Akkus sind aus dem alltäglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Sowohl in Smartphones und Fernbedienungen als auch in E-Bikes und Elektrowerkzeug kommen sie zum Einsatz. Dabei werden sehr unterschiedliche Technologien je nach Anwendung verwendet. Unterschiede gibt es beispielsweise bei der Lebensdauer, Energiedichte oder Umweltverträglichkeit.
Lithium-Ionen-Akkus in Smartphones und Laptops
Sowohl Smartphones als auch Laptops und Tablets verwenden heutzutage fast ausschließlich sogenannte Lithium-Ionen-Akkus. Dieser Akkutyp ist für seine besondere Leistungsfähigkeit bekannt. Denn er kann auf kleinem Raum viel Energie speichern. Möglich ist das durch die Lithium-Ionen, die sich beim Laden und Entladen zwischen einer positiven und negativen Elektrode bewegen. Typischerweise werden bei diesem Akku Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid (NMC) oder Lithium-Eisen-Phosphat (LFP) eingesetzt.
Wodurch zeichnet sich der Lithium-Ionen-Akku aus?
Die hohe Energiedichte macht den Akkutyp klein, leicht und effizient. Weiterhin ist er schnellladefähig und weist dabei nur eine geringe Selbstentladung auf. Die Kapazität wird wie bei anderen Akkus auch in Milliamperestunden, kurz mAh, angegeben. Diese Einheit gibt an, wie lange ein Gerät mit einer Ladung betrieben werden kann. Es gibt jedoch auch einige Nachteile des Lithium-Ionen-Akkus. Hierzu zählt insbesondere die begrenzte Lebensdauer. Typisch sind etwa 500 bis 1.000 Ladezyklen. Hinzu kommt, dass vor allem Hitze durch Sonneneinstrahlung, aber auch tiefe Temperaturen oder falsche Lagerung die Alterung zusätzlich beschleunigen. Besonders hohe Temperaturen bergen zudem Sicherheitsrisiken wie das Feuerfangen des Geräts. Trotz dieser Einschränkungen sind Lithium-Ionen-Akkus aufgrund ihrer Vielseitigkeit sehr gefragt und die weltweite Nachfrage steigt rasant. Im Jahr 2023 lag sie bei 718 Gigawattstunden, im Jahr 2030 werden es bereits 3.127 Gigawattstunden sein.
NiMH-Akkus in Spielzeug, Fernbedienungen und Taschenlampen
Nickel-Metallhydrid-Akkus, kurz NiMH-Akkus, finden sich vor allem in Geräten mit geringem bis mittlerem Stromverbrauch. Dazu zählen unter anderem Fernbedienungen, Spielzeug, Taschenlampen, schnurlose Telefone oder einfache Digitalkameras. Dieser Akkutyp besteht aus zwei Elektroden, die durch einen Separator voneinander getrennt sind. Die negative Elektrode basiert auf einer Metalllegierung, die Wasserstoff speichern kann.
Welche Vorteile bietet dieser Akkutyp?
Ein wesentlicher Vorzug des NiMH-Akkus ist seine Robustheit. Er reagiert weniger empfindlich auf Überladung oder Tiefentladung als Lithium-Akkus. Daher gilt er als vergleichsweise sicher. Zudem sind NiMH-Akkus umweltfreundlicher als ältere Nickel-Cadimum-Akkus und stellen beispielsweise für herkömmliche Einwegbatterien einen ökologisch sinnvollen Ersatz dar. Die Energiedichte dieses Typs ist zwar geringer, dafür ist er langlebig, zuverlässig und einfach in der Handhabung.
Individuelle Akku-Konfektionen nach Maß
Neben Standardlösungen gewinnen maßgeschneiderte Akkupacks zunehmend an Bedeutung. Die individuelle Akku Konfektion nach Maß hilft dabei die Kapazität, Form, Anschlüsse und Zellen sowie die Schutzschaltungen speziell auf das jeweilige Gerät abzustimmen. Insbesondere für Spezialanwendungen oder industrielle Geräte ist das sinnvoll. Denn dort passen die herkömmlichen Akkus häufig nicht oder erbringen nicht die gewünschte Leistung.
Hochleistungs-Lithium-Ionen-Akkus für E-Bikes und Werkzeuge
Akkuschrauber, Sägen oder E-Bikes benötigen deutlich mehr Leistung als eine Fernbedienung oder ein Smartphone. Hier kommen besonders robuste Lithium-Ionen-Hochleistungsakkus zum Einsatz. Dieser Akkutyp ist darauf ausgelegt, hohe Ströme zu liefern. Gleichzeitig hält er starker Belastung stand und übersteht viele Ladezyklen. Verstärkte Gehäuse, intelligente Batteriemanagementsysteme und Temperatursensoren machen es möglich, dass ein hohes Maß an Sicherheit gegeben ist und die Akkus eine lange Lebensdauer aufweisen. Selbst dann, wenn sie intensiv unter wechselnden Umweltbedingungen genutzt werden.
Blei-Säure-Akku in Autos und Notstromanlagen
Ein weiterer wichtiger Akkutyp ist der Blei-Säure-Akku. Obwohl er technologisch bereits älter ist, kommt er auch noch heute häufig in Notstromanlagen, Solarstromspeichern oder Autos zum Einsatz. Dieser Akkutyp ist günstig und zuverlässig. Weiterhin kann er hohe Ströme liefern. Die Nachteile sind seine geringe Energiedichte sowie seine begrenzte Lebensdauer. Zudem ist er schwer, weshalb er insbesondere für mobile Kleingeräte ungeeignet ist. Für stationäre Anwendungen ist er jedoch immer noch relevant.
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