NiMH-Akkumulatoren
| NiMH-Akkumulatoren |
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 | GrundlagenFür Nickelmetallhydridakkus gelten die gleichen Grundlagen wie für alle Akkumulatoren. Sofern Sie mit dem grundsätzlichen Aufbau und der Wirkungsweise von Akkus nicht vertraut sind, sei Ihnen die Lektüre der Seite Akkumulatoren Aufbau von Akkus Fachbegriffen AkkutypenAllgemeines / AufbauNickelmetallhydridakkus sind im Prinzip genauso aufgebaut wie Nickelcadmiumakkus,Ein weiterer großer Nachteil von NiMH-Akkus ist, daß der Innenwiderstand erheblich größer als bei NiCd-Akkus ist, so daß bei Hochstromanwendungen wie z.B. Fotoblitzgeräten und Akkuschraubern Nickelcadmiumakkus nach wie vor die bessere Wahl sind. Bei Akkuschraubern und anderen Elektrogeräten kann man dieses Manko durch eine höhere Zellenzahl und damit höhere Betriebsspanung teilweise kompensieren, da bei gleicher Leistung dann ein geringerer Strom erforderlich ist, den auch NiMH-Zellen liefern können. Dies wurde bei Akkuschraubern auch gemacht, was erklärt, warum die Nennspannung der Werkzeugakkus von damals bei NiCd lange üblichen 7,2 oder Ideal sind NiMH-Akkus für Geräte mit mittlerer Stromaufnahme wie z.B. Taschenlampen, tragbare Musikgeräte, elektronische Spiele und Digitalkameras. Auch viele schnurlose Festnetztelefone und Rasierapparate sind mit ihnen ausgerüstet. Aufgrund der Gefahr der Tiefentladung sollten NiMH-Akkus nicht in Geräten mit niedriger Stromaufnahme wie z.B. Uhren verwendet werden (auch nicht die selbstentladungsarmen Typen): Wenn die Uhr bei nahezu völlig leergesaugtem Akku stehenbleibt, ist sehr oft der Akku bereits irreparabel geschädigt. Laden von NiMH-AkkusNiMH-Akkus vertragen eine Überladung ganz erheblich schlechter als NiCd-Akkus. Auch gegenüber Tiefentladungen sind sie deutlich sensibler; man sollte daher noch weniger als bei NiCd-Akkus versuchen, die letzten Elektronen aus dem Akku zu quälen. Ohne Ladegerät mit wenigstens Delta-U-Abschaltung und Einzelschachtüberwachung macht wegen der Empfindlichkeit gegenüber Überladung die Verwendung von NiMH-Akkus überhaupt keinen Sinn. Wenn Sie ein Gerät mit Abschaltung im Spannungsmaximum besitzen, ist dieses natürlich neben NiCd- auch für NiMH-Akkus hervorragend geeignet. Bei Geräten mit Delta-U-Abschaltung ist dies leider nicht immer der Fall. Vor allem billige Geräte benötigen einen zu hohen Spannungsrückgang, wodurch die Zellen überladen und infolgedessen heiß werden, was sich in einer reduzierten Lebensdauer niederschlägt. Ein Ladegerät ist normalerweise ein Investitionsgut, das man nur sehr selten ersetzt. Insofern macht es sich im Laufe der Zeit bezahlt, nicht an der falschen Stelle zu sparen und lieber gleich ein hochwertiges Ladegerät zu kaufen. Mit diesem kann man sowohl NiCD- als auch NiMH-Zellen laden. NiMH-Zellen muß man aufgrund ihres höheren Innenwiderstands langsamer laden als NiCd-Zellen, um eine unzulässige Temperaturerhöhung zu vermeiden. Andererseits muß bei Geräten mit Delta-U-Abschaltung der Ladestrom groß genug sein, damit sich ein verwertbarer Spannungsrückgang einstellt, der auf einem Temperaturanstieg in der Zelle beruht. Ist der Strom zu gering, steigt die Zellentemperatur nicht genügend an, um einen ausreichenden Spannungsrückgang für die Ladeendeerkennung zu provozieren. Je nach Ladegerät und Ladeverfahren