Akku-Pflege

Das Laden von Lithium-Ionen-Akkus

Um Akkus ranken sich noch immer viele Geschichten, die bei modernen Technologien so nicht mehr stimmen. Nutzer von Lithium-Ionen-Akkus müssen vieles davon heute nicht mehr beachten. Wir klären auf.

Hier erfahren Sie, welche Annahmen über das Laden von Lithium-Ionen-Akkus richtig und welche längst überholt sind und was es zu beachten gilt.

 

Wie lange muss man einen neuen Akku laden?

Oftmals hört man, dass Akkus nach dem Kauf zunächst vollständig aufgeladen werden müssen. Und dass am besten über Nacht für mindestens zehn Stunden, denn erst nach diesem Ladeprozess steht die volle Kapazität zur Verfügung. Dies war bei den früher verwendeten Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd) der Fall, denn sie wiesen eine hohe Selbstentladung auf. Lagen Akkus für eine längere Zeit beim Händler im Regal, entluden sie sich automatisch.

 

Kein langes Aufladen bei Lithium-Ionen-Akkus

Moderne Lithium-Ionen-Akkus müssen vor dem ersten Gebrauch nicht über einen so langen Zeitraum aufgeladen werden. Die Akkus werden mit einer Ladung von 30 % ausgeliefert. Selbst wenn ein Akku längere Zeit bei einem Händler gelagert wurde, ist der Lithium-Ionen-Akku von STIHL so vor Selbstentladung geschützt. Vor der ersten Benutzung sollten Sie einen neuen Akku auf 80 – 100 % aufladen – das Laden auf 80 % dauert je nach Akku zwischen einer halben und viereinhalb Stunden.

 

Was ist der Memory-Effekt?

Der Memory-Effekt bezeichnet einen Kapazitätsverlust von Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd) durch Teilentladung. Die Batterie merkt sich hierbei den verbrauchten Energiebedarf und stellt mit der Zeit statt der ursprünglichen nur noch die zuvor verwendete Kapazität zur Verfügung.

Oft hört man, dass grundsätzlich alle Akkus von dem sogenannten „Memory-Effekt“ betroffen sind und durch zu frühzeitiges Aufladen Energiekapazität verlieren. Nimmt die Leistung des Akkus ab, verringert sich automatisch die Einsatzzeit des akkubetriebenen Geräts. Das Resultat: In der Praxis muss der Akku immer häufiger geladen werden. Im schlimmsten Fall wird er frühzeitig unbrauchbar. Aber sind wirklich alle Akkus von diesem Kapazitätsverlust betroffen? Nein: Bei modernen Li-Ionen-Akkus ist der Memory-Effekt nicht mehr feststellbar. Für Anwender hat das den großen Vorteil, dass der Akku jederzeit aufgeladen werden kann – unabhängig von seinem Ladezustand.

 

Memory-Effekt: entdeckt in den 60er Jahren

Der ursprüngliche Akku-Mythos hat einen wahren Ursprung und stellte in der Vergangenheit zum Teil eine ernsthafte Herausforderung dar. Der Memory-Effekt wurde bereits in den 1960er Jahren von Ingenieuren der NASA entdeckt. Diesen fiel auf, dass die in einem Satelliten verbauten Akkus über die Zeit an Kapazität verloren. So stellten die Akkus nach wiederholten Teilentladungen nur noch so viel Energie bereit, wie zuvor aufgeladen wurde. 

Der Memory-Effekt bezeichnet damit eine negative Veränderung des Speichervermögens, die durch wiederholtes Teilentladen auftritt. Der Akku „merkt“ sich hierbei den Stand der Teilentladung und stellt im weiteren Gebrauch nur noch diese „gemerkte“ Menge an Energie zur Verfügung. Sie können sich das wie bei einem Gefäß vorstellen, bei dem Sie einen Zwischenboden einziehen – Ihnen steht dann im Gefäß weniger Raum zu Verfügung, den Sie füllen können. Der Memory-Effekt äußert sich elektrisch in einem Spannungsabfall. Der Akku wird unbrauchbar, wenn die Spannung durch den Spannungsabfall unter den Mindestbedarf des zu nutzenden Gerätes sinkt.

