Li-Ion-Akkus: Gibt es Alternativen zu Lithium-Ionen-Akkus? Vorteile, Nachteile, Gefahren

Es mögen Einzelfälle sein, doch das hilft den Betroffenen wenig. Auch der Ratschlag, nur Markenprodukte und -ersatzteile zu kaufen, ist kein Allheilmittel. Denn es trifft immer wieder auch hochpreisige Geräte. Umgekehrt gibt es zahlreiche Beispiele dafür, dass auch weniger bekannte Marken hochwertige Geräte zu einem vergleichsweise niedrigen Preis anbieten.

Im Großen und Ganzen könne man sich darauf verlassen, dass Akkus den heute üblichen Standards entsprechen, bestätigt Prof. Christian Ellersdorfer vom Institut für Fahrzeugsicherheit der TU Graz. Das gilt auch für Nachbauten. Vermeiden sollte man allerdings, auf Internetplattformen Billigangebote aus Fernost auszuwählen. Im Zweifelsfall sei es besser, beim Original zu bleiben.

Der Li-Ion-Akku hat einen großen Komfortgewinn gegenüber den früheren Akku-Typen gebracht, aber auch er hat seine Schwächen. Auf jeden Fall gehört der berüchtigte Memory-Effekt bei Li-Ion der Vergangenheit an. Bei den früher üblichen und aus Umweltschutzgründen heute weitgehend verbotenen Nickel-Cadmium-Akkus galt die Regel, sie möglichst bis zum Ende ihrer Kapazität zu nutzen und erst dann wieder zu laden. Wurden sie geladen, bevor sie leer waren, „merkten“ sie sich den Füllstand und konnten danach nur noch zum Teil entladen werden. Den Memory-Effekt konnte man zumindest reduzieren, indem man den Akku mehrmals vollständig geladen und wieder entladen hat.

Bei Li-Ion-Akkus wäre dieser Trick zur Erhöhung der Laufzeit nicht nur nutzlos, sondern sogar schädlich. Bei ihnen besteht die Gefahr einer Tiefentladung. Eine vollständige Entladung kann dazu führen, dass die Spannung zu weit absinkt, und das kann eine irreparable Schädigung zur Folge haben, die negative Auswirkungen auf Kapazität und Lebensdauer hat. Im schlimmsten Fall kommt es zu einem Kurzschluss.

Memory-Effekt bei Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH)

Eine Art Memory-Effekt findet man heute noch bei Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH), die hauptsächlich in Gestalt der wiederaufladbaren Mignon- und Mikrozellen („Standardakkus“ der Größen AA bzw. AAA) zum Einsatz kommen. Konkret handelt es sich um den Lazy-Battery- oder Batterieträgheitseffekt, der sich in einer reduzierten Leistungsabgabe des Akkus äußerst. Ein geeignetes Ladegerät vorausgesetzt, kann man den Lazy-Battery-Effekt durch mehrere vollständige Lade- und Entladezyklen rückgängig machen.

In aller Regel haben Li-Ion-Akkus ein Batteriemanagementsystem (BMS), das nicht nur eine Tiefentladung, sondern auch eine Überladung verhindern soll. Bei den meisten gängigen Produkten, ob Handy oder Akkuschrauber, gibt es so eine Schutzschaltung und sie funktioniert auch. Es gibt allerdings Ausnahmen, vor allem bei den erwähnten Billigangeboten aus Fernost.

Außerdem: Auch das beste BMS verhindert grundsätzlich nur das Aufladen über 100 Prozent und das Entladen unter null. Wer seinen Akku möglichst lange nutzen will, sollte ihn nicht komplett aufladen, weil die Belastung für den Energiespeicher immer höher wird, je höher der Ladestand ist. Ähnliches gilt auch für die Entladung bis zur Abschaltung.

Experten raten dazu, den Ladestand nicht unter 10 Prozent sinken und über 90 Prozent steigen zu lassen. Als optimal wird ein Ladestand zwischen 30 und 80 Prozent angesehen. Kleingeräte wie elektrische Zahnbürsten oder Rasierapparate verfügen allerdings häufig über keine Ladestandsanzeige. Da kann man sich behelfen, wenn man weiß, wie lange das Gerät bis zur Vollladung braucht. Sind es beispielsweise zwei Stunden, dann stoppt man den Ladevorgang eben nach rund 100 Minuten.

Auch das Aufladen über Nacht, wie es wohl häufig beim Smartphone praktiziert wird, ist aus den genannten Gründen nicht empfehlenswert. Bleibt der Akku am Ladegerät, kann es sein, dass der Ladevorgang immer wieder neu anspringt, wenn der Ladestand ein wenig gesunken ist. Diese Miniaufladungen sind besonders schädlich.

Sind 1.000 Ladezyklen möglich? 

Besser ist es, das Gerät nur zum Teil aufzuladen (bis man schlafen geht) und am Morgen weiter zu laden. Das schadet dem Akku weit weniger. Man muss nicht befürchten, dass er weniger lang genutzt werden kann, weil man öfter lädt. Die häufig genannte Zahl von 1.000 Ladezyklen, die ein Akku übersteht, gilt für eine Ladung von null auf 100. Bei Teilladungen sind mehr Ladezyklen möglich.

