Akkumulatoren im Überblick: NiCd, NiMH, Li-Ion & Co.

Nickel-Cadmium-Akkumulator (NiCd)

Nickel-Cadmium-Akkumulatoren (NiCd) sind ein relativ alter Akkutyp. Ihre Technologie ist vergleichsweise wenig leistungsfähig und weist einen starken Memory-Effekt auf. Das enthaltene Cadmium macht diese Akkus zudem umweltschädlich.

Der Memory-Effekt

Der Memory-Effekt tritt auf, wenn der Akku wiederholt aufgeladen wird, bevor er vollständig entladen ist. Der Akku "merkt" sich dann die geringere Entladetiefe und stellt zukünftig nur noch diese Kapazität zur Verfügung. Dies führt dazu, dass der Akku immer früher leer wird. Um dem entgegenzuwirken, sollte dieser Akkutyp immer vollständig bis zur Entladeschlussspannung von 0,9 V entladen werden, bevor er wieder aufgeladen wird.

Vor der ersten Inbetriebnahme wird empfohlen, den Akku dreimal nacheinander vollständig zu entladen und wieder aufzuladen. Dieser Vorgang, auch als "Refresh" bezeichnet, kann von Zeit zu Zeit wiederholt werden, um die ursprüngliche Kapazität weitgehend wiederherzustellen.

Nickel-Metallhydrid-Akku (NiMH)

Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) sind eine Weiterentwicklung der NiCd-Akkus und kamen 1992 auf den Markt. Sie sind deutlich haltbarer und leistungsfähiger als NiCd-Akkus und zudem umweltfreundlicher. Der Memory-Effekt ist bei NiMH-Akkus schwächer ausgeprägt als bei NiCd-Akkus. Beim Laden sind sie hitzeempfindlich. Nähert sich die Temperatur dem Gefrierpunkt, tritt ein drastischer Leistungsverlust auf. Bei höheren Temperaturen steigt die Selbstentladung stark an.

Der Lazy-Battery-Effekt

NiMH-Akkus weisen einen ähnlichen Effekt wie der Memory-Effekt auf, der als Lazy-Battery-Effekt bezeichnet wird. Dieser ist jedoch nicht so stark ausgeprägt wie der Memory-Effekt bei NiCd-Akkus. Bei NiMH-Akkus genügt es, den Akku nur etwa jeden 10. Ladezyklus einmal bis zur Entladeschlussspannung zu entladen und danach vollständig aufzuladen. Das bedeutet, NiMH-Akkus dürfen auch im teilentladenen Zustand ohne vorherige Entladung vollgeladen werden, solange man sie gelegentlich vollständig entlädt und wieder auflädt.

Auf ein ständiges Entladen bei jedem Ladezyklus sollte verzichtet werden, da NiMH-Akkus deutlich weniger Ladezyklen verkraften als NiCd-Akkus. Ein ständiges Entladen vor dem Aufladen kann den NiMH-Akku daher schädigen.

Lagerung von NiCd- und NiMH-Akkus

Sowohl NiCd- als auch NiMH-Akkus sollten bei längerer Nichtbenutzung mit einer Kapazität von ca. 40 % und bei Temperaturen zwischen 5 °C und 15 °C gelagert werden, da sie im vollgeladenen Zustand schneller altern. Aufgrund der hohen Selbstentladung von NiMH-Akkus und der Gefahr der Zerstörung, falls die Entladeschlussspannung unter 1 V fällt, sollten diese Akkus dennoch alle 3-6 Monate wieder aufgeladen und für die weitere Lagerung erneut auf die Langzeitlagerkapazität von 40 % entladen werden.

Lithium-Ionen-Akku (Li-Ion)

Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) stellen eine leistungsstärkere Weiterentwicklung dar und repräsentieren den gegenwärtigen Stand der Technik. Sie weisen eine etwas höhere Selbstentladung auf und sind teurer als frühere Li-Ion-Akkus. Ein spezielles Ladegerät wird benötigt.

Lithium-Polymer-Akku (LiPo)

Lithium-Polymer-Akkus (LiPo) sind eine leistungsstärkere Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Akkus mit einer etwas höheren Selbstentladung und stellen den gegenwärtigen Stand der Technik dar. Sie sind teurer als herkömmliche Li-Ion-Akkus. Ein spezielles Ladegerät wird benötigt.

Natrium-Nickelchlorid-Zelle (ZEBRA-Batterie)

Eine Natrium-Nickelchlorid-Zelle, auch als ZEBRA-Batterie (englisch: Zero Emission Battery Research Activities) bezeichnet, ist ein wiederaufladbarer Akkumulator, eine sogenannte Sekundärzelle. Sie zählt zu den Thermalbatterien. Statt eines flüssigen Elektrolyten werden ein fester Elektrolyt und eine Kombination aus flüssigen und festen Elektroden verwendet. Dieser Akkumulator wurde ursprünglich in Elektrofahrzeugen wie Elektroautos, Hybridbussen und Elektrobussen eingesetzt. Heute findet er beispielsweise in Batterie-Speicherkraftwerken und im Bereich der Rüstungsindustrie Anwendung.