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Tipps zum Umgang mit wiederaufladbaren Batterien

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta

Wiederaufladbare Batterien sind inzwischen weit verbreitet. Um eine gute Lebensdauer zu erreichen, sollte man allerdings gewisse Dinge beachten; hierbei hilft dieser Ratgeber umfassend und technisch fundiert.

An vielen Stellen im Haushalt werden heute wiederaufladbare Batterien eingesetzt. Einige Geräte wie Mobiltelefone (Handys) und tragbare Computer (Notebooks und Tablets) werden praktisch immer mit einem Akkumulator geliefert – oft sogar einem fest eingebauten, der nicht so einfach auszutauschen ist (siehe unten). (Die Grundlagen hierfür finden Sie in unserem Lexikon-Artikel über Akkumulator.) Bei kleinen Digitalkameras (Kompaktkameras), Taschenlampen und viele anderen Geräten hat man dagegen die Wahl, ob man gewöhnliche Batterien oder wiederaufladbare Batterien Akkumulatoren einsetzt.

Wesentlich größere Akkus verwendet man heute in Elektroautos. In diesem Artikel geht es allerdings vorrangig um Akkus für Kleingeräte. Das Laden von Elektroautos involviert eine ganze Reihe weiterer Aspekte, um die es hier nicht geht.

Es ist natürlich schön, dass Akkus sehr oft wieder aufgeladen werden können, man also nicht ständig neue Batterien kaufen muss. Jedoch funktioniert in der Praxis leider nicht immer alles problemlos, insbesondere wenn man gewisse häufig verbreitete Fehler macht. Viele Details hängen auch sehr davon ab, mit welchem Typ von Akku man es zu tun hat – was für einen richtig ist, kann für den anderen gerade falsch sein. Im Folgenden soll erläutert werden, wie man am besten mit Akkus verschiedener Art umgeht. Die erste Frage ist freilich:

Soll man bzw. kann man überhaupt aufladbare Batterien verwenden?

Kleingeräte, die auch mit gewöhnlichen nicht wiederaufladbaren Batterien arbeiten – z. B. mit den üblichen 1,5-V-Zellen in den Größen AA (Mignon), AAA (Micro), C (Micro) oder D (Mono) –, können meistens auch mit aufladbaren Batterien betrieben werden – aber nicht immer. Ein Problem kann sein, dass die üblichen Nickel-Metallhydrid-Akkus (genauso wie die früher oft verwendeten Nickel-Cadmium-Akkus) eine deutlich niedrigere Nennspannung von nur 1,2 V haben. Wenn man die volle Kapazität nutzen möchte, muss man die Spannung bis zu einer Entladeendspannung von ca. 1,0 V absinken lassen. Manche Geräte arbeiten damit gerade noch, etliche werden aber schon bei ca. 1,2 V nicht mehr richtig funktionieren. Dann kann man den Eindruck haben, der Akku halte nur ganz kurze Zeit durch – dabei könnte er noch viel Ladung abgeben, nur eben nicht auf einem für das Gerät ausreichend hohen Spannungsniveau. Leider erfährt man von den Geräteherstellern meist nicht, wie viel Batteriespannung ein Gerät mindestens braucht, muss es also selbst ausprobieren.

Auch wenn das Gerät läuft, muss der Einsatz eines Akkus nicht immer sinnvoll sein. Wenn eine gewöhnliche Batterie ein Jahr lang durchhält, wird sich die Anschaffung eines viel teureren Akkus kaum lohnen können. Zudem wird ein gewöhnlicher Akku in dieser langen Zeit viel Energie durch Selbstentladung verlieren; er müsste dann also öfters nachgeladen werden (z. B. alle zwei oder drei Monate). Allenfalls Typen mit besonders geringer Selbstentladung würden wenigstens dieses Problem vermeiden. Aber auch dann erreicht der Akku über seine Lebensdauer nur wenige Ladezyklen, da er auch mit geringer Belastung über die Jahre altert.

