Wenn ich bisher in diesem Kurs von einer Batterie sprach, so machte ich keinen Unterschied zwischen einer Batterie und einem Akkumulator (kurz: Akku). An dieser Stelle möchte ich aber etwas näher auf die Unterschiede eingehen und auch die verschiedenen Arten von Akkus erläutern.

Zunächst aber zu den Gemeinsamkeiten. Sowohl eine Batterie als auch ein Akku bestehen aus zwei Elektroden, die sich in einer Elektrolytflüssigkeit befinden. Die Art der Elektroden sowie die Elektrolytflüssigkeit variieren dabei je nach Typ.

Bei den Batterien sind Zink und Kohle als Elektroden weit verbreitet. Bei Akkus verwendet man häufig Nickel und Cadmium oder bei den Batterien (richtiger: Akkus) im Auto: Blei und Kupfer. Bei den Bleiakkus gibt es auch noch die Bleigelakkus, bei denen die Flüssigkeit von einem Flies aufgesaugt wird und die Akkus damit lageunabhängig machen.

Mit den genauen chemischen Vorgängen wollen wir uns hier nicht beschäftigen. Nur soviel, daß bei dem Elektronenfluß die Elektroden chemisch zersetzt werden. Bei Batterien ist diese Zersetzung nicht mehr rückgängig machbar, womit man sie nach Verbrauch austauschen und entsorgen muß. Bei Akkus hingegen kann man den Vorgang einige hundert mal vornehmen, wenn man sie zwischendurch wieder auflädt. Akkus müssen dabei aber pfleglich behandelt werden. Zum einen verringert es ihre Lebensdauer, wenn man sie tiefentlädt (d.h.: man entlädt sie bis unter die Entladeschlußspannung), zum anderen schadet es ihnen, wenn man sie zu lange (d.h.: bis über die Ladeschlußspannung) oder mit einem zu hohen Strom lädt.

Nickel/Cadmium- (kurz: NiCd) und Nickel/Metallhydrid- (kurz: NiMH) Akkus sollen mit einem konstanten Ladestrom geladen werden. Blei- bzw. Bleigelakkus (kurz: PB) hingegen werden mit einer konstanten Spannung geladen.

Bleiben wir noch einen Moment bei den Spannungen. Handelsübliche Batterien sind meist Einzelzellen mit einer Spannung von 1.5 Volt. Durch Reihenschaltung einzelner Zellen kann man auch Batterien mit höheren Spannungen realisieren, wie das beispielsweise bei der 9 Volt Blockbatterie der Fall ist.

Baugleiche NiCd- bzw. NiMH-Akkus besitzen eine etwas geringere Spannung von ca. 1.2 Volt pro Einzelzelle, was in den meisten Fällen aber vernachlässigbar ist. Bei den Bleiakkus hingegen besitzt jede Zelle eine Spannung von 2 Volt (ein Autoakku enthält demnach 6 Einzelzellen).

Aber gehen wir die Spezifikationen der Akkus mal der Reihe nach durch:


Nickel/Cadmium (NiCd)

Nennspannung: ca. 1.2 Volt
Ladeschlußspannung: ca. 1.65 Volt
Entladeschlußspannung: ca. 0.95 Volt
Standard-Ladeart:

14 Stunden mit einem Konstantstrom von einem zehntel der Nennkapazität (Beispiel: bei einem Akku mit 500mAh (Milliamperestunden): 14 Stunden mit 50mA.

Vorteile:

preisgünstig, etwas geringere Selbstentladung als NiMH-Akkus, geringerer Innenwiderstand, daher höherer Spitzenstrom möglich.

Nachteile:

bei ständiger Nachladung vor der Entladeschlußspannung tritt ein Memoryeffekt (nachlassen der Kapazität) auf, enthält Schwermetall: Cadmium.


Nickel/Metall-Hydrid (NiMH)

Nennspannung: ca. 1.2 Volt
Ladeschlußspannung: ca. 1.65 Volt
Entladeschlußspannung: ca. 0.95 Volt
Standard-Ladeart:

14 Stunden mit einem Konstantstrom von einem zehntel der Nennkapazität (Beispiel: bei einem Akku mit 500mAh (Milliamperestunden): 14 Stunden mit 50mA.

Vorteile:

geringeres Gewicht als NiCd, kein Memoryeffekt, Umweltfreundlich, da kein Schwermetall verwendet wird.

Nachteile:

höherer Innenwiderstand als NiCd, daher geringerer Spitzenstrom möglich, relativ hohe Selbstentladung.


Blei und Bleigel (PB)

Nennspannung: ca. 2 Volt
Ladeschlußspannung: ca. 2.3 Volt
Entladeschlußspannung: ca. 1.75 Volt
Standard-Ladeart:

Ladung mit einer konstanten Spannung von 2.3V/Zelle, wobei der (Anfangs-)Ladestrom auf ein Zehntel der Nennkapazität beschränkt werden sollte.

Vorteile:

sehr preiswert, einfache Ladung durch Konstantspannung, kein Memoryeffekt, geringe Selbstentladung.

Nachteile:

hohes Gewicht, Spannung ist lastabhängig, Betrieb nur stehend möglich (außer Bleigel = lageunabhängig), enthält Schwermetall: Blei.


NiCd- und NiMH-Akkus können auch schnell geladen werden, wenn ein spezielles Ladegerät zur Verfügung steht. Bei den Bleiakkus sollte eine Schnelladung auf einen Ladestrom von maximal einem Drittel der Nennkapazität beschränkt werden. Bei einer Schnelladung muß auf jeden Fall die Ladeschlußspannung und die Temperatur des Akkus überwacht werden.

Alle Akkus sollten Zimmertemperatur (ca. 20-25 Grad Celsius) aufweisen, wenn sie geladen werden, um Schäden durch Überladung auszuschließen. Eine Lagerung der Akkus (insbesondere bei Bleiakkus) sollte nur im geladenen Zustand erfolgen.