Li-Ionen Akkus: Der richtige Umgang

Erste Anfänge gab es 1912

Li-Ion Akku

Die allerersten Arbeiten haben 1912 begonnen und werden Gilbert Newton Lewis zugeschrieben, einem amerikanischen Chemiker. Die ersten Lithium-Batterien sind in den 70er Jahren erschienen, und die ersten Versuche mit wieder aufladbaren Batterien fanden in den 80er Jahren statt. Die Schwierigkeiten, die diese Technologie bot, wurden zuerst von Bell Labs überwunden. Man denke dabei an die Instabilität von Lithium beim Laden des Akkus. Professor John Goodenough und sein Team von der Universität von Oxford zeichnen ebenfalls für die Fortschritte verantwortlich, die die Markteinführung dieses Akkus durch Sony 1991 ermöglicht haben.

Anode, Kathode und andere

Ein Akku besteht aus mehreren Elementen, die zusammengebaut werden. Da sind zunächst die Akkumulatoren (oder Akkuzellen), die die Energie speichern. Das sind im Allgemeinen (aber nicht unbedingt) starre Zylinder (herkömmlichen Batterien ähnlich), denn sie sind nicht sehr teuer herzustellen, bieten eine gute Dichte, einen guten Widerstand gegenüber Innendruck und sind mechanisch stabil. In Artikeln und News ist häufig von 6- oder 9-zelligen Akkus die Rede. Man muss wissen, dass ein Akkumulator einer Zelle entspricht. Ein 6-zelliger Akku enthält also 6 Akkuzellen.

Sicherheit

Li-Ion Akku

Die Zelle besteht im Wesentlichen aus drei Elementen: der Anode (elektrisch negativ), der Kathode (elektrisch positiv) und Schichten zwischen den beiden, die aus Polyethylen oder Polypropylen bestehen. Diese Schichten haben Poren, die sich bei 130 °C schließen, um jede chemische Reaktion zu stoppen, wenn der Akku zu heiß wird. Die Hersteller bauen darüber hinaus verschiedene Elemente ein, die für die Sicherheit des Akkus sorgen, wie eine Membrane, die reißt, wenn der Innendruck zu groß wird. Wenn sie reißt, läuft die Zelle im Leerlauf, was grundsätzlich den Druck mindern müsste. Wenn das nicht ausreicht, öffnet sich ein Ventil, um zu verhindern, dass der Zylinder platzt.

Bei der Herstellung setzen die Konstrukteure einen PTC (Positive Temperature Coefficient) unter den Pluspol des Akkus. Es ist grundsätzlich nicht möglich, den PTC zu entfernen, ohne den Akku zu zerstören. Er soll auf Temperaturerhöhung reagieren, und sobald eine voreingestellte Schwelle überschritten wird, reduziert oder stoppt er den Stromfluss, damit die Temperatur wieder sinkt. Die Akkus verfügen darüber hinaus über eine Dichtung, um jegliches Entweichen zu verhindern. Doch trotz all dieser Sicherheitsmaßnahmen sind Li-Ionen-Akkus immer noch gefährlich, wie der Ärger zeigt, den Sony mit ihnen hatte. Ohne paranoisch werden zu wollen, bedürfen diese Akkus doch einer gewissen Wachsamkeit bei der Herstellung und Handhabung.

Der Platz des Lithiums

Doch eine Frage ist noch offen. Warum nennt man sie Li-Ionen- oder Lithiumionen-Akkus? Das Lithium befindet sich in der positiven und in der negativen Elektrode sowie im Elektrolyt. Es ist das leichteste Metall und verfügt über ausgezeichnete elektrochemische Eigenschaften; so bietet es eine im Verhältnis zu seinem Gewicht große Energiedichte (zweimal so hoch wie bei Ni-Cd). Doch ist das Lithium hier nicht in seiner metallischen, sondern in seiner ionischen Form vorhanden. Daher rührt der Name Lithiumionen. Der Grund dafür ist, dass die metallische Form aus Sicherheitsgründen nicht zu vermarkten war. Die Instabilität seiner Struktur brachte die Hersteller dazu, Lithiumionen zu wählen, die zwar eine geringere Energiedichte bieten, dafür aber viel sicherer sind.