Wenn ein Gerät dagegen einerseits mit relativ niedrigen Spannungen zurechtkommt und andererseits eine recht hohe Stromaufnahme hat, ist die Verwendung eines Akkus sehr sinnvoll. Hier kann es sogar sein, dass ein Akku mit einer Ladung deutlich länger durchhält als eine nicht wiederaufladbare Batterie – selbst wenn seine Kapazität gar nicht höher ist. Dies liegt daran, dass eine gewöhnliche Batterie einen höheren Innenwiderstand hat (vor allem wenn sie nicht mehr neu ist), so dass ihre Spannung bei starker Strombelastung erheblich einbricht und das Gerät dann nicht mehr richtig funktioniert. Misst man dann die Spannung der unbelasteten Batterie, erscheint diese u. U. noch ganz normal, und man könnte sich wundern, dass sie im Gerät doch nicht mehr funktioniert. Akkus sind hier meist besser – sie haben eine wesentlich höhere Strombelastbarkeit.

Natürlich ist es ökonomisch und ökologisch immer wesentlich günstiger, Geräte über ein Netzteil direkt mit Energie aus dem Stromnetz zu versorgen, da die Herstellung von Batterien sehr energieaufwändig ist.

Sind teure Akkus besser?

Ähnlich wie bei nicht aufladbaren Batterien gibt es bei Akkus der gleichen Bauform – z. B. AA oder AAA mit 1,2 V – sehr große Preisunterschiede. Außerdem gibt es auch Unterschiede in der Qualität, etwa betreffend die Kapazität, Strombelastbarkeit, Haltbarkeit, Selbstentladung usw. Allerdings stellt man bei Vergleichstests immer wieder fest, dass es kleine klare Beziehung zwischen Preis und Qualität gibt. Teure Akkus (meist von namhaften Marken) mögen hier und da sehr gut abschneiden, und billige können ziemlich schlecht sein, aber auch das Umgekehrte kommt immer wieder vor. Vor allem sind Akkus oft in einer Disziplin besonders gut, in anderen dagegen schwach; es ist also eher eine Frage, wofür genau sie optimiert wurden. Von daher erscheint es angebracht, sich vorwiegend am Preis zu orientieren, soweit nicht konkrete Informationen z. B. von Vergleichstests vorliegen.

Was bedeutet die Kapazität eines Akkus, und wovon hängt sie ab?

Die Kapazität eines Akkus ist die Ladungsmenge, die ein anfangs voll geladener Akku abgeben kann, bis er den vorgesehenen Entladungszustand (erkennbar an der Entladeendspannung) erreicht hat. Sie wird meist in Amperestunden (Ah) bzw. Milliamperestunden (1 mAh = 0,001 Ah) angegeben. Beispielsweise bedeutet eine Kapazität von 800 mAh, dass der Akku 800 Stunden lang 1 mA abgeben könnte, oder auch 8 Stunden lang 100 mA.

Durch Multiplikation der Kapazität mit der durchschnittlichen Entladespannung erhält man die abrufbare Energiemenge. Beispielsweise bedeuten eine Kapazität von 50 Ah einer 12-V-Autobatterie, dass man eine Energiemenge von 50 Ah · 3600 s/h · 12 V = 2,16 MJ = 0,6 kWh entnehmen könnte. Auch eine solche Energiemenge, die letztlich wichtiger ist, wird häufig als Kapazität bezeichnet.

Die Kapazität eines Akkus hängt in erster Linie von seiner Größe und Bauart ab, ebenfalls von der gelieferten Spannung: Beispielsweise bedeutet eine doppelt so hohe Spannung, dass entsprechend mehr Zellen in Reihe geschaltet werden, sodass die Kapazität entsprechend geringer ausfällt, die lieferbare Energiemenge jedoch etwa gleich bleibt.

Bei Akkus mit nur einer Zelle in einer bestimmten Größe und Bauart – beispielsweise 1,5-V-Nickelmetallhydrid-Akkus im AA-Format – hängt die Kapazität nur mäßig vom verwendeten Fabrikat ab. Eine besonders hohe Kapazität eines Produkts muss nicht unbedingt eine hohe Qualität bedeuten, sondern kann auch Resultat einer einseitigen Optimierung zulasten anderer Eigenschaften wie beispielsweise der Lebensdauer oder der Selbstentladerate sein.

Während der Benutzung kann die Kapazität eines Akkus allmählich abnehmen – vor allem bei schlechter Behandlung; mehr dazu weiter unten.

