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Akkukunde

Batterien/Akkus können in 3 Kategorien sortiert werden: Lithium-Ionen-Akku, Nickel-Metallhydrid-Akkus und Alkali-Batterien.

Ein Lithium-Ionen-Akku (auch kurz als LIB bezeichnet) gehört zur Familie der wiederaufladbaren Akkutypen, bei denen sich Lithium-Ionen während der Entladung von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode und beim Laden zurück bewegen. Die Eigenschaften von Chemie, Leistung, Kosten und Sicherheit variieren je nach LIB-Typ. Im Gegensatz zu Lithium-Primärbatterien (die nicht wiederaufladbar sind) verwenden Lithium-Ionen-Akkus anstelle von metallischem Lithium eine eingelagerte Lithium-Verbindung als Elektrodenmaterial.

Lithium-Ionen-Akkus sind in der Unterhaltungselektronik üblich. Sie sind eine der beliebtesten Arten von wiederaufladbaren Akkus für tragbare Elektronik mit einer der besten Energiedichten, ohne Memory-Effekt und nur eine geringe Selbstentladung, wenn sie nicht verwendet werden. Neben der Unterhaltungselektronik erfreuen sich die LIBs auch in der Militär-, Elektrofahrzeug- und Luftfahrtindustrie zunehmender Beliebtheit. Die Forschung bietet eine Reihe von Verbesserungen in der traditionellen LIB-Technologie, die sich auf Energiedichte, Haltbarkeit, Kosten und Eigensicherheit konzentriert.

Alkalibatterien sind eine Art von Primärbatterien, die von der Reaktion zwischen Zink und Mangandioxid (Zn/MnO2) abhängig sind. Ein wiederaufladbarer Alkali-Akku ermöglicht die Wiederverwendung von speziell entwickelten Zellen. 

Im Vergleich zu Zink-Kohle-Batterien von Leclanché oder Zinkchlorid-Typen haben Alkali-Batterien eine höhere Energiedichte und eine längere Haltbarkeit bei gleicher Spannung. Silberoxid-Knopfzellen- Batterien haben eine höhere Energiedichte und Kapazität, aber auch höhere Kosten als Alkalizellen gleicher Größe.

Die Alkalibatterie hat ihren Namen, weil sie anstelle des sauren Ammoniumchlorids oder Zinkchlorid-Elektrolyten der Zink-Kohle-Batterien einen alkalischen Elektrolyt aus Kaliumhydroxid hat. Auch andere Batteriesysteme verwenden alkalische Elektrolyte, aber sie verwenden verschiedene aktive Materialien für die Elektroden.

Eine AAA Nickel-Metallhydrid-Zelle, abgekürzt NiMH oder Ni-MH, ist ein weiterer Typ wiederaufladbarer Akkus. Sie ist der Nickel-Cadmium-Zelle (Ni-Cd) sehr ähnlich. NiMH verwendet positive Elektroden von Nickeloxyhydroxid (Ni-OOH) - wie die Ni-Cd - aber die negative Elektrode verwendet eine wasserstoffabsorbierende Legierung anstelle von Cadmium. Ein NiMH-Akku kann zwei- bis dreimal so viel Kapazität wie Ni-Cd haben und hat annähernd die Energiedichte  einer Lithium-Ionen-Zelle.

Die typische, spezifische Energie für kleine NiMH-Zellen beträgt etwa 100 Wh/kg und für größere NiMH-Zellen etwa 75 Wh/kg (270 kJ/kg). Dies ist deutlich besser als die typischen 40-60 Wh/kg für Ni-Cd und ähnlich wie die 100-160 Wh/kg für Li-Ionen. NiMH hat eine volumetrische Energiedichte von etwa 300 Wh/L (1080 MJ/m³), deutlich besser als Ni-Cd (50-150 Wh/L) und etwa genauso viel wie Li-Ionen (250-360 Wh/L).

NiMH-Akkus haben Ni-Cd in vielen Anwendungen ersetzt, insbesondere bei kleinen, wiederaufladbaren Akkus. NiMH-Akkus werden sehr häufig eingesetzt für AA-Batterien (Penlight-Size), mit Nennladungskapazitäten (C) von 1100 mAh bis 3100 mAh bei 1,2 V( gemessen mit einer Entladerate, welche die Zelle in fünf Stunden entlädt). Die nutzbare Entladungskapazität ist eine abnehmende Funktion der Entladungsrate, welche sich jedoch bis zu einer Rate von etwa 1 × C (volle Entladung in einer Stunde) nicht signifikant von der Nennkapazität unterscheidet.

NiMH-Akkus arbeiten normalerweise mit 1,2 V pro Zelle, und damit etwas niedriger als herkömmliche 1,5-V-Zellen, trotzdem können die meisten Geräte, die für diese Spannung ausgelegt sind, damit betrieben werden.

Etwa 22% der in Japan im Jahr 2010 verkauften tragbaren, wiederaufladbaren Akkus waren Ni-MH-Akkus. In der Schweiz betrug die entsprechende Statistik im Jahr 2009 etwa 60%. Dieser Prozentsatz ist im Laufe der Zeit aufgrund der Zunahme der Herstellung von Li-Ionen-Akkus gefallen: Im Jahr 2000 waren fast die Hälfte aller tragbaren, wiederaufladbaren Akkus in Japan  NiMH-Akkus.

Ein wesentlicher Nachteil von NiMH-Akkus ist eine hohe Selbstentladung. Ein Ni-MH-Akku verliert pro Woche etwa 3% seiner Ladung. 2005 wurde ein Low-Self-Discarge-NiMH-Akku (LSD) entwickelt (NiMH-Akku mit sehr geringer Selbstentladung). LSD-Ni-MH-Akkus senken die Selbstentladung erheblich, dies jedoch auf Kosten einer Verringerung ihrer Kapazität um etwa 20%.

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Hinweise zu Batterien

Die Spannungen wiederaufladbarer Li-Ionen Akkus liegt zwischen 3,7V und 4,2V. Wenn die Akkus in Reihe geschaltet sind, wird die Gesamtspannung addiert. Wenn die Akkus parallel geschaltet werden, bleibt die Gesamtspannung bei 3,7V bis 4,2V.
(Anmerkung: Die TM11 verwendet 4 x 18650 Akkus und die Gesamtspannung beträgt 4,2V. Bei Verwendung von 8 x CR123-Batterien beträgt die Gesamtspannung 6 V. (Aus technischen Gründen kann die TM11 keine RCR123-Akkus verwenden.)

Die Spannung nicht wiederaufladbarer Li-Ionen-Batterien beträgt 3V.
Alkalische Batterien haben eine Spannung von 1,5 Volt, Ni-MH-Akkus von 1,2 Volt.

Die Helligkeit der Taschenlampe ist abhängig von der Batteriespannung.

Batterietypen Vergleich: AA entspricht 14500, CR123A entspricht 16340, CR123A2 entspricht 18650.
(Hinweis:  Eine 14500 Li-Ionen-Batterie kann in unseren Produkten nicht durch 2 x AA-Batterien ersetzt werden.)

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