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Batterien, Akkus & Ladegeräte (60.430 Produkte | 60.243 Varianten)

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Batterien und Akkus – ohne Stromnetz arbeiten

Batterien und Akkus speichern elektrische Energie auf elektrochemischer Basis. Während Batterien, auch Primärbatterien genannt, nicht wieder aufladbare Speicher sind, sind Akkus, eigentlich Akkumulatoren, aufladbare Batterien, auch Zweitbatterien genannt. Ladegeräte dienen wiederum dazu, die Akkumulatoren wiederaufzuladen.

Batterien – Energiespeicher und Energiewandler

Eine Batterie ist nicht nur ein Energiespeicher, sondern auch ein Energiewandler. In ihr wird chemische Energie bei der Entladung durch die elektrochemische Redoxreaktion in elektrische Energie umgewandelt. Diese Energie kann von einem vom Stromnetz unabhängigem Gerät genutzt werden. Des Weiteren kann sie als Überbrückung eines Netzausfalles dienen, um eine unterbrechungsfreie Versorgung eines von einem Stromnetz abhängigen Gerätes zu garantieren. Amperestunden geben die theoretisch entnehmbare Ladungsmenge einer Batterie an. Die angegebenen Zahlen werden nach einer bestimmten Norm ermittelt und festgelegt. Die Kapazität, die eine Batterie tatsächlich trägt, ist abhängig von der Höhe des Entladestroms, der definierten Spannung und der Temperatur derselben. Um die Kapazität zu erhöhen, werden Batterien entweder parallel geschaltet oder Du musst auf eine größere Zelle zurückgreifen. Batterien können durch eine längere Lagerung an Kapazität verlieren, da eine sogenannte Selbstentladung stattfindet. Diese Selbstentladung ist abhängig vom Batterietyp und den gegebenen Temperaturen. Batterien können sich in ihrer Bauart, Konstruktion und Form, ihrem zugrundeliegendem chemischen Redoxsystem sowie der elektrischen Werte unterscheiden. Die gebräuchlichsten Batterien werden aber vorrangig nach Einsatzgebiet und Größe unterteilt. Deshalb ist es am besten, beim Kauf nach Verwendungszweck bzw. Anwendung oder nach der geforderten Größe zu entscheiden.

Gerätebatterien: Batterien, die primär tragbare und kleinere Geräte (z. B. Taschenlampen, Wanduhren oder Telefone) mit Strom versorgen, sind sogenannte Gerätebatterien. Sie bestehen häufig aus mehreren Zellen in standardisierten Baugrößen. Besonders kleine Gerätebatterien sind die Knopfzellen. Sie werden beispielsweise in Hörgeräte oder Quarzuhren eingesetzt.

Fahrzeugbatterien: Starterbatterien werden insbesondere für den Betrieb von Kraftfahrzeugen verwendet. Genauso wie die Traktionsbatterien (Antriebs- oder zyklenfeste Speicherbatterien), die in elektrisch betriebenen Fahrzeugen Anwendung finden. Jedoch sind diese Arten beide keine Primärbatterien, sondern Akkumulatoren.

Industriebatterien: Diese werden vor allem in der Industrie eingesetzt, sind stationär eingebaut und gewährleisten eine unterbrechungsfreie Stromversorgung.

Die gängigsten Batterien sind die Gerätebatterien. Sie müssen kompakt, ortsunabhängig einsetzbar, leicht und mechanisch robust sein. Ihre Bauformen sind Block-, Rund-, Flach- und Knopfzellen. Alle runden Bauformen und einige Blockzellen gibt es auch als Akkus. Die typischsten Größen sind AA und AAA. Wobei diese Bezeichnungen eigentlich die inoffiziellen sind, sich aber eingebürgert haben. Folgende Batterien gibt es:

  • AA, Mignon LR6: werden am häufigsten gebraucht (Fernbedienungen, Radios, Funkuhren)

  • AAA, Micro LR03: ebenfalls häufig im Gebrauch, gleiche Form wie die Mignon nur kleiner (Fernbedienungen oder Spielzeug)

  • AAAA, Mini LR61: wieder gleiche Form wie die Mignon, aber noch kleiner und seltener gebraucht (für kleine Geräte)