Richtiges Laden von Akkus

Sehr viele Fragen gibt es zum Laden, und da kann man einiges falsch machen – oder eben mit solidem Wissen auch richtig:

Welches Ladegerät ist geeignet?

Entscheidend ist es auf jeden Fall, ein für den jeweiligen Batterietyp und die Batteriegröße geeignetes Ladegerät zu verwenden, da die Lebensdauer der Akkus sonst stark reduziert werden kann. Wenn etwa ein für Baby-Zellen konstruiertes Ladegerät für Mignon-Zellen verwendet wird, wird der Ladestrom für diese vermutlich zu hoch sein. Umgekehrt würde ein für Mignon-Zellen entwickeltes Ladegerät Baby-Zellen mit reduziertem Strom laden, sodass eine entsprechend längere Ladezeit benötigt würde (was dem Akku freilich nicht schadet). Wichtig ist auch, dass das Ladegerät den Ladevorgang abbricht, wenn die empfohlene Ladeendspannung erreicht wird, da die sonst erfolgende Überladung die Kapazität und Lebensdauer reduzieren kann. Zusätzliche Abschaltkriterien können das Erreichen einer zu hohen Temperatur oder der genaue zeitliche Verlauf der Klemmenspannung sein. Ebenfalls ist ein Verpolungsschutz günstig, da das "Laden" eines Akkus mit falscher Polarität ihn leicht zerstören kann.

Manche "intelligenten" elektronischen Ladegeräte mit Mikroprozessor-Ladeschaltung verwenden zusätzliche Tricks, um den Ladezustand besser zu beurteilen und die Batterien genügend schnell, aber doch schonend zu laden. Beispielsweise wird bei manchen Geräten das Laden immer wieder kurz unterbrochen, um die Leerlaufspannung zu messen. Solche Tricks mögen sinnvoll sein, aber sind natürlich immer auf einen bestimmten Akku-Typ zugeschnitten. Für einen Akku desselben Typs (z. B. NiMH) von einem anderen Hersteller mag das allerdings noch gut passend sein. Manche Ladegeräte können den verwendeten Akkutyp automatisch erkennen und ihre Funktion diesem anpassen.

Nützlich kann auch ein Ladegerät mit der Möglichkeit der Erhaltungsladung sein: Es kann dafür sorgen, dass der angeschlossene Akku ständig voll gehalten wird, trotz seiner Selbstentladung. Freilich sollte man darauf achten, dass dadurch nicht ein unangemessen hoher Standby-Verbrauch entsteht.

Wann soll ich den Akku laden?

Wenn wir beispielsweise unterwegs eine Digitalkamera verwenden, könnten wir im Prinzip ihren Akku jedes Mal nach Gebrauch wieder aufladen. Das hat allerdings zwei Nachteile:

• Wenn der Akku bis zur nächsten Benutzung lange herumliegt, ist er danach schon teilweise entladen (wegen der Selbstentladung) und hält womöglich nicht mehr so lange durch.
• Vor allem wenn es ein Lithium-Akku ist, altert er bei Lagerung im voll geladenen Zustand schneller.

Von daher wäre es besser, den Akkus jeweils direkt vor Gebrauch zu laden. Das hat freilich den Nachteil, dass man es leicht vergessen kann, den Akku rechtzeitig zu laden. Ein Kompromiss kann sein, den Akku nach Gebrauch teilweise nachzuladen und vor Gebrauch dann nochmals nachzuladen.

Bei Nickel-basierten Akkus gibt es zusätzlich noch das (häufig überschätzte) Problem des Memory-Effekts (v. a. bei NiCd) und der Batterieträgheit (NiMH), wenn der Akku häufig vor dem Laden nur teilentladen wird. Allerdings sollte man die Teilentladung trotzdem nicht fürchten. Zunächst einmal sind diese Effekte in der Praxis nicht allzu stark. (Oft werden andere Probleme fälschlich als Memory-Effekt interpretiert.) Hinzu kommt, dass diese Effekte wieder verschwinden, wenn ein Akku ein- oder mehrmals komplett entladen wird. Und die längste Lebensdauer erreicht man, wenn der Akku meist weder ganz entladen noch voll geladen wird. Mit dieser Strategie erreicht z. B. Toyota bei Prius-Hybridfahrzeugen eine sehr lange Lebensdauer der Hybridbatterie (ein NiMH-Akku). Fazit: Es ist meistens nicht notwendig, den Akku vor dem Laden nochmals komplett zu entladen (was gewisse Ladegeräte tun). Am besten ist es, meistens eine Teilentladung und auch nur eine teilweise Ladung vorzunehmen, ab und zu aber den Akku ganz zu entladen und wieder aufzuladen.