Die Kathode besteht grundsätzlich aus Kobaltdioxid, aber es gibt auch Modelle, bei denen Mangan verwendet wird. Für die Anode allerdings wird seit den Forschungen der Bell Labs im Jahr 1997 kugelförmiger Graphit verwendet, auch MCMB (Meso Carbon Micro Beads) genannt. Das Elektrolyt besteht aus einem leitfähigen Salz. Am Ende erhält man die folgende Reaktion.

Li-Ion Akku

All das wird von einer Isolierschicht umgeben. Der positive Teil des Akkus ist in Aluminium gekleidet, im Gegensatz zum negativen Teil, der Kupfer enthält.

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26 Kommentare
    Dein Kommentar
  • Vielen Dank für diesen Bericht!
    Jetzt kann man entlich auf etwas verweisen wenn einem wiedermal keiner glaubt
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  • Was geht ab?
    Vermutlich ne Übersetzung.
    Was kriegt der Übersetzer dafür? Ein Appel und ein Ei!
    Mehr ist sie nicht wert.
    Der Ausgangsartikel steht wohl mit Mathe und Fakten schon auf Kriegsfuß und was bei dieser sprachlichen Uneleganz rausgekommen ist, macht den text zu schlecht für Computerbild.

    Donnerwetter! Da sollten sich aber ein paar Leute schämen, so viel Redundanz, innerer Widerspruch und Nichtverstehen auf ein Mal zu veröffentlichen!

    Mir wäre so etwas echt peinlich.
    kiu77
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  • Ein guter Denkanstoß, um mit seinen modernen Akkus besser umzugehen, nachdem man schon im Kindergartenalter mit NiCd-Akkus und Ladegeräten hantiert hat und sich schädliche Gewohnheiten festgesetzt haben.
    Habe erst seit kurzem ein Gerät mit Li-Akku übernommen und es quasi dauerkalibriert....
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  • @kiu77

    Das Einzige, das hier peinlich ist, ist wohl dein Kommentar!

    Wahrscheinlich verstehst du nicht mal die Hälfte dieses Artikels.

    Aber wenn du annimmst, dass dieser Artikel übersetzt sei, dann such doch bitte mal den Ausgangsartikel.

    Wenn du ihn gefunden hast, poste ihn doch mal hier. Als Belohnung bekommst du "Ein Appel und ein Ei!"


    @THG

    Guter Artikel! Lasst euch nicht von solch einer destruktiven Kritik beeinflussen. Weiter so!
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  • @ alcbottle

    Nicht übersetzt?
    Um so übler!

    Wo bitte ist an de,m Artikel was gut?
    Extrem viel Redundanz. Sprachlich schwach.
    Fakten zum Teil einfach nur falsch.
    Eine Katastrophe das.

    Sowas gut zu finden sagt mehr über Dich aus als über den Artikel.

    Ich bin Anderes, wirklich sehr viel Fundierteres von THG gewöhnt. Das hier ist unter aller Kanone. Einfach peinlich eben.
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  • THG hat eigentlich gleichbleibend gute & schlechte Artikel - wobei auch die schlechten oft überfällige Themen in den Fokus gerückt haben, was dann auch wieder gut ist.
    Die Sache mit den unbedingt zu verwendenden Herstellernetzteilen oder stärkeren Netzteilen dritter Hersteller, habe ich zwar auch nicht so ganz verstanden, aber das ist auch erst einmal nicht so wesentlich, da man erstmal seine Ladungs- & Entladungsgewohnheiten an seinen Akku anpassen sollte.

    "...und man muss unbedingt dieses benutzen und kein anderes. Ein ungeeignetes Ladegerät kann eine Explosion verursachen".

    "... Man kann sich getrost ein leistungsfähigeres Ladegerät als das vom Hersteller gelieferte besorgen - unter der Bedingung, dass es nicht mehr Spannung als das Originalladegerät liefert."

    Ist der Ladestrom nicht von der Ladespannung abhängig und was nützt mir ein stärkeres Netzteil, wenn das alte Netzteil auch nur mit halber Kraft läuft? Das ist doch nur für den Spezialfall, dass ich eine P4-Desktop-Weltraumheizung im Desktopreplacement habe, die unter Dauervollauslastung 70W zieht, mein Netzteil 80W hat und nur 10W für die Ladung zur Verfügung stehen und ich mich in weniger als 6-8 Stunden wieder mit einem vollen Akku auf die Reise begeben möchte. I. d. R. läuft ein Laptop zu 95% im Idle-Modus, verbraucht nur die Hälfte und der Akku füllt sich mit Normalgeschwindigkeit.