sollte die bei völlig leerem Akku zu erwartende Ladezeit möglichst zwischen ca. 2 und Während es viele NiCd-Zellen tolerieren, gelegentlich bis auf wenige zehntel Volt entladen zu werden (nach Abschalten der Last steigt dann die Leerlaufspannung sofort auf ca. DigitalkamerasStandard-NiMH-Zellen werden wie ihre NiCd-Kollegen im nahezu entladenen Zustand ausgeliefert. Nach dem Kauf müssen sie also ebenfalls erst einmal geladen werden. Wer seinen Akkus etwas Gutes tun will, sollte das allererste Aufladen (auch Formieren genannt) möglichst schonend durchführen, d.h. mit eher niedrigem Ladestrom. Dies macht aber nur Sinn, wenn Ihr Ladegerät das Aufladen mit relativ geringem Ladestrom unterstützt d.h. in der Lage ist, das Ladeende korrekt zu bestimmen. Für viele Ladegeräte ist der Spannungsrückgang der Zellenspannung bei Volladung zu gering, wenn mit geringem Strom geladen wird, was eine Überladung zur Folge hätte, die die Zellen schädigt. In diesem Fall sollten Sie lieber mit normalem (d.h. eher hohem) Ladestrom laden. Nach dem ersten Aufladen besitzen auch NiMH-Akkus noch nicht ganz ihre maximale Kapazität. Diese wird erst nach einigen Lade- und Entladezyklen erreicht. Das Entladen kann dabei durchaus auch durch den Betrieb in einem akkubetriebenen Gerät erfolgen, sofern die anfänglich etwas geringere Kapazität nicht stört. Alle auf die Erstladung folgenden Ladevorgänge sollten mit tendenziell hohem Ladestrom erfolgen (d.h. sodaß der Akku in weniger als Ultraschnelladung von NiMH-AkkusNahezu alle heute erhältlichen NiMH-Akkus sind schnelladefähig. Der Ladestrom wird dabei nach oben hin prinzipiell durch zwei Faktoren begrenzt: Die durch den Ladestrom verursachte Wärmeentwicklung und die sichere Erkennung eines vollgeladenen Akkus. Hitze ist für NiMH-Akkus schädlich; wenn sie beim Laden oder Entladen deutlich mehr als handwarm werden, wirkt sich das negativ auf die Lebensdauer aus. Wärme wird dabei deshalb erzeugt, weil erstens die Übergangsstellen und Verbindungsleitungen im Akku einen ohmschen Widerstand bilden, der bei Stromfluß warm bzw. heiß wird (je höher der Strom desto mehr). Zweitens geschieht die elektrochemische Umwandlung mit einem Wirkungsgrad von weniger als 100%, sodaß auch hier eine Verlustleistung anfällt, die zur Erwärmung beiträgt. Wenn mit hohen Ladeströmen gearbeitet wird, ist eine sichere und vor allem schnelle Erkennung des Zustands "Akku vollgeladen" unabdingbar, da ab dem Zeitpunkt der Volladung der Akku keinen weiteren Strom mehr speichern kann und somit ein weiterhin anliegender Ladestrom eine große Verlustleistung erzeugt, wodurch der Akku sehr heiß wird. Gleichzeitig wird im Akku Sauerstoff erzeugt, der aufgrund der vergleichsweise großen erzeugten Mengen keine Zeit hat, wie bei niedrigen Strömen langsam absorbiert zu werden. Dadurch steigt der Innendruck schnell stark an und bringt das Überdruckventil zum Bersten. Der Akku befindet sich dann in den ewigen Jagdgründen. Zudem ist dies wegen der austretenden Kalilauge nicht ganz ungefährlich.Es werden durchaus Ladegeräte angeboten, die versprechen, konventionelle NiMH-Akkus in 15 Minuten zuverlässig laden zu Die sicherste und zuverlässigste Methode, den Ladestrom rechtzeitig abzuschalten, wäre die Überwachung des Innendrucks der Akkuzellen. Genau diesen Weg geht Varta mit ihren Akkus namens "15 