Übrigens, bei Bleiakkus oder Lithium-Akkus gibt es keinen Memory-Effekt oder Ähnliches; hier schadet eine Teilentladung also ohnehin nicht – eher im Gegenteil.

Leider laden viele Notebooks den Lithium-Ionen-Akku immer voll auf, wenn sie mit Netzteil betrieben werden. Wenn das Notebook längere Zeit nur am Netz betrieben wird, wird damit die Akkulebensdauer unnötig reduziert. Übrigens ist es bei Notebooks sinnvoll, den Akku gelegentlich (z. B. einmal jährlich) stark zu entladen, damit die Ladeelektronik wieder besser über den tatsächlichen Ladezustand orientiert ist; man nennt diesen Vorgang eine Kalibration.

Was ist die richtige Ladezeit?

Ein geeignetes Ladegerät beendet die Ladung (und stellt evtl. auf eine Erhaltungsladung mit sehr geringer Stromstärke um), wenn ein Akku voll geladen ist. Die dazu benötigte Ladezeit wird natürlich umso geringer, je höher die Stromstärke beim Laden gewählt wird. Eine durch Schnellladung verkürzte Ladezeit ist oft praktisch, kann die Lebensdauer eines Akkus jedoch reduzieren. Außerdem kann der Energieaufwand etwas ansteigen, da zum schnelleren Laden eine etwas höhere Ladespannung benötigt wird und höhere Leitungsverluste entstehen. Das ist natürlich nicht für kleine Akkus relevant, aber beispielsweise für die Batterien von Elektroautos, wo es um relevante Energiemengen geht; einer Schnellladung sollten sie nur unterzogen werden, wenn dies wirklich nötig ist.

Kann man Akkus gemeinsam laden?

Manche Ladegeräte erlauben das, aber da gibt es wichtige Unterschiede:

• Manche Geräte behandeln jeden Akku separat, als hätte er ein eigenes Ladegerät. Dann können Sie auch unterschiedliche bzw. unterschiedlich entladene Akkus bedenkenlos gleichzeitig laden. Solche Geräte erkennen Sie daran, dass sie auch einzelne Akkus laden können.
• Viele einfache Geräte laden alle eingelegten Akkus mit genau demselben Strom (in einer Reihenschaltung). Derjenige, der zuerst voll ist (wegen kleinerer Kapazität oder nicht voller Entladung), wird dann leicht überladen, weil die anderen noch nicht durch Ansteigen der Spannung anzeigen, dass es genug ist. Solche Geräte erkennen Sie daran, dass bei Einlegen nur eines Akkus noch keine Ladung beginnt.

Im Zweifelsfall sollten Sie auch vermeiden, zwei gleiche, aber unterschiedlich stark entladene Akkus gemeinsam zu laden! In der Praxis ist es aber oft so, dass z. B. ein Fotoapparat zwei gleich alte Akkus enthält, die immer gleich stark entladen werden (in Reihenschaltung) und deswegen problemlos auch mit einem einfachen Gerät mit Reihenschaltung geladen werden können.

Sollen oder dürfen die Akkus länger im Ladegerät verbleiben?

Ein ordentliches Ladegerät ist so konstruiert, dass es die Ladung entweder ganz beendet oder auf eine sogenannte Erhaltung mit sehr geringer Stromstärke umstellt, sobald der Akku als voll geladen erkannt wird. Dies sollte normalerweise gut funktionieren – vorausgesetzt, dass das Ladegerät zum Akku-Typ passt. Dann bleibt ein Akku einfach voll geladen, solange er im Ladegerät ist, ohne aber überladen zu werden.