    Bei Laptops wird kaum einer auf die Idee kommen, als erstes ein neues Netzteil zu kaufen, obwohl er gerade erst eins im Lieferumfang erstanden hat. Wenn man doch häufig an 2 Plätzen arbeitet, ist man mit einer bekannten Marke auf der sicheren Seite (bis auf Plagiate). Für den Rest der Akkuhandhabung sollte die Bedienungsanleitung mit den Betriebstemperaturen ausreichen.
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  • @kiu77

    Du darfst gerne einen besseren Artikel als THG verfassen.

    "Sowas gut zu finden sagt mehr über Dich aus als über den Artikel."

    Ich glaube kaum, dass die wenigen Wörter viel über mich aussagen...

    Des Weiteren sollten wir wohl besser die Diskussion lassen, da dies sonst eine endlose Diskussion wird.
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  • @ Schugy

    Da hast Du den Finger richtig in eine der vielen Wunden des Geschreibsels gelegt. Das war nicht nur widersprüchlich, sondern einfach technisch voll daneben. Davon, dass die Ladeschaltung im Laptop steckt, davon keine Zeile. Etc. und pp.

    Der Artikel ist so schlecht, dass ich es nicht verstehen kann, warum er
    a) entwder nicht komplett gelöscht wird, da er mehr verwirrt und msytifiziert als aufklärt oder
    b) komplett überarbeitet (und auf die Hälfte gekürzt wird.

    Wenn das nicht passiert, dann ist THG entweder nicht zu helfen oder auch die anderen Leut verstehen es nicht besser. Das ist dann auch eine Aussage.

    @alcbottle
    Das wäre kein Problem. aber ich werde nicht kostenlos die Arbeit für THG machen. Vielleicht, hast Du recht, ich sollte nicht kritisieren. Dann merken es die Autoren nicht und glauben, sie hätten was Akzeptables gebracht. Auch diese Weise kann man sich um seinen Ruf bringen und das eigene Geschäftsmodell auch untergraben. Dann wird es eben Web 2.0 im schlechtesten Sinne...
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  • @kiu77: ich bin -im Gegensatz zu dir- von THG eher schlechteres gewohnt (Stichwort "Intel Lobeshymnen").

    Der Artikel ist ok, vielleicht etwas zu lang...
    Hat aber einige gute Informationen!

    Wenn du der Meinung bist, dass etwas falsch ist, dann poste dies doch! - Dann haben wenigstens alle etwas von deinem "Wissen".

    Ach so, ich habe eine Digicam mit Li-Akku - steckt bei dieser die Ladeschaltung auch in meinem Laptop? lol


    Was mir aufgefallen ist:

    * am Anfang wird von "der Anode (elektrisch negativ), der Kathode (elektrisch positiv)" gesprochen.
    Dies ist nicht korrekt - bei Wikipedia wird genau das Gegenteil behauptet. Ich glaube es muss differenziert werden, ob man den Akku läd oder entläd.
    Es schein, dass "Anionen wandern zur Anode und Kationen zur Kathode." fest definiert ist.
    Anionen sind negativ, Kationen sind positiv geladen. (Eselsbrücke: es ist positiv einen Kat im Auto zu haben ;)

    * weiter am Ende steht: "Dieser Akku hat den Vorteil, weniger flüchtig [...] zu sein."
    lol. Ja, letztens hat sich auch mein Akku verflüchtigt... Plötzlich war er weg!


    @Schugy: das mit dem Ladegerät ist doch logisch!
    Es ist wirklich wichtig, dass die Spannungen exakt eingehalten werden. Ist dies nur ein paar 100mV zu hoch, kann es zur Vergasung kommen!
    Ich sehe dies aber weniger kritisch - die Hersteller sind für ihre Produkte verantwortlich: sollte meine Hardware beschädigt werden, stelle ich denen diese in Rechnung. ;)


    PS: mein Laptop wird heiß - trotzdem lasse ich den Akku drin! -> Ein Schutz gegen Stromausfall ist nämlich sehr viel wert!!
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  • @ Snooze

    Wenn man schon mit Hilfe von Wikipedia auf trivialste Fehler kommt, dann ist es arg, aber glich ganz arg schlimm.