  • C, Baby LR14: Babyzellen größer als Mignon, dreimal so viel Kapazität (Taschenlampen, Kassettenrekorder, Spielzeug)

  • D, Mono, Monozelle LR20: kaum mehr im Gebrauch, primär in den 80ern für Ghettoblaster oder tragbare Radiorekorder

  • 9V Block LR61: fast so häufig im Gebrauch wie Mignon, aber geringere Kapazität, dafür höhere Spannung (Fernbedienungen, Rauchmelder, Messgeräte, Funkmikrofone)

  • 4,5V Flachbatterie: im Werkunterricht zum Basteln gebraucht, Elektrizitätslehre

  • E23a 12V: Exotenbatterie, für Fernbedienungen von Funksteckdosen, etwas kleiner als die Micro, aber deutlich mehr Spannung

  • Knopfzellen: sehen aus wie Knöpfe oder Münzen, in verschiedenen Größen (Hörgeräte, Armbanduhren, Taschenrechner)

Akkumulatoren – wiederaufladbare Batterien

Akkus sind wiederaufladbare galvanische Elemente. Sie bestehen aus zwei Elektroden, die Kathode und die Anode. Diese werden durch ein Elektrolyt getrennt. Wenn Du einen Akkumulator auflädst, wird die ankommende elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt und im Elektrolyt gespeichert. Wird der Akkumulator als Batterie benutzt, also entladen, wird die chemische Energie über die beiden Elektroden wieder in elektrische gewandelt. Ehemals war mit einem Akkumulator eine einzelne wiederaufladbare Sekundärzelle gemeint. Heute werden im Allgemeinen auch zusammengeschaltete Sekundärzellen als Akku oder Akkupack bezeichnet. Die verschiedenen Akkumulatortypen werden nach ihrem verwendeten Material benannt. Folgende Typen sind am häufigsten im Gebrauch:

Nickel-Metallhydrid-Akku (NiMH): NiMH-Akkus sind umweltfreundlicher als Nickel-Cadmium-Akkus (verbotene Akkus) und sind in verschiedenen Größen und Formen zu erhalten, wie die Primärbatterien. Sie besitzen eine hohe Kapazität, aber eine etwas geringere Lebensdauer (500 bis 1.000x wiederaufladen). NiMH-Akkus werden nicht in den Geräten verbaut, sondern sind unterschiedlich einsetzbar. Eingesetzt werden sie vor allem in portablen elektronischen Geräten mit konstanter Aufnahme, im Modellbau oder in Elektroautos. Bei ihnen musst Du den sogenannten Memory-Effekt beachten: Lädst Du sie falsch auf, z. B. wenn die Ladung noch nicht ganz aufgebraucht ist, dann kann die Kapazität mit der Zeit nachlassen und die Ladung wird allgemein schneller aufgebraucht.

Lithium-Ionen-Akku (Li-Ion): Li-Ion-Akkus ähneln den NiMH-Akkus in der Lebensdauer und der Kapazität, jedoch haben sie den entscheidenden Vorteil, dass sie keinen Memory-Effekt haben können. Ihr Einsatzgebiete sind portable elektronische Geräte mit wenig Platz und langer Betriebszeit wie Smartphones, Notebooks oder auch flache Lautsprecher.

Lithium-Ionen-Polymer-Akku (Li-Po): Li-Po-Akkus sind Weiterentwicklungen der Li-Ion-Akkus. Im Gegensatz zu diesen sind Li-Po-Akkus beliebig formbar und finden in den kleinsten sowie flachsten Geräten wie Tablets und auch Smartphones Platz. Sie sind häufig Antriebsbatterien für extreme Reichweiten.

Allgemein sind Akkumulatoren heutzutage viel im Gebrauch, ob verbaut oder nicht. Eine der Gründe ist, dass sie zumindest umweltfreundlicher als Einwegbatterien (Primärbatterien) sind, aufgrund ihrer Wiederaufladbarkeit, aber auch weil sie im Schnitt dann doch günstiger sind, als wenn Du Dir immer wieder Batterien beispielsweise für Deine Fahrradlampen kaufst.