Von daher sollte es einem Akku im Prinzip nicht schaden, in einem guten und für ihn passenden Ladegerät deutlich länger zu verbleiben, als es für die Ladung eigentlich nötig wäre. Allerdings ist es für manche Akku-Typen (speziell für Lithium-Akkus) nicht günstig, für längere Zeit voll geladen herum zu liegen (siehe unten) – egal ob im Ladegerät oder sonstwo –, und dies vor allem bei erhöhter Temperatur. Wenn das Ladegerät durch seine Standby-Verluste deutlich warm wird, stellt es also nicht den idealen Lagerort für einen Akku dar.

Übrigens: Wenn ein längst geladener Akku im Ladegerät deutlich erwärmt bleibt, ohne dass dies durch den Kontakt mit warmen Teilen des Geräts erklärbar ist, kann das ein Indiz für eine chronische Überladung sein. Dann sollte man den Akku zumindest nicht lange dort lassen.

Vermeiden Sie jede Tiefentladung!

Was die meisten Akkus gar nicht mögen (egal ob Blei-, Nickel- oder Lithium-Akkus), sind Tiefentladungen. Damit ist eine Entladung gemeint, die deutlich über das vorgesehene Maß hinaus geht, sodass die Spannung der Batterie stark unter die Nennspannung abfällt. Wenn beispielsweise eine Akku-Taschenlampe nicht mehr gut leuchtet, sollte man auf keinen Fall die Lampe eingeschaltet lassen, bis sie gar nicht mehr leuchtet. Wenn es doch einmal zu einer recht starken Entladung kommt, sollte man den Akku so schnell wie möglich wieder laden, zumindest teilweise.

Etliche akkubetriebene elektronische Geräte verfügen über eine eingebaute Unterspannungsabschaltung als Tiefentladeschutz: Das Gerät wird automatisch rechtzeitig abgeschaltet, um die Tiefentladung zu vermeiden. Vor allem bei Lithium-Akkus sollte eine solche Elektronik unbedingt eingesetzt werden. Dies ist beispielsweise bei Mobiltelefonen und Notebooks normalerweise der Fall.

Bei manchen Akkus (v. a. Lithium-Akkus) ist bereits nach einmaliger Tiefentladung nichts mehr zu machen. Es ist dann oft so, dass die Ladeelektronik die Wiederaufladung nach einer Tiefentladung verhindert – weil es besser ist, den Akku gleich auszutauschen, als ihn beim erneuten Laden explodieren zu lassen.

Man beachte, dass auch bei langer Lagerung ohne regelmäßiges Nachladen eine Tiefentladung auftreten kann (siehe unten).

Kann man mehrere Akkus parallel oder in Reihe schalten, um mehr Kapazität zu nutzen?

Prinzipiell ist es möglich, mehrere Akkus parallel zu schalten, um insgesamt eine entsprechend höhere Kapazität bzw. einen höheren Energieinhalt bei gleicher Spannung zu haben. Allerdings gibt es dabei eine Reihe von Punkten zu beachten:

• Die Akkus müssen zwar nicht unbedingt alle dieselbe Kapazität haben, aber im gleichen Bereich von Spannungen arbeiten. Genauer gesagt sollte einerseits die Ladeendspannung (also die maximal erlaubte Spannung) und andererseits die Entladeendspannung (also die minimal glückliche Spannung) ziemlich gut übereinstimmen. Besonders heikel ist dies bei Lithium-Ionen-Akkus, bei denen diese Parameter für verschiedene Typen deutlich unterschiedlich sein können. Wenn Sie hier den erlaubten Spannungsbereich für einen der Akkus verlassen, kann eine katastrophale Zerstörung die Folge sein. Andererseits nutzt man die Kapazität eines Akkus nicht vollständig, wenn man nur einen Teil seines Spannungsbereichs nutzt. Vorsichtshalber sollte man nur solche Akkus parallel schalten, die nicht nur vom gleichen Typ sind, sondern auch zusammen gekauft wurden.
• Der Lade- und Entladestrom verteilt sich nicht automatisch gleichmäßig auf die verschiedenen Akkus. Deswegen darf man eine solche Kombination von Akkus normalerweise nicht mit dem Strom laden, der der Summe der erlaubten Ladeströme entspricht; man muss also mit einer höheren Ladezeit rechnen, selbst wenn ein leistungsfähiges Ladegerät zur Verfügung steht.
• Falls man die Akkus separat lädt und danach wieder parallel geschaltet, kann es zu einem hohen Ausgleichsstrom kommen, wenn die Spannungen nicht genau übereinstimmen. Insbesondere bei Lithium-Akkus könnte dies problematisch werden.

