3,7V mittlere Spannung
  • Lebensdauer ca. 300 Ladezyklen

 

Memory-Effekt
Der Akku merkt sich, wie stark er gebraucht wurde. Wird der Akku vor dem Aufladen nicht vollständig entladen, bilden sich auf den Elektroden kleine Kristalle und verringern die Möglichkeit, Ladung aufzunehmen. Wenn Sie Ihren Akku also mehrmals hintereinander nicht vollständig entladen, wird die Nutzungszeit  immer geringer.
Milliamperestunden (mAh)
Maßeinheit für die gespeicherte Ladungsmenge elektrischer Energie. Ein Akku mit 500 mAh kann bei idealer Temperatur (ca. 20 °C) eine Stunde 500 mAh bzw. zehn Stunden 50 mA abgeben. Die Leistung nimmt bei Temperaturen über 30 °C und unter 15 °C deutlich ab.
Nickel-Cadmium-Akku (NiCd)
Bewährte und weitverbreitete Akku-Technologie. NiCd-Akkus stellen im Vergleich zu NiMH-Akkus bei tiefen Temperaturen mehr Energie zur Verfügung. NiCd- und NiMH-Akkus sind jederzeit austauschbar
Nickel-Metall-Hydrid-Akku (NiMH)
NiMH-Akkus im Vergleich zu NiCd-Akkus speichern bei gleichem Volumen doppelt so viel Energie, haben einen deutlich reduzierten Memory-Effekt und eine längere Lebensdauer, dafür aber längere Ladezeiten. NiMH-Akkus sollten nur in hochwertigen Ladestationen aufgefrischt werden, da sie leicht überhitzen können und empfindlich auf Kälte reagieren
Reinigen
Um für einen reibungslosen Stromfluß zu sorgen, sollten die Kontakte zwischen Verbraucher und Akku von Zeit zu Zeit mit einem Radiergummi gereinigt werden.
Selbstentladung
Durch Selbstentladung verliert ein Akku in unbenutztem Zustand innerhalb von 3 Monaten etwa 80% seiner Ladung. Die Selbstentladung ist temperaturabhängig und bei hohen Temperaturen größer. Ideal sind Temperaturen zwischen 15 °C und 30 °C.
Silberoxyd-Batterie
Eine Primär-Batterie, deren Anode aus einer Silberoxydverbindung und deren Kathode aus Zink besteht. Silberoxyd-Batterien erlauben die kleinsten Bauformen und werden vor allem in Armbanduhren und Taschenrechnern eingesetzt.
Training
Wer seinen Akku regelmäßig trainiert, hat mehr davon: Mindestens zweimal pro Woche den Akku mit langen Nutzungszeiten entladen.
Überladen
Überladung führt zu Kapazitätsminderung und Zerstörung des Akkus. Gute Schnelladegeräte mit integrierter Ladeelektronik schalten nach dem vollständigen Aufladen auf Erhaltungsladung um und vermeiden dadurch Überladungen. Fehlt diese Funktion, sollte der geladene Akku möglichst nicht über längere Zeit im Ladegerät bleiben.
Zink-Kohle-Batterie
Die Standard- oder Haushalts-Batterie mit einer Zellenspannungf von 1,5 Volt. Zink-Kohle-Batterien werden auch als Zink-Braunstein-Batterien bezeichnet. Die Anode besteht aus einem Gemisch aus Braunstein, Ruß und Graphit, das um einen Kohlestab gepreßt ist. Die Kathode bildet ein Becher aus Zink, der gleichzeitig das Zellengehäuse darstellt.
Zink-Luft-Batterie
Batterie, in der Zink mit dem Luftsauerstoff reagiert. Die Zelle hat eine sehr hohe Energiedichte, ist aber nur begrenzt lagerfähig. Zur Lagerung wird sie luftdicht versiegelt, das Siegel muß vor Inbetriebnahme entfernt werden. Nach einer kurzen Wartezeit baut sich die Batteriespannung dann auf. Zink-Luft-Batterien werden vor allem in Hörgeräten eingesetzt.