Ladegeräte zum Aufladen Deiner Akkus

Ladegeräte sind Geräte, die Akkumulatoren wiederaufladen. Ein Laderegler (elektrische Schaltung), der im Gerät verbaut ist, steuert den Ladevorgang und setzt ihn um. Ein Ladegerät wird über ein Netzteil aus dem öffentlichen Stromnetz mit Strom versorgt. Neben diesen gibt es auch mobile Stromquellen, die selbst aufgeladen werden und die elektrische Energie speichern, sodass Du unterwegs Deine akkubetriebenen Geräte aufladen kannst. Einige akkubetriebene Geräte haben einen integrierten Laderegler. Bei denen reicht ein Netzteil oder eine mobile Stromquelle zum Aufladen. Ladegeräte werden in einfache, intelligente (elektrische) oder alternative Ladegeräte unterteilt: Einfache Ladegeräte laden mit konstantem Strom oder einer konstanten Spannung. Die Abschaltung kann nur manuell oder durch eine Timer-Steuerung vorgenommen werden. Deshalb kann es bei einfachen Ladegeräten zur Überladung oder nicht vollständiger Ladung kommen, was wiederum die Zellen schädigt. Auch bei einfachen Paarladern kann das passieren, hier solltest Du zusätzlich darauf achten, dass Du nur Akkus, die auch paarweise benutzt werden, hinein setzt. Intelligente oder auch elektrische Ladegeräte besitzen eine Vielzahl an Zusatzfunktionen. Da wäre zum einen ein eingebauter Microcontroller, durch den der Ladevorgang mittels Stromimpulsen vonstatten geht. Diese Schnellladung führt nicht zu einer Überladung. Zum anderen kann ein intelligentes Ladegerät Akkumulatoren entladen, wodurch der Energiespeicher regeneriert bzw. repariert wird. Des Weiteren besitzen sie eine Erhaltungsladung, die dafür sorgt, dass vollständig geladene Akkus in ihrem vollständig geladenem Zustand bleiben, sodass keine Überladung oder Selbstentladung stattfindet. Intelligente Ladegeräte gibt es entweder mit einer Einzelschachtüberwachung für einzelne Zellen oder Ladegeräte, die die Zellen von Akkupacks selbst bestimmen und diesbezüglich überwachen können. Bei der Einzelschachtüberwachung wird der Zustand jedes einzelnen Akkus überprüft und entsprechend der benötigten Ladung angepasst und aufgeladen. Alternative Ladegeräte sind die mobilen Stromquellen, dazu zählen Powerbanks (mobile Zusatzbatterie) oder Solarmodule mit Laderegler. Powerbanks besitzen meist eine USB-Schnittstelle, sodass Du Deine akkubetriebenen Geräte mit dem passenden Kabel anschließen kannst. Besitzt sie nicht die passende Schnittstelle, wird ein Adapter gebraucht. Auch Solarmodule werden über die USB-Schnittstelle mit Deinem Gerät verbunden. Es gibt aber auch Solarmodule für Einzelzellen (primär AA und AAA). Je nachdem welches Gerät Du damit aufladen willst, muss die Fläche kleiner oder größer sein. Eine der neusten Entwicklungen ist die Qi-Ladetechnik, bei der die Energie induktiv an das akkubetriebene Gerät weitergibt. Sie ist vor allem für Smartphones geschaffen worden, die dafür einen Qi-Empfänger benötigen.

Batterien und Akkus entsorgen

Sind die Akkus oder Batterien nicht mehr zu gebrauchen, darfst Du sie nicht einfach in den normalen Hausmüll werfen. Am besten ist es, sie in einer geschlossen Packung zu lagern und wenn sich einiges angesammelt hat, diese im Recyclinghof, im Supermarkt in den grünen bzw. gelben Auffangboxen oder im Elektro- bzw. Baumarkt zu entsorgen. Batterien sollten in einer Tüte oder in einem Karton gesammelt werden, da sie während der Ladung auslaufen könnten oder gar schon ausgelaufen sind. Dabei solltest Du unbedingt darauf achten, diese Batterien und Akkus nicht mit bloßen Händen zu berühren.