Mrz 072011
 
NotebookAkku

Der Markt von Kleinstgeräten (Handys, Notebooks, Smartphones, PDAs) zeigt einen Trend zur Miniaturisierung. Gleichzeitig steigt der Energiebedarf solcher Systeme. Wegen der hohen Energiedichte der Lithium-Zellen sind diese besonders für mobile Geräte geeignet.

Notebook AkkusDer Markt von Kleinstgeräten (Handys, Notebooks, Smartphones, PDAs) zeigt einen Trend zur Miniaturisierung. Gleichzeitig steigt der Energiebedarf solcher Systeme. Wegen der hohen Energiedichte der Lithium-Zellen sind diese besonders für mobile Geräte geeignet. Zum Beispiel Handys und Notebooks. Allerdings sind Lithium-Ionen Akkus teuer und reagieren wesentlich empfindlicher auf falsche Behandlung als andere Akkus. Ist bei der Konstruktion und Fertigung nichts schief gegangen, so bleibt er über 5 Jahre funktionstüchtig. Werden die 500 bis 1000 möglichen Ladezyklen konsequent ausgenutzt, bleibt auch die Kapazität weitgehendst erhalten. Generell sollte ein Lithium-Ionen-Akku immer vollständig geladen und entladen werden. Unvollständige Lade-/Entladevorgänge zählen als ein kompletter Ladezyklus. Auch der ständige Betrieb des Akkus parallel zum einem Netzteil drückt die Anzahl der möglichen Ladezyklen. Die Aufladung erfolgt mittels des I/U-Ladeverfahrens, bei dem der Akku erst mit Konstantstrom und dann mit Konstantspannung aufgeladen wird. Die Alterung der Lithium-Ionen-Akkus wird durch die Zell-Oxidation hervorgerufen. Dabei oxidieren die Elektroden. Diese verlieren die Fähigkeit Lithium-Ionen zu speichern, die für den Stromfluss notwendig sind. Die Zell-Oxidation wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Zum Beispiel durch die Temperatur und dem Ladezustand des Akkus. Bei hoher Temperatur und vollem Akku entwickelt sich die Zell-Oxidation besonders schnell. Dieser Zustand kommt z. B. bei Notebooks häufig vor, wenn der Akku vollständig geladen ist und gleichzeitig das Gerät in Betrieb ist und warm wird. Die Wärme überträgt sich auf den Akku. Benötigt man den Akku nicht, so sollte man ihn zur Hälfte aufladen und bei Zimmertemperatur, besser im Kühlschrank (nicht Kühlfach), lagern. Erst kurz bevor man ihn wieder einsetzen will, lädt man ihn vollständig auf.

Lagerung

AkkuMuss ein Lithium-Ionen-Akku längere Zeit gelagert werden, muss regelmäßig der Ladezustand kontrolliert werden. Der optimale Ladezustand liegt zwischen 50% und 80%. Die Selbstentladung von 1% pro Monat ist äußerst gering, allerdings stark temperaturabhängig. Lithium-Ionen-Akkus sollten alle 3 bis 4 Monate nachgeladen werden, um die Tiefentladung zu vermeiden. Erreicht eine Zelle eine Spannung unter 2V kann sich die Zelle zerstören. Beim Erwerb von Lithium-Ionen-Akkus muss immer damit gerechnet werden, dass Akkus vorzeitig den Geist aufgeben. Vor allem bei Akkus die aus Fernost kommen oder länger unterwegs gewesen sind. Das gilt genauso für Ersatzakkus, die evt. eine längere Lagerung hinter sich haben. Ist ein Akku doch kaputt, dann kann ein Reparatur in Frage kommen. Wenn nicht, dann sollte der Akku beim Händler oder im Sondermüll entsorgt werden.

Technische Entwicklung

AkkuDie Firma Toshiba hat einen Lithium-Ionen-Akku entwickelt, der nach einer Minute Ladezeit 80 Prozent seiner Kapazität erreicht. Der Ladevorgang läuft 60 mal schneller ab, als bei sonst üblichen Lithium-Ionen-Akkus. Außerdem soll der Kapazitätsabfall nach 1000 Ladezyklen weniger als 1% betragen. Auch der Kapazitätsabfall aufgrund niedriger oder hoher Temperatur soll nur noch wenige Prozent betragen. Im Innern dieses Lithium-Ionen-Akkus befindet sich eine Anode aus Lithium-Kobaltoxid. Herkömmliche Akkus haben eine Kohlenstoff-Anode. Ein besonderes Elektrolyt und Teilchen mit einigen 100 Nanometer Durchmesser, die die Anode überziehen, sorgen während des Ladevorgangs für eine schnelle Übertragung der Lithium-Ionen auf die Kathode.

Akkupflege

Ob ein Lithium-Ionen-Akku nur ein oder sogar 5 Jahre hält, hängt von der Verarbeitung, dem Gebrauch und der Temperatur ab. Chemische Änderungen des Elektrolyten und der Oxidation der Elektroden sind die Hauptursache für die Alterung. Das Lithium-Ionen-Akkus nach 2 bis 3 Jahren an Kapazität verlieren ist nur eine Faustregel. Nicht gebrauchte Akkus sollten nicht im Gerät, sondern extern gelagert werden. Je höher die Temperatur, also je wärmer der Akku, desto schneller altert er. Da sich elektronische Geräte während des Betriebs stark erwärmen ist das eine schlecht Voraussetzung für Lithium-Ionen-Akkus. Am besten lagert man sie mit der Hälfte der Ladung im Kühlschrank. Bei einer Selbstentladung von 1% im Monat hält die Ladung sehr lange an.

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 Veröffentlicht von am 15:57

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