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[Tipps & Tricks] Lithium-Ionen-Akku Gefahren, Sicherheit und Pflege, was sollte man beachten...?
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6. Juli 2017
7:41
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Ulrich B.
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Forenbeiträge: 204
Mitglied seit:
27. November 2016
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Lithium-Ionen-Akkus.jpgImage Enlarger

Hallo Community,

Seit den Akkubr√§nden des Galaxy Note 7, ist die √Ėffentlichkeit ein wenig sensibler geworden¬†was dieses Thema angeht. Daher haben wir uns entschlossen, wir geben euch einen Guide an die Hand, wie ihr versuchen k√∂nnt das Maximum aus euren Akkus heraus holen. Diese dabei aber sicher verwendet.

Fast allen akkubetriebenen elektronischen Ger√§te, die wir so im t√§glichen Gebrauch haben werden von Lithium-Ionen-Akkus (allgemein mit „Li-Ion“ abgek√ľrzt) angetrieben und¬†mit Strom versorgt. Das f√§ngt bei akkubetriebenen Haushaltsger√§ten an und geht √ľber akkubetriebene Arbeitsger√§te bis hin zu akkubetreibenen Sport- und Freiger√§ten. Besonderer Augenmerk war dabei das Smartphone von Samsung(Galaxy Note 7), wo die Akkus reihenweise in Rauch aufgegangen sind.¬†Wegen ihrer Allgegenwart setzen die meisten von uns ihre Sicherheit – genau wie von AA-Batterien – als selbstverst√§ndlich voraus. Diese ist/kann aber auch ein Trugschluss sein, denn die Lithium-Ionen-Akkutechnologie selbst macht diese viel gef√§hrlicher als man denkt. Eigentlich ist es jedoch beeindruckender, dass Br√§nde und Explosionen nicht h√§ufiger auftreten als sie es tats√§chlich tun. Laut US Consumer Safety Commission gab es seit 2002 43 R√ľckrufe, die in Zusammenhang mit Lithium-Ionen-Akkus standen. Fange wir mit einem kurzen √úberblick √ľber den Aufbau eines Lithium-Ionen-Akkus an und was ihn potentiell gef√§hrlich macht.

 

Der Aufbau von Lithium-Ionen-Akkus:

Aufbau-Lithium-Ionen-Akkus-Schaubild-Bosch.jpgImage Enlarger

 

Ein Lithium-Ionen-Akku besteht in den meisten F√§llen aus einer Zelle.¬†Bei Ger√§ten welche eine h√∂here Stromaufnahme besitzen, k√∂nnen es auch¬†mehrere Zellen sein. Notebook-Akkus bestehen eher aus zwei oder mehreren Zellen, was bei Tablets oder Netbooks, in einer Vielzahl¬†auch der Fall ist. Jede Zelle eines Lithium-Ionen-Akkus arbeitet auf die gleiche Weise, um Strom zu erzeugen: Auf der einen Seite gibt es eine positive, auf der anderen Seite eine negative Elektrode und dazwischen befindet sich ein Elektrolyt(Isolator). Wenn der Akku geladen wird, gibt die positive Elektrode einige seiner Lithium-Ionen ab, die von der negativen Elektrode angezogen werden. Das Sammeln dieser Ionen ist das Speichern von Energie, die beim Entladevorgang durch den Fluss der Ionen in die andere Richtung wieder freigegeben wird. Die Elektrolytbarriere wird im Normalbetrieb nicht von Elektronen durchdrungen. Es gibt eine d√ľnnes Blatt aus Polypropylen zwischen jeder Zelle, das verhindert, dass sich die Elektroden ber√ľhren, doch wenn diese Trennung aus irgendeinem Grund kaputtgeht, gibt es einen Kurzschluss. Dieser Kurzschluss l√§sst die Zelle sehr schnell sehr hei√ü werden – bis zu 1.000 ¬įC – und verursacht in den meisten F√§llen¬†den Brand des betroffenen Akkus. Dieses war beim Galaxy Note 7 ebenfalls der Fall, wie die Test’s im Nachgang aufgezeigt haben.

Was haben die Hersteller aus diesem Vorfall gelernt…?:

Da wir ja nicht jeden Tag von solchen Akkubränden lesen, können wir in den meisten Fällen davon ausgehen, das die Hersteller der Geräte hohe Standards an die Lieferanten der Akkus stellen. Samsung hat seinen Prozess, seit dem Galaxy Note 7 Debakel ebenfalls nochmals verbessert. Was das angehängte Schaubild verdeutlichen soll:

8-Punkte-Sicherheitscheck-von-Samsung.jpg

Das Problem liegt aber nicht nur im Aufbau, sondern auch im Design der Akkus. Die Hersteller bauen immer flachere Ger√§te und der Endkunde w√ľnscht dazu hohe Akkukapazit√§ten. Hier m√ľssen dann nat√ľrlich Kompromisse¬†eingegangen¬†werden. Einige Hersteller gehen dazu √ľber, die Akkus durch das Ger√§t selber √ľberwachen zu lassen. So wird die Temperatur¬†des Akkus kontrolliert und das Ger√§t schaltet sich selbstst√§ndig aus, sollte die Temperatur¬†√ľber ein kritisches Ma√ü hinaus¬†ansteigen. Das Ger√§t l√§sst sich auch erst¬†dann wieder starten, wenn der Akku¬†bei einem¬†normalen Temperaturniveau angekommen ist. Diese Sicherheitsma√ünahmen gibt es aber schon l√§nger und auch bei einer Vielzahl¬†von hochwertigeren¬†Ger√§ten. Bei g√ľnstigeren China-Ger√§te kann das unter Umst√§nden anders aussehen.