Es ist auch empfehlenswert, das Gerät beim Ladevorgang abzuschalten, um ein ungestörtes Laden zu gewährleisten, Zumindest sollte man hohen Verbrauch vermeiden – also am Smartphone während des Ladens kein Video laufen lassen. 

Auch wenn Akkus nicht genutzt werden, entladen sie sich im Laufe der Zeit – die kalendarische Lebensdauer eines Akkus ist eben auch beschränkt. Wird der Akku längere Zeit nicht genutzt (etwa beim Überwintern des E-Bikes), sollte er regelmäßig – mindestens einmal im Jahr – auf etwa 60 Prozent zwischengeladen werden. Die Aufbewahrung sollte an einem kühlen und trockenen Ort erfolgen. Wenn möglich, den Akku aus dem Gerät nehmen und getrennt lagern. Die Akku-Kontakte dürfen nicht mit Metall (zum Beispiel Münzen, Schlüssel) in Berührung kommen, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Daher sollten Akkus auch nicht ungeschützt gemeinsam mit anderen Akkus aufbewahrt werden. Am besten ist es, die Kontakte mit Klebestreifen abzudecken.

Feuerschutzhülle

Beim Österreichischen Zivilschutzverband sind spezielle Schutztaschen („Accusafe“) erhältlich, in unterschiedlichen Größen, vom Handy- bis zum E-Bike-Akku. Sie bestehen außen aus PVC und innen aus feuerfestem Glasfasergewebe (zivilschutz-shop.at).

Li-Ion-Akkus sind sehr temperaturempfindlich. Die „Wohlfühltemperatur“ beträgt etwa 20 Grad Celsius. Weniger als 10 und mehr als 35 Grad mögen sie nicht, jedenfalls nicht auf Dauer. Es ist klar, dass dies speziell bei Smartphones nicht immer eingehalten werden kann. Aber die Belastung kann zumindest reduziert werden.

Im Winter kann das Gerät möglichst nahe am Körper getragen werden. Im Sommer wird man das Handy klarerweise nicht gerade hinter der Windschutzscheibe ablegen, aber auch anderswo im Auto ist ein Mobiltelefon zu dieser Jahreszeit nicht gut aufgehoben. Im Fall von Überhitzung kann es vorkommen, dass sich das Smartphone von selbst abschaltet und eine Zeit lang den Dienst verweigert. Das dient dem Schutz von Gerät und Akku.

Schadet Schnellladen eigentlich? Handyhersteller Samsung teilt uns dazu mit: „Lademethode und -geschwindigkeit haben keinen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer des Akkus.“ Es gibt auch andere Meinungen, aber noch fehlen Langzeiterfahrungen. Tatsache ist, dass sich jeder namhafte Hersteller mit dem Thema auseinandersetzt und weiter am Batteriemanagementsystem feilt. Von der Mittelklasse aufwärts ist heute fast jedes aktuelle Gerät für das Schnellladen geeignet.

Welches ist das passende Ladegerät?

Wenn man darauf achtet, ein passendes, also vom Hersteller empfohlenes, Ladegerät zu verwenden (sofern es nicht ohnehin mitgeliefert wird), sollte das Schnellladen keinen Schaden anrichten. Ist das Handy nicht für schnelles Laden geeignet, schadet die Verwendung eines Schnellladegeräts im Übrigen auch nicht, weil Schnellladen nur funktioniert, wenn beide beteiligten Geräte es auch tatsächlich unterstützen.

Wie schlecht ist kabelloses Laden?

Weiters gibt es die Möglichkeit einer kabellosen Ladung (vor allem für Handys). Dabei wird das Gerät auf eine spezielle Ladestation gelegt und der Akku mittels Induktion „aufgefüllt“. Der große Vorteil dabei ist, dass der Kabelsalat entfällt. Nachteile: Es wird deutlich mehr Energie benötigt und der Ladevorgang dauert länger. Außerdem stellt die höhere Temperaturbelastung einen Stressfaktor für den Akku dar, was die Lebensdauer reduzieren könnte.

Ein sorgsamer Umgang mit Akkus verlängert nicht nur die Lebensdauer, er ist auch aus Sicherheitsgründen ratsam. Li-Ion-Akkus sind buchstäblich brandgefährlich. In London und Barcelona ist die Mitnahme von E-Scootern in öffentlichen Verkehrsmitteln verboten, nachdem es in Einzelfällen zu einer Selbstentzündung von Akkus gekommen ist. Starke Rauchentwicklung und die Freisetzung gesundheitsschädlicher Stoffe waren die Folge. Deshalb wird nun auch in Wien ein Verbot von E-Scootern in U-Bahnen überlegt.

Li-Ion-Akkus hätten das größte Energiepotenzial, würden deshalb aber auch das größte Risiko in sich bergen, betont Ferdinand Gudenus von der Elektroaltgeräte Koordinierungsstelle EAK (eak-austria.at). Bei starker Hitzeeinwirkung oder bei mechanischen Beschädigungen könne es zu Bränden kommen.

Alarmsignale und Sicherheitsvorkehrungen

Ein Handy brauche nur einmal zu Boden zu fallen, so Gudenus. Dabei könnten kleine Risse in den Akkumembranen entstehen, die zunächst gar nicht sichtbar seien.