minute charge&go" bzw. "Photo 15 minute". Diese Akkus besitzen einen in den Akku integrierten Druckschalter, der ab einem bestimmten Überdruck in der Zelle ein Schaltsignal liefert. Dieses Schaltsignal wird über einen zusätzlichen Kontakt am Akku nach außen geführt. Die von Varta verkauften, proprietären Ladegeräte können dieses Schaltsignal auswerten sprich den Ladestrom dann abschalten, wodurch die sehr schädliche Überladung verhindert wird. Weder diese Akkus noch die speziellen Ladegeräte sind besonders preisgünstig, weshalb ihnen eine weite Verbreitung versagt blieb. Zudem sind die Akkus nur in den Bauformen AAA (Micro) und AA (Mignon) erhältlich. Lazy-Akku-Effekt bei NiMH-AkkusDa NiMH-Akkus keine Cadmium-Elektrode besitzen, kann im Gegensatz zu den NiCd-Akkus auch kein Memory-EffektNiMH-Akkus mit niedriger SelbstentladungSeit  Mitte 2006 sind in Deutschland weiterentwickelte NiMH-Akkus erhältlich, von denen die Hersteller behaupten, daß deren Selbstentladung deutlich reduziert wurde und nur noch ca. 15% pro Jahr anstatt wie bei herkömmlichen NiMH-Akkus bis zu 30% pro Monat (also ungefähr 99% pro Jahr) entspricht. Werbung und Wirklichkeit klaffen hier ausnahmsweise einmal nicht auseinander, denn nach meinen Messungen liegt die Selbstentladungsrate in der Tat bei weniger als 15% pro Jahr. Ein weiterer Vorteil dieser Akkus ist die unter Belastung etwas höhere Spannungslage gegenüber konventionellen Nickelmetallhydrid-Akkus. Nachteilig ist hingegen, zumindest auf dem Papier, die etwas geringere Kapazität gegenüber den Standardtypen. Solche Akkus wurden zuerst von der Firma Sanyo auf den deutschen Markt gebracht und sind im Handel unter dem Namen eneloop zu finden. Möglich wurde die reduzierte Selbstentladung u.a. durch Verwendung eines anderen Metallhydrids und eines verbesserten Separators. Über genaue Details zur Zusammensetzung bzw. zum Aufbau schweigt sich Sanyo verständlicherweise aus. Weitere Hersteller selbstentladungsarmer Akkus sind Panasonic und GP, die ihre Akkus unter den Namen Infinium bzw. Im   Gegensatz zu den normalen NiMH-Akkus sind die selbstentladungsarmen Akkus geladen, wenn man sie kauft. Man kann sie also wie Batterien sofort verwenden, auch wenn sie nicht ganz voll geladen sind. Direkt aus der Packung entnommen besaßen die von mir gekauften Akkus eine Ladung von im Mittel ca. Um sicherzustellen, daß die Akkus sofort nach dem Laden wieder entladen werden, nutzte ich die Cycle-Funktion meines Ladegeräts, welches die Akkus so oft lädt und entlädt, bis die gemessene Kapazität nicht weiter zunimmt. Auf diese Weise waren bei einer Charge von jeweils 8 Akkus pro Hersteller bzw. Marke im Mittel ca. Aufgrund meiner bisher gemachten, mehrjährigen Erfahrungen kann ich diesen Akkutyp wärmstens empfehlen, denn damit fällt das stete Ärgernis weg, daß die in der Schublade gelagerten Akkus immer genau dann nahezu leer sind, wenn man sie am dringendsten benötigt. Den Wert von nur 15% Selbstentladung pro Jahr kann ich zumindest größenordnungsmäßig bestätigen. Ein genaues Nachprüfen der Herstellerangabe war mir nicht möglich, denn meine Akkus lagerten nicht bei exakt Zusätzlich zu den genannten Marken werden inzwischen auf dem deutschen Markt viele weitere selbstentladungsarme NiMH-Akkus angeboten, teilweise unter einem bekannten Markennamen, nicht selten jedoch unter