Akku ist nicht gleich Akku

Vor 25 Jahren waren Akkumaschinen als Elektrowerkzeug praktisch noch unbekannt. Die ersten Geräte hatten Batterien mit 7,2 V (Volt) oder 9,6 V und verfügten über Kapazitäten von 1–1,2 Ah (Ampere-Stunden). Im Laufe des letzten Vierteljahrhunderts blieb die Entwicklung nicht stehen. Heute bezieht weltweit bereits jedes dritte verkaufte Elektrowerkzeug seine Energie aus einer wieder aufladbaren Lithium-­Ionen-Batterie. Ein Grund dafür ist die stetige Verbesserung der Akkuleistung sowohl in ­Sachen Power als auch bei der Lebensdauer der wiederaufladbaren Batterien. Lithium-Ionen-Akkus bringen 40 % mehr Leistung als herkömmliche wiederaufladbare Systeme, haben einen höheren Wirkungsgrad und sind bis zu 40 % leichter. Außerdem bringen sie die volle Leistung auch wenn sie ein Jahr nicht benutzt wurden und kennen keinen Memory-Effekt. Man kann sie also in jedem Ladezustand aufladen, ohne die Gesamtkapazität zu verringern. Auch der Lazy-Battery-Effekt, der bei NiMh-Batterien durch eine nicht vollständige Entladung des Akkus während des Betriebs auftritt, wirkt sich nicht aus. Darüber hinaus bieten Lithium-Ionen-Zellen eine konstante Ausgangsspannung, funktionieren auch bei Temperaturen bis zu –20 °C und leben länger als NiMh-Akkus. Doch wie alle Akkupacks werden auch Lithium-Ionen-Typen bei starker Beanspruchung heiß, was ein sofortiges, erfolgreiches Wiederaufladen behindert.

Die Evolution geht weiter

Die jüngste Evolution in der Akkutechno­logie sind Nano-Phosphat Lithium-Ionen-­Akkus, wie sie Werkzeughersteller Dewalt für seine stromlos betriebenen Maschinen von 14,4 bis 36,0 Volt verwendet. Die mit diesen Akkus ausgerüsteten Werkzeuge sind auf die neue Technologie abgestimmt und erzielen im Vergleich zu Werkzeugen mit ­anderen Li-Ion-Bauarten hinsichtlich der ­Ladezyklen eine deutlich längere Lebens­dauer. So sind damit über 2000 Ladevorgänge möglich. Das sind bis zu dreimal mehr ­Ladezyklen als bei konventionellen Li-Ion-Akkus. Ein weiteres Merkmal der Nano-Phosphat-Technologie: Die Leistung bleibt über die gesamte Lebensdauer des Akkus konstant, d.h. es entsteht kein Leistungsverlust durch wiederholte Ladevorgänge. Auch die Selbstentladung der Zellen ist äußerst niedrig. Die längere Lebensdauer der Dewalt Akkus resultiert vor allem aus der schonenden, separaten Aufladung jeder einzelnen Zelle, einer geringeren Wärmeentwicklung beim Laden aufgrund eines um 50 % niedrigeren Eigenwiderstands und einem integrierten Schutz vor Tiefentladung. Hinzu kommen die generellen Vorteile der Ladetechnologie von Li-Ion-Akkus: So sind 90 % der Kapazität schon nach zwei Dritteln der Ladezeit, d.h. nach 40 Minuten erreicht. Die Nano-Phosphat Lithium-Ionen-Akkus können unabhängig von ihrer jeweiligen Restkapazität immer wieder geladen werden, den sonst berüchtigten Memory-Effekt kennen sie nicht. Auch unter Umweltgesichtspunkten überzeugen sie: So kommen sie im Gegensatz zu Nickel-Cadmium-Zellen ohne giftige Schwermetalle aus.

Mit den Lithium-Ionen-Akkus von Dewalt wird eine neue Ära in der Akkutechnologie eingeleitet. Diese Zellen sind deutlich leichter und meist auch in den Abmessungen kleiner als andere Akku-Bauarten derselben Volt-Klasse. Für den Anwender resultieren daraus Vorteile gerade bei längeren Arbeitseinsätzen oder bei Überkopfarbeiten. NS

Als Memory-Effekt wird der Kapazitätsverlust bezeichnet, der bei sehr häufiger Teilentladung eines Nickel-Cadmium-Akkus mit gesinterten Elektroden auftritt. Der Akku scheint sich den Energiebedarf zu merken und mit der Zeit statt der ursprünglichen, nur noch die bei den bisherigen Entladevorgängen benötigte Energiemenge zur Verfügung zu stellen. Elektrisch äußert sich der Effekt in einem frühen Spannungsabfall. Dies bedeutet letztlich eine Verringerung der nutzbaren Kapazität des Akkumulators, da Verbraucher eine Mindestspannung benötigen – sinkt die Zellenspannung unter diesen Mindestbedarf ab, wird die Zelle für die Nutzung unbrauchbar, obwohl sie noch weiterhin elektrische Energie liefern kann.

Ein Lithium-Ionen-Akku ist ein Speicher für elektrische Energie auf der Basis von Lithium. Er zeichnet sich durch hohe Ener­giedichte aus, ist thermisch stabil, liefert über den Entladezeitraum eine konstante Spannung und unterliegt keinem Memory-Effekt. Eine Weiterentwicklung des Li-Ionen-Akkus ist die Nano-Phosphat Lithium-­Ionen-Technologie.