Leider ist es also in der Praxis nicht ganz einfach, mit dieser Methode eine höhere Kapazität zu erreichen.

Andere Probleme ergeben sich bei der Reihenschaltung von Akkus, bei der die Gesamtspannung der Summe der einzelnen Spannungen entspricht, während die erreichbare Kapazität (im Sinne der elektrischen Ladung, nicht der Energie) diejenige des schwächsten Akkus ist:

• Sinnvoll kann die Reihenschaltung grundsätzlich nur sein, wenn man die höhere Gesamtspannung für das betriebene Gerät nutzen kann.
• Vorteilhaft ist, dass der Lade- bzw. Entladestrom automatisch für alle beteiligten Akkus derselbe ist; es werden also alle gleich stark belastet. Wenn aber beim Laden nicht alle gleichzeitig voll werden, beispielsweise weil einer eine etwas geringere Kapazität aufweist als die anderen, wird das Ladegerät u. U. dies nicht erkennen, und der eigentlich schon volle Akku wird überladen – was ihm schaden kann. Umgekehrt kann es beim Entladen zur Tiefentladung der schwächsten Akkus kommen, ohne dass das Ladegerät dies an der Gesamtspannung klar erkennen kann. Dies ist wiederum besonders bei Lithium-Ionen-Akkus eine Gefahr, da diese besonders empfindlich auf Überladen oder Tiefentladung reagieren, sogar mit womöglich dramatischen Folgen wie einem heftigen Brand.

Man erkennt also, dass die Kombination vieler Akkus beispielsweise in einem Elektroauto nicht ganz trivial zu schaffen ist. Für eine hohe Betriebssicherheit braucht man oft eine Einzelüberwachung der Akkus, oder zumindest kleinerer Gruppen von Akkus.

Kann man mit speziellen Ladegeräten auch normale Batterien wieder aufladen?

Es gibt Ladegeräte, mit denen sich auch gewöhnliche (nicht als wiederaufladbar gekennzeichnete) Batterien wieder aufladen lassen. Dies kann durchaus funktionieren, zumindest bei den handelsüblichen 1,5-Volt-Zellen, vor allem wenn die Aufladung möglichst bald nach der Entladung erfolgt. Allerdings wird man damit nicht unbedingt die volle Kapazität wiederherstellen können, und auch die Zahl der möglichen Ladezyklen dürfte oft wesentlich geringer sein als bei wirklich aufladbaren Batterien. Der Erfolg kann auch bei verschiedenen Batteriefabrikaten unterschiedlich ausfallen. Wer häufig Batterien in Geräten verwendet, wo diese relativ rasch entladen werden, und Akkus nicht einsetzbar sind (z. B. wegen der zu geringen Zellenspannung), kann ein solches Ladegerät durchaus sinnvoll einsetzen.

Gewöhnliche Ladegeräte für Akkus sind für diese Anwendung nicht geeignet, da sie keine ausreichend hohe Ladespannung liefern. Es gibt aber Ladegeräte, die sowohl für Akkus als auch für gewöhnliche Batterien geeignet sind; es muss dann vor dem Aufladen der jeweilige Batterietyp eingestellt werden. Bei fehlerhafter Einstellung kann ein Akku durch Überladung zerstört werden, oder eine gewöhnliche Batterie wird nicht geladen.

Ein gewisses Risiko besteht vor allem bei minderwertigen Batterien, dass diese auslaufen und dabei Schäden anrichten (z. B. im Ladegerät). Nicht versuchen sollte man das Aufladen von Knopfzellen, die dabei nämlich sogar explodieren könnten.

