Energie zum Mitnehmen - Akkus und Batterien

Clipart mit einer Batterie im Stil eines Männchens, am Boden liegend mit herausgestreckter Zunge und schwitzend
Bildquelle: leere-batterie-leck-leckage-1623377 / pixabay.com/de/leere-batterie-leck-leckage-1623377 / acunha1973 / CC0

Unsere Mobiltelefone brauchen sie, unsere Uhren ebenso, oft auch der Rasierer, die Zahnbürste und noch viele weitere Dinge unseres Alltagslebens: Batterien. Batterien und Akkus sind aus unserem Leben heutzutage kaum mehr wegzudenken. So ist es nicht verwunderlich, dass in diesem Gebiet sehr viel geforscht wird und auch noch viel geforscht werden muss. Denn der Energiehunger lässt nicht nach.

Unterschied Batterie - Akku

Der Hauptunterschied für Anwender_innen ist, dass Akkus mehrfach aufgeladen werden können (Sekundärzellen), bei Batterien ist dies nicht der Fall (Primärzellen). Diese müssen nach einmaliger Verwendung entsprechend entsorgt werden. In der Alltagssprache sind bei der Verwendung des Begriffs Batterie oftmals sowohl Batterien als auch Akkus gemeint. Wann man Akkus und wann man Batterien verwendet, hängt von der Anwendung und den Vorlieben der Einzelpersonen ab, liegt manchmal aber auch auf der Hand. Die kleine Batterie der Armbanduhr, die alle paar Jahre einmal leer wird, ist in der Regel eine Batterie, für Smartphones, die oft täglich aufgeladen werden müssen, bieten sich dann doch eher Akkus an.

Kriterien an Akkus

Wenn es sich also um Geräte des täglichen Lebens handelt, sind oft Akkus im Einsatz, aber was zeichnet jetzt einen guten Akku aus? Was sind entsprechende Kriterien? Im Folgenden werden einige Kriterien vorgestellt:

  • Lebensdauer: Die Lebensdauer eines Akkus ist definiert durch die Anzahl der Ladezyklen, dem dieser unterzogen werden kann, bis er nicht mehr funktionstüchtig ist. Aufladen und darauffolgendes Entladen wird als 1 Ladezyklus bezeichnet.
  • Kapazität: Die Kapazität eines Akkus gibt an, wieviel Leistung ein Akku bereitstellt und wird in Amperestunden (Ah) (bei Smartphones meist in Milliamperestunden (mAh)) angegeben.
  • Ladedauer: In der Regel wollen Konsument_innen, dass ein Akku möglichst schnell wieder aufgeladen ist. Je schneller dieser Ladevorgang geschieht, desto mehr Strom muss fließen, was oft zu Problemen mit Wärmeentwicklung führen und die Lebensdauer eines Akkus verkürzen kann. Je nach Art des Akkus und Einsatzgebietes gibt es verschiedene Ladeverfahren.

Heute

Je nach Anwendungsgebiet werden heute neben zahlreichen anderen vor allem folgende Akkus verwendet:

  • Lithium-Ionenakkus: für kleine portable elektrische Geräte mit langer Betriebszeit, also etwa Smartphones, Notebooks, Kameras
  • Nickel-Metalhydridakkus: für portable elektrische Geräte mit konstanter Stromaufnahme, also etwa Modellbau, Elektroautos
  • Nickel-Cadmiumakkus: für portable elektrische Geräte mit kurzzeitig hoher Stromaufnahme, also etwa Elektrowerkzeuge, Blitzgeräte

Und morgen?

Welche Technologie in Zukunft bei Akkus eingesetzt wird, ist noch nicht entschieden und es wird noch in alle Richtungen geforscht. Vor allem die unterschiedlichen Anforderungen machen es aber sehr wahrscheinlich, dass es nicht die eine Technologie geben wird, die sich durchsetzt, sondern wohl eher mehrere unterschiedliche Ansätze für unterschiedliche Einsatzszenarien. Und in jede Richtung gab es bisher bereits (zumindest kurzfristige) Erfolge. So wurden etwa Möglichkeiten gefunden, die Lebensdauer auf 200.000 Zyklen zu heben (das wären bei 1 Ladezyklus pro Tag mehr als 500 Jahre) oder durch neue Konzepte die Speicherkapazität verdreifacht. Aber alle diese Erfolge haben (leider noch immer) eines gemeinsam: sie gelangen nur unter Laborbedingungen und die Marktreife ist bestenfalls Jahre, in der Regel Jahrzehnte entfernt.

Fazit

Bis man also mit einer Akkuladung sein Smartphone wieder mehrere Tage benützen kann, wird wohl noch einige Zeit vergehen und auch der Erfolg von Elektroautos wird letztendlich davon abhängen ob es gelingt die Reichweite zu erhöhen und die Ladezeiten zu verkürzen. Bei der Akkutechnologie könnte es sich also um eine der Schlüsseltechnologien der mehr oder weniger nahen Zukunft handeln, was auch immer sie an Neuerungen bringen wird. In der Zwischenzeit lade ich mal wieder das eine oder andere meiner elektronischen Geräte auf, bevor es sich einfach unbemerkt mangels Restkapazität ausschaltet...

 

P.S.: Beim  Fazit wurde das Wort "wieder" bei der Akkuladung von Smartphones durchaus bewusst gewählt. Denn vor der Zeit der Smartphones war es durchaus üblich, dass Akkus von Mobiltelefonen mehrere Tage durchhielten. Aber trotz technischen Fortschritts ist der Energiehunger der neuen Geräte (bislang noch) nicht zu kompensieren.

 

Links:

 
Bildquelle: 
leere-batterie-leck-leckage-1623377 / pixabay.com/de/leere-batterie-leck-leckage-1623377 / acunha1973 / CC0

Suchen