So halten Lithium-Ionen-Akkus länger

Die Entwicklung von Lithium-Ionen-Akkus schreitet voran. Weitere Verbesserungen und neue Materialpaarungen sollen künftig höhere Kapazitäten und Leistungsentnahmen ermöglichen. Wer ein paar einfache Regeln beachtet, verlängert die Lebensdauer.

25. September 2017
Industrielle Montage mit einem Akku-Winkelschrauber des Typs BCV 45-10 (Bild: Atlas Copco Tools)
Bild 1: So halten Lithium-Ionen-Akkus länger (Industrielle Montage mit einem Akku-Winkelschrauber des Typs BCV 45-10 (Bild: Atlas Copco Tools))

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

• hohe Energiedichte

• Einsatzmöglichkeiten in weitem Temperaturbereich

Hinzu kommt, dass die giftigen NiCD-Batterien vom 1. Januar 2017 an in der EU nicht mehr neu in Verkehr gebracht werden dürfen. Unabhängig von der späteren Verwendung unterliegen alle Lithium-Ionen-Zellen einem gewissen Verfall. Die Haltbarkeit wird bestimmt von zwei übergeordneten Faktoren: der zyklenbasierenden und der kalendarischen Lebensdauer.

Beste Lagertemperatur bei rund 20 Grad Celsius

Die zyklenbasierende 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 Zersetzung und Korrosion beschleunigt. In der Folge sind weniger Zyklen möglich. Schnellaufladungen der Akkus durch hohe Ladeströme gehen somit zulasten der Lebensdauer.

Zusätzlich zur zyklenbasierenden 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 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 50 Grad Celius) die interne Zersetzung. Michael Kierakowicz empfiehlt daher, Atlas-Copco-Akkus mit einer maximalen Ladekapazität von 30 Prozent  bei Temperaturen zwischen 20 und 23 Grad Celsius zu lagern.