einer völlig unbekannten Marke ("NoName"), z.T. auch als Hausmarke. Diese Firmen stellen die unter ihrem Namen vertriebenen Akkus natürlich alle nicht selbst her, sondern beziehen sie aus für den Endkunden unbekannter Quelle und verkaufen sie unter eigenem Label. Wer von welchem Akkuhersteller die Akkus bezieht, wird in vielen Foren leidlich diskutiert, ist aber ein streng gehütetes Geheimnis. Möglicherweise wechselt der Hersteller auch je nach Marktlage. Eigentlich ist es aber egal, solange die umgelabelten Akkus tatsächlich von einem soliden Hersteller und nicht etwa aus einer dubiosen Quelle minderer Qualität stammen. "Made in China" ist dabei übrigens kein grundsätzliches Ausschlußkriterium, denn in China fertigen u.a. wegen der Umweltauflagen in der eigenen Heimat auch die genannten japanischen Markenhersteller. Gute Erfahrungen habe ich persönlich mit Sanyo eneloop, Panasonic Infinium, GP ReCyco+ und Varta Ready2Use gemacht. Speziell Sanyo eneloop und Varta Ready2Use habe ich jeweils in recht großer Anzahl in Gebrauch und kann sie deshalb ganz besonders weiterempfehlen. Weniger gut waren meine Erfahrungen mit No-Name-Akkus: Es mag sein, daß die Anzahl der untersuchten Akkus zu gering und es auch reiner Zufall war, aber meine Tests mit jeweils einem Satz (d.h. 4 Stück) der selbstentladungsarmen Akkus Agfa direct energy, Camelion AlwaysReady sowie EneReady waren nicht ganz so erfreulich: Probleme traten dahingehend auf, daß bei allen diesen Akkus die Kapazitätsabweichung zwischen den einzelnen Zellen eines Satzes deutlich höher als bei den Markenakkus war. Zusätzlich war zu beklagen, daß bei einem Satz eine Zelle eine deutlich höhere Selbstentladung als alle anderen hatte und bei einem anderen der Spannungsverlauf einer Zelle beim Laden merkwürdig war, wodurch für diese keines meiner Ladegeräte das Ladeende korrekt erkennen konnte, weshalb wegen einer zu hohen Akkutemperatur eine Notabschaltung fällig wurde. Diese Mängel machen m.E. den geringen und manchmal sogar noch nicht einmal bestehenden Preisvorteil gegenüber Markenakkus mehr als nur zunichte. Ziemlich enttäuschend war auch die Diskrepanz zwischen Kapazitätsangabe und realer Kapazität der selbstentladungsarmen Akkus, die Aldi im Sommer 2012 als "Active Energy" mit einer Nennkapazität von beeindruckenden 2300 mAh anbot: Selbst nach einem Dutzend Lade-/Entladezyklen kam bei getesteten zwei Sätzen (d.h. 8 Stück) die Kapazität nicht über Noch relativ neu auf dem Markt sind selbstentladungsarme NiMH-Akkus mit erhöhter Zyklenzahl. Der momentan einzige Hersteller solcher Akkus ist Sanyo, der sie unter der inzwischen bekannten Typenbezeichnung eneloop anbietet. Diese Akkus sind laut Hersteller mit 1500 Fazit: In all den Jahren seit ich selbstentladungsarme NiMH-Akkus verwende, mußte ich im Gegensatz zu NiCd- oder konventionellen NiMH-Zellen noch nie eine solche Zelle wegen stark gesunkener Kapazität aus dem Verkehr ziehen oder gar einen Ausfall beklagen. Es ist halt schon genial, daß sich die Zellen nicht wie die immer noch erhältlichen normalen NiMH-Akkus in der Schublade innerhalb weniger Monate von selbst tiefentladen und dann einfach nur noch Schrott sind. Aus diesem Grund kann ich selbstentladungsarme NiMH-Akkus nur wärmstens empfehlen. | ||||||||||||||||||
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