    Was ist schlimmer als eine eindeutig falsche Information? Halbrichtige!
    Und davon wimmelt das Ding geradezu. Es ist auf dem Niveau eines (nicht guten) Schulaufsatzes.

    Und: Ich könnte alle Übelkeiten aufzählen und korrigieren. Aber ich mache in diesem Fall ganz sicher nicht die Arbeit für die Leute von THG oder den Autor. Solange die nicht eingreifen, kann man sich nur über sie lustig machen. Das haben sie nämlich verdient. Der Artikel hat eben nicht einige gute Informationen, zumindest nicht welche, die über Trivialitäten hinausgehen und selbst bei denen kann einem schlecht werden.
    Der Artikel ist eine Schande!
    Der Autor könnte sich ruhig auch mal melden anstatt abzutauchen...
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  • @kiu77: Der Fehler ist mir natürlich ohne Wiki aufgefallen - aber als gewissenhafter Mensch werde ich mich immer nochmal vergewissern bevor ich etwas poste. Was ist daran schlimm?!

    Du Nase laberst von massenhaft Fehlern aber kannst keine benennen! Zeit dazu scheinst du ja eigentlich genug zu haben...
    Kann also nur noch daran liegen, dass du keine, aber auch gar keine Ahnung hast! ;)
    Das mein lieber kiu77 ist arg, ganz arg schlimm!!!


    PS: zu was sollte sich er Autor denn melden?
    Zu deinen massenhaft aufgezählten Fakten, welche falsch sind? lol
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  • Mir kam noch die Idee, daß man die Selbstentladungskurven in Abhängigkeit des Ladezustandes am besten grafisch darstellen sollte, da der Laie mit den %-Werten wenig anfangen kann.
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  • Hallo THG

    Unter Opera ist die kommentar Funktion nicht nutzbar.

    Der Artikel ist verständlich geschrieben, einige Infos waren auch mir neu,zB Ladezyklen 2*50%= 1 Ladevorgang. Danke für die Info.
    Meine Erfahrung,Wärme verkürzt die Lebenszeit um bis um die Hälfte (Erfahrung NX8220). Wenn Ich ein Game zocke(ab und zu) am Notebook, nehme ich neuerdings den Akku raus. Siehe da der gleiche Akku (neu) hält nun schon länger als der Vorgänger und das noch bei über 9o%. Eurer Bericht deckt sich mit meinen Erfahrungen.
    Es giebt wenig fundierte Artikel über diese Problematik im Netz.
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  • @Snooze
    Beschimpfingen wie "Nase" und der zeitvorwurf qualifizieren Dich zum kompletten Troll, aber einen der platten Sorte. Und Du wunderst Dich, dass ich auf deine Witze von Argumenten nicht eingehe, weil ich tatsächlich drüberstehe?

    Wenn Dir der Atikel passt, dnn qualifiziert Dich das eben zum Bildzeitungsleser. Auch gut.
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  • @kiu77:

    lol - Du hast meine Kenntnis zum Thema ohne Grund als "arg übel" bezeichnet. Sorry, dass ich mir so etwas von einer "Nase", welche nicht mal richtig argumentieren kann, nicht bieten lasse (so nennt man solche Leute bei uns eben und dies war allem Anschein nach noch untertrieben... - Aber tut mir leid, wenn es dich gekränkt hat. Dachte einer wie du kommt damit klar. ;)

    Das mit der Zeit war doch kein Vorwurf, lieber kiu!
    Eher eine Feststellung, dass du dich nicht mit "habe keine Zeit" rausreden kannst - wer so viele Kommentare ausformulieren kann, der wird doch auch ein paar Stichpunkte anführen können! ;)

    Wenn du meinst, die Diskussion ist zu platt, dann überlege mal, wer hier mit den großen Sprüchen angefangen hat. ;)

    Außerdem sehe ich keine Spur von deinem "drüber stehen":
    Wäre dies der Fall, hättest du nicht -oder zumindest nicht in diesem Ton- zu diesem Thema gepostet. Und auf meine Sticheleien wärst du dann schon gar nicht erst eingegangen. ;)

    Ich finde solche Leute wie dich wirklich kontraproduktiv. Wenn ich poste, dann mache ich dies, um etwas den anderen Lesern mitzuteilen. Du hingegen willst einfach NUR meckern... (daher der Troll-Vorwurf ;)

    Aber ich bin immer noch an deinen Argumenten interessiert - und zwar nicht um dich bloß zu stellen, sondern weil es mich einfach interessiert!