Akkus richtig lagern

Darüber, in welchem Ladezustand Akkus gelagert werden sollen, gibt es viel Verwirrung – weil nämlich das richtige Vorgehen stark vom Akku-Typ abhängt:

• Bleiakkus (z. B. Autobatterien) sollten immer voll geladen gelagert werden. Wegen der allmählichen Selbstentladung müssen sie gelegentlich nachgeladen werden.
• Für Lithium-Akkus wäre dies genau die falsche Strategie, denn sie altern im voll aufgeladenen Zustand besonders schnell – insbesondere, wenn es auch noch warm ist. Andererseits ist aber auch ein sehr niedriger Ladezustand schädlich, und wegen der Selbstentladung nähert man sich dem mit der Zeit. Also ist es am besten, einen Ladezustand von ca. 30–50 % anzustreben und durch gelegentliches teilweises Nachladen etwa zu halten. Das ist freilich nicht einfach, da eine genaue Ermittlung des Ladestands kaum möglich ist. Außerdem hängt der optimale Ladezustand für die Lagerungen vom genauen Akku-Typ ab; beispielsweise ist für Lithium-Kobaltoxid-Akkus ein tiefer Ladezustand von 20–30 % ideal, bei Lithium-Manganspinell dagegen sollte man nicht unter 30 % gehen. Leider verrät der Hersteller häufig den Akku-Typ gar nicht. In der Praxis muss man sich wohl damit abfinden, dass ein Lithium-Akku nach einigen Jahren nicht mehr gut funktioniert – gleich ob er viel oder sehr wenig benutzt wurde.
• Für Nickel-basierte Akkus (NiMH, NiCd) gilt Ähnliches wie für Lithium-Akkus, nur dass ein noch niedrigerer Ladestand von z. B. 30 bis 40 % im Prinzip günstiger ist, die schnellere Selbstentladung aber dann leider schneller in Richtung zur schädlichen Tiefentladung führt.

Grundsätzlich sind hohe Lagertemperaturen ungünstig. Lagern bei Zimmertemperatur ist in Ordnung, Lagern im Keller oder im Kühlschrank noch besser (obwohl Akkus im Betrieb bei niedrigen Temperaturen meist weniger leistungsfähig sind). Ein großer Vorteil niedriger Temperaturen ist auch, dass die Selbstentladung dann geringer ist, so dass das Nachladen dann weniger häufig notwendig ist. Ganz schlecht ist es vor allem für Geräte mit Lithium-Akku, sie im Sommer im Auto zu lassen, wo es manchmal sehr heiß werden kann; dies kann unter Umständen zur Zerstörung eines solchen Akkus führen, möglicherweise sogar zu Schäden im Fahrzeug.

Betriebstemperatur

Im Betrieb sollte die Temperatur eines Akkus nicht zu hoch werden, aber auch nicht zu tief sein. Welche Temperaturen optimal sind, hängt dabei wieder stark vom Typ des Akkus ab. Für die z. B. in Smartphones und E-Bikes gängigen Lithium-Akkus gilt, dass Temperaturen unterhalb von 10 °C oder gar weniger als 0 °C sehr ungünstig sind für die Leistungsfähigkeit; auch die Reichweite z. B. eines E-Bikes kann dadurch erheblich gemindert werden. Dagegen gehen hohe Temperaturen (noch gesteigert durch die Erwärmung bei starker Strombelastung) leicht auf Kosten der Lebensdauer.

Bei Elektroautos muss meist ein ausgefeiltes Temperaturmanagment dafür sorgen, dass die Betriebstemperatur in einem günstigen Bereich liegt. Dies gelingt natürlich nicht gleich nach dem Start eines Autos, welches bei Frost im Freien stand. Deshalb sollten Vollgas-Maneuver gerade dann tunlichst vermieden werden – wobei der Bordcomputer ohnehin eine gewisse Drosselung der Leistung vornehmen sollte.

Wenn's dem Ende zugeht

Auch Akkumulatoren haben nur eine begrenzte Lebensdauer. In diesem Zusammenhang tauchen wieder viele Fragen auf.

Wie viel Kapazität hat der Akku noch?

Oft würde es einen interessieren, ob die Kapazität eines Akkus bereits wesentlich nachgelassen hat. Leider können das nur wenige Geräte (z. B. manche Notebooks) anzeigen. In anderen Fällen hilft nur ein Test, bei dem der Akku zunächst voll geladen und dann mit bekannter Last entladen wird. Man sollte bis zur vom Hersteller genannten Entladespannung entladen bzw. vorher abbrechen, wenn das jeweilige Gerät nicht mehr funktioniert, und die Zeit bis dahin messen. Die Kapazität ergibt sich dann als Produkt aus dieser Zeit und der Entladestromstärke, falls letztere konstant bleibt. (Andernfalls muss die Stromstärke über die Zeit integriert werden.)