Probleme, welche den Akku betreffen k√∂nnen, kann¬†nur vom Hersteller selber im Vorfeld erkannt werden. Diese Probleme¬†m√ľssen durch interne Test gepr√ľft und offen gelegt werden. Aber in vielen F√§llen werden die Ger√§te, aus Kostengr√ľnden zu fr√ľh auf den Markt geworfen. Dann gibt es das sogenannte Bananenprodukt, welches beim Kunden reift und noch etliche¬†Probleme aufweisen kann. Der Endkunde kann so nur hoffen, dass¬†s√§mtliche Hersteller aus dem Debakel rund um das Galaxy Note 7 ihre R√ľckschl√ľsse¬†gezogen haben.¬†Und das die Kontrollmechanismen verbessert oder sogar Upgradet wurden. Die¬†Zukunft wird das aufzeigen.

Der Vorfall Galaxy Note 7, war f√ľr Samsung jedenfalls ein gro√ües Debakel und¬†mit einem¬†schweren Imageschaden verbunden. Welcher¬†sogar Hardcoreuser zum nachdenken gebracht hat.¬†Solche Vorf√§lle stellen f√ľr die Hersteller immer „worst case“ Szenarien dar, die eigentlich vermeiden werden m√ľssen. Sich aber, wie man gesehen hat nicht ganz vermeiden lassen.

Wie lade/bzw.¬†pflege ich meinen Akku richtig…?:

Hier m√ľssen wir zwei Mechanismen ber√ľcksichtigen:

  1. Wenn ich den Akku/das Ger√§t¬†nicht verwende: Wird der Akku oder das Ger√§t √ľber einen l√§ngeren Zeitraum nicht mehr ben√∂tigt/betrieben, dann solltet ihr¬†wie folgt¬†vorgehen. Kann der Akku aus dem Ger√§t entnommen werden, dann entnehmt diesen. Ansonsten das Ger√§t ausschalten und komplett weglegen(vorzugsweise in der Originalverpackung).¬†Ihr solltet dabei darauf achten, dass der Akku einen Ladestand zwischen40% – 80% aufweist. Dieses ist der optimalste Ladestand und l√§sst den Akku am wenigsten verschlei√üen/altern. Die Hersteller verwenden diesen Ladestand ebenfalls bei Neuger√§ten. Ihr solltet mal drauf achten, wie weit die Ger√§te vorgeladen sind wenn sie neu aus der Box, bei euch¬†ankommen. Der Akku/das Ger√§t¬†sollte nun k√ľhl und trocken gelagert werden. Am besten an einem sch√∂nen trockenen und k√ľhlen¬†Ort im Keller, falls dieser bei euch vorhanden ist. Das w√§re das Optimum was ihr herausholen k√∂nntet.
  2. Wenn ich den Akku/das Ger√§t verwende: Die Hersteller von Akkus geben ja an, dass die heutigen Lithium-Ionen-Akkus kontinuierlich(angeblich kein Memory Effekt mehr)¬†geladen werden d√ľrfen. Das soll bedeuten, ihr k√∂nnt/d√ľrft die Akkus st√§ndig oder von jedem beliebigen Akkustand aus voll laden. Dies ist aber als Trugschluss anzusehen. Der Akku verschlei√üt, bei einem solchen Verhalten am st√§rksten. Da verwundert es einen nicht, dass von den Herstellern die Akkus meistens eine eigenen Gw√§hrleistungszeitraum zugedacht bekommen. Welcher in der Regel ja bei 6 Monaten liegt. Das richtige Ladeverhalten stellt sich so dar: Es ist immer ratsam, den Akku vollst√§ndig zu entleeren bevor er wieder geladen wird. Die meisten Ger√§te, geben bei einem Akkustand von unter 10% die Meldung aus das der Akku geladen werden soll. Das macht Sinn. Hier sollte der Akku nun komplett(auf 100%) vollgeladen werden. Nun sollte der Akku erst wieder geladen werden, wenn der Ladestand wieder unter 10% gesunken ist. So kann man die Lebensdauer seines Akkus verl√§ngern. Das konnten wir auch schon selber positiv testen. Der Ladevorgang sollte dabei in einer k√ľhlen Umgebung, nicht unter direkter Sonneneinstrahlung¬†durchgef√ľhrt werden. Um eine unn√∂tige Temperaturerh√∂hung, des zu ladenden Ger√§tes zu vermeiden.

