Bauelemente
Akkus sind allgegenwärtig: im Handy, Laptop, MP3-Player oder dem Akkuschrauber. Dank zahlreichen Technologien gibt es für jede Anwendung einen geeigneten Akku. Welche Akku-Typen erhältlich sind und was beim Design eines mobilen Gerätes beachtet werden muss, beschreibt der nachfolgende Artikel. Lithium-Ionen-Akkus benötigen eine umfangreiche Schutzelektronik und viel Knowhow für einen problemlosen Betrieb.
Nonstop Strom mit Lithium
N
ur noch zwei Folien und dann ist die Präsentation fertig – doch gerade in dem Moment geht dem Akku der Strom aus und der Laptop schaltet sich mit der wohlbekannten Melodie ab. Da meistens ein Zweitakku oder eine Steckdose nicht in Reichweite sind, bleibt nur der Griff zum Notizblock und Kugelschreiber, um später die auf Papier gebrachten Gedanken auf den Computer zu übertragen.
Auf der Suche nach dem Perfekten Akku Weltweit forschen unzählige Wissenschaftler und Unternehmen an der Verbesserung von Akkus, damit im entscheidenden Moment genügend Strom vorhanden ist. Der optimale Akku erreicht eine hohe Kapazität, ist leicht, beliebig oft aufladbar und kostengünstig. Zudem ist er mit hohen Strömen belastbar, schnell ladbar und vor allem auch
Autor Patrick Müller Chefredaktor MegaLink
Infos SAT Akkumulatoren Technik AG 3930 Visp/Eyholz Tel. 027 933 10 40 info@sat-akku.ch sat-akku.ch
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sicher – allzu deutlich sind die Bilder von explodierenden und brennenden Laptops noch vor Augen, die zahlreiche Hersteller zum Rückruf von Millionen von Lithium-Akkus zwangen. Am längsten verfügbar – und somit am ausgereiftesten – sind Bleiakkus. Sie sind gross und schwer, aber unschlagbar günstig und die Selbstentladung ist sehr gering. Zudem können sie sehr grosse Ströme liefern. In Stationären Anwendungen oder wenn das Gewicht kein Rolle spielt, sind Bleiakkus die attraktivste Lösung. Lange waren Nickel-Kadmium (NiCd)-Akkus die einzige Alternative zu den schweren Bleiakkus. Sie verfügen über eine rund 50 Prozent höhere Kapaziät, sind sehr robust und erreichen auch bei tiefen Temperaturen gute Leistungen. Der grosse Nachteil dieser Akkus ist, dass Kadmium giftig ist. Ab dem 26. September 2008 dürfen im Consumerbereich in der EU keine kadmiumhaltigen Batterien mehr angeboten werden. Eine Reihe von Ausnahmen (schnurlose Elektrowerkzeuge [Powertools], Medizintechnik, Notleuchten) erlaubt den weiteren Einsatz von Ni-Cd-Batterien in diesen Bereichen.
Metallhydrid ersetzt Kadmium Als Ersatz für die Nickel-KadmiumZellen bieten sich Nickel-Metallhy-
drid (Ni-MH)-Akkus an, die eine rund 40 Prozent grössere Energiedichte erreichen. Ni-MH-Akkus erlauben dafür nicht die gleich hohen Entladeströme, sind temperaturempfindlicher und verfügen über eine kürzere Lebenserwartung. Die ursprünglich hohe Selbstentladung konnte – zu lasten einer etwas geringerer Kapazität – deutlich reduziert werden. So enthalten zum Beispiel die Eneloop-Akkus von Sanyo nach einem Jahr Lagerung noch immer rund 85% der Ursprünglichen Kapazität. Trotz einer etwas geringeren Kapazität erreichen diese Akkus dank zahlreicher Verbesserungen in Praxistests oft eine längere Laufzeit als herkömliche Ni-MH-Akkus mit höherer Kapazität. Müssen in einer Anwendung NiCd-Zellen durch einen anderen Typ ersetzt werden, so scheinen Lithium-Akkus wegen ihrer hohen Kapazität die logische Wahl zu sein. Da aber Lithium-Zellen über eine rund dreimal höhere Spannung als Ni-Cd- und Ni-MH-Akkus verfügen und sich die Gehäusegrössen unterscheiden, können zum Beispiel nicht einfach vier Cadmium-Zellen durch vier Lithium-Zellen ersetzt werden. Zudem erfordern LithiumAkkus einen höheren elektronischen Steuerungsaufwand, der etwa in Medizinanwendungen oft vermieden werden will. Auch in Elektro-Bykes oder im industriellen