Wenn einfach die noch mögliche Betriebszeit interessiert, sollte man diese unter definierten Bedingungen messen. Bei einem Smartphone hängt sie z. B. wesentlich davon ab, ob Mobilfunk- und WLAN-Verbindung aktiviert sind oder sogar viel damit telefoniert wird.

Austausch von Akkus

Grundsätzlich ist es sehr wichtig, einen defekten Akku durch einen genau passenden Typen auszutauschen. Relativ unproblematisch ist dies bei Typen wie NiMH; wenn die Bauform übereinstimmt, stimmt in aller Regel auch die Spannung, und höchstens kann es gewisse Schwankungen der Kapazität und der Selbstentladerate geben. Das genaue Fabrikat spielt also hier in der Regel keine Rolle, und selbst Billigprodukte sind oft einwandfrei.

Wesentlich heikler ist es bei Lithium-Akkus, da es von diesen Varianten mit deutlich unterschiedlichen Eigenschaften gibt. Wenn hier ein Akku nicht genau zur Ladeelektronik passt, kann er unter Umständen in Flammen aufgehen oder explodieren und damit auch das Gerät zerstören und seine Umgebung gefährden.

Etliche Geräte – beispielsweise Handys, Tablets und elektrische Zahnbürsten – haben auch fest eingebaute Akkus. Dies ziehen Hersteller oft auswechselbaren Akkus vor, und zwar aus verschiedenen Gründen:

• Die Konstruktion wird billiger, wenn man die Vorrichtungen zum Öffnen des Geräts und Auswechseln des Akkus einsparen kann. Sie ist dann auch leichter wasserdicht auszuführen.
• Das Gerät kann etwas kompakter und leichter ausfallen, was besonders bei Handys relevant ist: Eine super-dünne Bauweise gilt als elegant und wertig.
• Die Chancen auf einen neuen Verkauf eines Geräts steigen, wenn der Akku im alten Gerät schlapp macht und der Austausch zumindest schwierig oder mühsam ist.

Für die Konsumenten ist der offensichtliche Nachteil, dass es schwierig wird, einen defekten Akku auszutauschen. Bastler bekommen das teils noch selbst hin, aber es kann technisch ziemlich schwierig werden; unter Umständen müssen wichtige Komponenten sehr vorsichtig ausgebaut und später wieder eingebaut werden – mit hoher Gefahr von Beschädigungen. (Im Internet kursieren für diverse Geräte Anleitungen, die die Komplexität dieser Bastelei klar zeigen.) Es gibt auch professionelle Anbieter für solchen Akkutausch, aber dies kostet natürlich viel mehr als nur der Ersatzakku allein. So manches Gerät dürfte schließlich ausgemustert werden, nur weil der Akkutausch zu mühsam, zu teuer oder gar nicht möglich ist.

Nachteilig ist außerdem die schwierigere Entsorgung. Viele fest verbaute Akkus landen am Ende gar im Hausmüll, weil manche Konsumenten sich schon gar nicht bewusst sind, was sich in ihrem Gerät befindet.

Aus diesen Gründen sollten Konsumenten Geräte mit fest verbauten Akkus eigentlich ablehnen, selbst wenn beispielsweise ein Handy sonst etwas dicker würde. Es kann aber schon schwierig sein, ein passendes Gerät zu finden, welches diese Zusatzbedingung erfüllt.

Akkus richtig entsorgen

Am Ende der Lebensdauer müssen Akkus jeder Art unbedingt fachgerecht entsorgt und keineswegs in den Hausmüll gegeben werden. Für die Endverbraucher stehen Sammelbehälter bei den Einzelhändlern zur Verfügung [2]. Leider gelangen trotzdem immer noch viele gebrauchte Batterien in den Hausmüll, was erhebliche Umweltbelastungen verursacht. Zusätzlich gehen dabei wertvolle Materialien verloren, die sonst beim Recycling zurückgewonnen würden.

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