 

Memory-Effekt: Welche Akkus sind betroffen?

Vorwiegend tritt der Memory-Effekt bei Nickel-Cadmium-Akkus (NiCd) auf, die häufig in kabellosen Werkzeugen verbaut wurden. Hervorgerufen wird der Effekt durch Kristallbildung an der aus Cadmium bestehenden Kathode. Wird der Akku nicht vollständig entladen, begünstigt dies die Kristallbildung im nicht entladenen Bereich. Dabei gilt, dass mit zunehmender Kristallgröße die Spannung sinkt, da die Leitfähigkeit des Materials negativ beeinflusst wird. In etwas geringerem Ausmaß ist ein ähnlicher Effekt auch bei Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) zu beobachten, allerdings spricht man hier vom Lazy-Battery-Effekt. Akkus, die der gängigen Batteriegröße AA oder auch AAA entsprechen, sind oft noch NiMH-Akkus. Das gilt auch für die Akkus, die fest in kleinen Elektrogeräten verbaut sind. Sonst sind Ni-MH- wie auch NiCd-Akkus heute nur noch selten zu finden.

 

Sollte ein Akku vor der Lagerung vollständig aufgeladen werden?

 

Früher galt: Ein Akku muss vollständig aufgeladen werden, bevor er gelagert wird. Das war nötig, da alle Akkus für eine starke Selbstentladung anfällig waren. Irreversible Schäden wie ein starker Kapazitätsverlust oder gar ein unbrauchbarer Akku waren die Folge.

 

Lithium-Ionen-Akkus müssen vor der Lagerung nicht geladen werden – im Gegenteil

Heutzutage sind Lithium-Ionen-Akkus der Standard. Diese moderne Technologie weist dabei eine verschwindend geringe Selbstentladung auf. Um die Zellen weiter vor Tiefentladung zu schützen, sind zumeist gesonderte Sicherungen integriert, die einen stark entladenen Akku automatisch in einen Ruhezustand schalten. Es ist daher nicht nötig, einen Akku vor der Lagerung vollständig aufzuladen. Ganz im Gegenteil: Es ist für den Akku sogar schonender, wenn dieser teilentladen eingelagert wird. Ist der Ladezustand sehr niedrig oder der Akku vollständig aufgeladen, belastet dies die Zellen jedoch unnötig. Wir raten Ihnen deshalb, den Akku mit zwei leuchtenden LEDs zu lagern. So sind Alterung und Selbstentladung am geringsten.

 

Veraltete Akku-Technologien mit hoher Selbstentladung

Früher verwendete Akku-Typen wie Nickel-Cadmium-Akkus (NiCd) oder in Kraftfahrzeugen eingesetzte Blei-Akkus weisen eine hohe Selbstentladung auf: Wurde ein Akku über einen längeren Zeitraum nicht eingesetzt, konnte es passieren, dass sich dieser tiefentlud.

Tiefentladung bedeutet, dass der Akku-Ladezustand unter die Entladeschlussspannung absinkt. Unterhalb dieser Grenze kann jedoch keine Energie mehr zu Verfügung gestellt werden und der Akku lässt sich unter Umständen nicht mehr aufladen und trägt irreversible Schäden davon. Das vollständige Aufladen des Akkus vor einer längeren Lagerung sowie das regelmäßige Überprüfen des Ladezustands waren früher also ratsam. 

 

Moderne Akku-Technologie, die vor Tiefentladung schützt

STIHL setzt mit Lithium-Ionen-Zellen auf moderne Akku-Technologie. Denn STIHL Akkus weisen eine verschwindend geringe Selbstentladung von nur ein bis drei Prozent pro Jahr auf. Zusätzlich verfügen alle STIHL Akkus über ein intelligentes Batterie-Management-System, auch BMS genannt. Dieses überwacht die Spannung in jeder im Akku verbauten Zelle und verhindert so das Tiefentladen. Sinkt die Spannung in den Akku-Zellen zu stark, schaltet sich dieser automatisch in einen Ruhezustand. Der Entladevorgang wird unterbrochen. Dies geschieht auch, wenn der Akku über einen längeren Zeitraum nicht genutzt wird. Folglich müssen Sie sich keine Sorgen um schädliche Tiefentladung machen.