Nun noch zum Thema Quick-Charge/Fast Charge. Viele Hersteller br√ľsten sich heute mit dieser Technik und verbauen diese auch in ihren Ger√§ten. F√ľr die Akkus in den Ger√§ten ist das eigentlich Gift. Akkus sollten langsam geladen werden. Schnellladen verschlei√üt die Akkus nochmal zus√§tzlich, das bedingt sich auch daraus dass die Akku’s bei diesen Ladevorg√§ngen, die komplette Ladezeit √ľber¬†sehr sehr warm wenn nicht sogar hei√ü¬†werden/sind. Was nicht wirklich f√∂rderlich f√ľr einen Akku ist. Daher ist normales laden besser als das sogenannte schnellladen.

Welchen Ladeadapter verwende ich dazu…?:

Ladeadapter-und-Powerbank.jpg

Erste Wahl sollte der originale, mitgelieferte Ladeadapter sein. Dieser wurde auf das jeweilige Ger√§t angepasst und optimiert. Steht dieser nicht zur Verf√ľgung, sollten nur Ladeadapter von renommierten Herstellern verwendet werden. Gleiches bezieht sich auch auf evtl. verwendete Powerbanks. Hier sollte zus√§tzlich auf die vom Hersteller vorgegebene Stromaufnahme geachtet werden. Bei vielen Ger√§ten¬†wird diese auf der Unterseite bzw. R√ľckseite ausgewiesen(z.b. 5V/2A).¬†Unter Umst√§nden kann ansonsten¬†der Akku oder¬†im schlimmstenfall auch die Ladeelektronik, durch g√ľnstige No-Name-Ladeadapter oder No-Name-Powerbanks gesch√§digt werden. Daher sollte man f√ľr solche Ger√§te immer lieber etwas mehr Geld in die Hand nehmen. Durch billige China-Importe sind auch schon Br√§nde entstanden. In vielen F√§llen besitzen die China-Importe auch keine automatische Ladeabschaltung, womit erkannt wird wenn der Akku komplett voll-/aufgeladen ist. Dann laden diese China-Importe lustig weiter und √ľberladen den Akku im schlimmsten¬†Fall. Das ist auch nicht sehr f√∂rderlich f√ľr die Lebensdauer des Akkus.¬†Das sollte jeder im Hinterkopf haben.

 

Fazit:

Lithium-Ionen-Akkus sind wichtige, empfindliche Komponenten in unseren Geräten. Obwohl sie allgegenwärtig sind, fordert die explosive Natur von soviel Energie in einem kleinen Paket Respekt von Herstellern und Endverbrauchern. Daher sollten Sie ihre Akkus richtig pflegen: Vermeiden sie Überladung und Lagerung in heißen oder feuchten Umgebungen, Versuchen Sie die Ladung soweit möglich im Bereich zwischen 40% bis 80% zu halten, wenn Sie den Akku oder das Gerät längere Zeit nicht mehr benutzen möchten. Der Akku sollte vor dem Vollladen auf mindestens 10% heruntergefahren werden und anschließend dann auf 100% vollgeladen werden. Misshandeln Sie den Akku nicht physikalisch.

Allerdings brauchen Sie auch nicht neurotisch versuchen, den Akku Ihres Smartphones und Laptops immer in idealem Zustand zu halten. Diese Ger√§te sind dazu gedacht ihr Leben zu verbessern und zu vereinfachen. Jeder Akku ist auf Dauer ein Verbrauchsartikel,¬†der f√ľr eine gewisse¬†Anzahl an Ladezyklen ausgelegt ist und¬†auch nicht ewig h√§lt¬†‚ÄĒ auch dann nicht, wenn jede Vorsichtsma√ünahme getroffen wird. Daher braucht man seinen Akku oder auch das¬†Ger√§t nicht in Watte packen.

Dieser Artikel soll als kleiner Ratgeber und zur Anregung verstanden werden. Vielleicht hat der Eine oder Andere √§hnliche Erfahrungen mit seinen Akkus gemacht. Gerne k√∂nnt ihr eure Erfahrungen oder Anregungen hier posten. Diese sind bestimmt f√ľr alle User interessant. Wir hoffen auf einen regen Austausch.

Euer WindowsUnited-Team

Die folgenden User sagen Danke an Ulrich B. f√ľr seinen Post:

KeyserSoze
12. Oktober 2017
8:18
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kalauer
Mitglied
Mitglied
Forenbeiträge: 9
Mitglied seit:
12. Oktober 2017
sp_UserOfflineSmall Offline

Ich muss ehrlich sagen, dass ich noch nie darauf geachtet habe, wann ich das Smartphone an das Ladeger√§t stecke. Und gef√ľhlt halten meine Akkus das auch ohne Probleme aus. Und nach zwei Jahren hat man ja in der Regel sowieso ein neues Handy. Wobei meine alten auch noch funktionieren und die Akkus laufen.

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