Akkutechnik: Längere Lebensdauer für Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus gelten als Stand der Technik, ihre Entwicklung schreitet voran. Weitere Verbesserungen und neue Materialpaarungen sollen künftig noch höhere Kapazitäten und Leistungsentnahmen ermöglichen. Wer ein paar einfache Regeln beachtet, verlängert die Lebensdauer der Akkus.

Akku Akkutechnik
Michael Kierakowicz, Produktmanager für Montagewerkzeuge bei Atlas Copco Tools: „Wer einfache Regeln beim Laden und Lagern einhält, verlängert die Haltbarkeit moderner Lithium-Ionen-Akkus enorm!“ Foto: Atlas Copco Tools

„Wer glaubt, dass die Lithium-Ionen-Technik ihren Zenit erreicht habe und schon bald durch eine andere Technologie ersetzt werde, irrt gewaltig“, sagt Michael Kierakowicz, Produktmanager für Montagewerkzeuge bei Atlas Copco Tools. „Die Entwicklung dieser Technologie ist in vielen Bereichen, gerade im Bereich der Kraftwerkzeuge, beeindruckend.“ Im Wettstreit der Akkusysteme seien Lithium-Ionen-Zellen die Gewinner der technischen Entwicklung.

Die Vorteile der Lithium-Ionen-Akkus:

  • im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Akkus (NiCD) praktisch kein Memory-Effekt,
  • im Vergleich zu Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) nahezu kein Lazy-Effekt (der Lazy-Effekt ähnelt dem Memory-Effekt bei NiCD),
  • hohe Energiedichte,
  • Einsatzmöglichkeiten in weitem Temperaturbereich.
Hinzu kommt, dass die giftigen NiCD-Batterien seit 1. Januar 2017 in der EU nicht mehr neu in Verkehr gebracht werden dürfen (Batterierichtlinie 2006/66/EG, umgesetzt im deutschen Batteriegesetz).
Unabhängig von der späteren Verwendung unterliegen alle Lithium-Ionen-Zellen einem gewissen Verfall. Die Haltbarkeit wird bestimmt von zwei übergeordneten Faktoren: der zyklenbasierten und der kalendarischen Lebensdauer.

Beste Lagertemperatur bei circa zwanzig Grad Celsius

Die zyklenbasierte Lebensdauer hängt von der Beanspruchung ab. Überdurchschnittlich hohe Lade- und Entladeströme verkürzen diese Lebensdauer und sind daher zu vermeiden. Sie führen zu einem Temperaturanstieg in den einzelnen Zellen, was die interne Zersetzung und Korrosion beschleunigt. In der Folge sind weniger Zyklen möglich. Schnellaufladungen der Akkus durch hohe Ladeströme gehen somit zulasten der Lebensdauer.

Zusätzlich zur zyklenbasierten Lebensdauer unterliegen Lithium-Ionen-Akkus einer kalendarischen Lebensdauer. Selbst wenn die Akkus nur gelagert und nicht verwendet werden, sinkt ihre Kapazität. Im Extremfall können die Verluste bis zu zehn Prozent betragen. Den größten Einfluss hat dabei der Ladezustand. War es bei den alten NiCD- oder NiMH-Akkus noch wichtig, die Akkus möglichst vollgeladen zu lagern, ist es bei den Lithium-Ionen-Akkus genau umgekehrt. Je höher der Ladezustand, desto schneller beginnen die internen Zersetzungs- und Korrosionsprozesse. Auch beschleunigen hohe Lagertemperaturen (35 bis fünfzig Grad Celsius) die interne Zersetzung.

Michael Kierakowicz empfiehlt daher, Akkus mit einer maximalen Ladekapazität von dreißig Prozent bei Temperaturen zwischen zwanzig und 23 Grad Celsius zu lagern.