    Außerdem habe ich nie gesagt, dass ich den Artikel extrem gut finde. - Ich sagte er ist "ok" und "enthält einige nützliche Informationen".
    Ich bin daher noch einer von den kritischeren Lesern hier, denn die Mehrzahl der Leser hat positive Kommentare abgegeben. (Natürlich kann ich dich toppen! ;)
    Besonders stört mich an diesem Artikel, dass THG nicht auf die sinnvollen(!) Kommentare eingeht!


    PS: leider muss ich deine Kompetenz noch einmal in Frage stellen: die Schlussfolgerung, dass ich "Bildzeitungsleser" bin ist völlig verkehrt!! ;)
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  • @ Snooze

    Ja. Das hat mich echt überzeugt. Soviel echt begründete Argumente.
    "Nase" könnte übrigens als Beleidigung aufgefasst werden und Dich unter Umständen wenn Du mit dem Richter Pech hast ein paar Euro kosten. Jedenfalls wenn man davon ausgehen könnte, dass Potenz zu mehr als dumme Anmache vorhanden wäre;-)
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  • @kiu77 alias Nase ;)

    Mega lol! Tja Nase, wo kein Kläger da kein Richter. ;)
    Außerdem glaube ich, dass dumme Anmache in einigen Fällen schon ausreicht, um Kohle abdrücken zu müssen.
    Daher mein kleiner Tipp: in Zukunft immer schön aufpassen.

    Du musst dir das aber nicht so zu Herzen nehmen - ist doch nur eine Kommentarfunktion und eigentlich ziemlich belanglos.
    Schlaf einfach mal eine Nacht drüber alles wird wieder gut. :)

    Tja, ich würde diese Diskussion ja gerne fortführen, aber dazu müsste bei dir Potenz zu mehr als dummer Anmache vorhanden sein! ;)
    Soweit ich dies sehe, schwingst du hier seit Anfang an die Keule - und zwar gegen alle: Autor wie auch Kommentierende (und zwar nicht nur mich).

    "Soviel echt begründete Argumente"
    rofl!!! das sagt der Richtige...


    PS: Danke für die amüsanten Minuten! :)
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  • Zitat von @alcbottle:

    @kiu77
    Das Einzige, das hier peinlich ist, ist wohl dein Kommentar!
    Wahrscheinlich verstehst du nicht mal die Hälfte dieses Artikels.
    Aber wenn du annimmst, dass dieser Artikel übersetzt sei, dann such doch bitte mal den Ausgangsartikel.
    Wenn du ihn gefunden hast, poste ihn doch mal hier. Als Belohnung bekommst du "Ein Appel und ein Ei!"
    --------------------------------------

    @alcbottle:
    Das IST eine Übersetzung. Von der französischen THG Page
    http://www.presence-pc.com/tests/Li-ion-batterie-conservation-entretiens-fabrication-22678/
    Erschienen bereits im Mai 2007.

    Das erklärt diese seltsame, einem Schulaufsatz ähnliche Schreibe, diese aneinandergereihten Hauptsätze und seltsamen Formulierungen. Und die komischen Verweise auf eine ominöse "Ökosteuer" zur Finanzierung der Akkuentsorgung (wtf??) und auf französische Gesetze.

    Beispiele gefällig?
    "Zudem erfordert jeder Akku genau seine Menge Zellen."
    "Der Akku muss mit 40 % Ladung aufbewahrt werden. Diese Grenze wurde aus Vorsicht festgelegt." --- Von wem?
    "Man schätzt, dass ein Lithiumionen-Akku, der zu 40 % geladen ist und bei 0 °C aufbewahrt wird, 98 % seiner Kapazität über ein Jahr behält." -- Man schätzt???? Soso...
    "Und was macht man, wenn der Akku den Geist aufgegeben hat?"
    "[...]und dass man ihn darum bittet. "

    LOL
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  • Hallo,

    Ich habe kiu77 eine Nachricht geschrieben.
    Vielen Dank für den Hinweis Hyde123.
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  • Ich habe keine Nachricht erhalten.
    Und ceterum censeo: Der Artikel ist unter Computer-Bild-Niveau. Einfach völlig daneben. Und immer noch nicht richtig überarbeitet. Der Autor/Übersetzer sollte sich schämen.
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