Akku ist nicht gleich Akku – was von außen gleich aussieht, kann sich im Inneren erheblich unterscheiden. Denn die beiden Elektroden eines Akkus enthalten je nach System unterschiedliche Materialien. Dabei hat jedes System seine individuellen Stärken und ist daher für die speziellen Anforderungen verschiedener Geräte geeignet.

Ni-MH - Der Nickel-Metallhydrid-Akku

NiMH-Akkus haben eine lange Lebensdauer, sind extrem belastbar und verfügen im Vergleich zum zweiten gängigen Akku-System – dem Nickel-Cadmium-Akku – über einen bis zu vierfach höheren Energieinhalt. Aus diesem Grund sind sie besonders für energieintensive Anwendungen geeignet, die einen hohen Stromfluss erfordern.

Grundsätzlich werden bei Nickel-Metallhydrid-Akkus heute zwei Varianten unterschieden: auf der einen Seite traditionelle Akku-Technologien, die eine große Bandbreite an verschiedenen Kapazitäten bieten und selbst bei intensiver Nutzung höchste Energieansprüche erfüllen.

Auf der anderen Seite so genannte Ready-to-use-Konzepte wie die XCell-Innovate Akkus, die die Vorzüge von Akkus mit denen von Batterien kombinieren. Diese Akkus zeichnen sich durch einen hohen Anwendungskomfort sowie eine besonders lange Lebensdauer aus. Die Kapazitätsbetrachtung entfällt hier, im Vordergrund steht die vielseitige Einsetzbarkeit dieser Allround-Talente.

Vorteile:

• bis zu 100% mehr Kapazität als NiCd-Akkus
• kein Memory-Effekt, daher ist kein Entladen vor dem Aufladen nötig
• geringe Umweltbelastung
• teurer als NiCd - dafür aber besseres Preis-/Leistungsverhältnis

Nachteile:

• hitzeempfindlicher beim Aufladen als NiCd-Akkus

Ni-Cd - Der Nickel-Cadmium-Akku

NiCd-Akkus sind robust und kältefest, für hohe Ströme konzipiert und besitzen eine lange Lebensdauer. Aufgrund des hohen Cadmium-Anteils wird der Umstieg auf die umweltfreundlichere und zudem leistungsstärkere NiMH-Technologie empfohlen. Als Folge einer 2006 in Kraft getretenen EU-Umweltschutz-Richtlinie haben die meisten Hersteller Nickel-Cadmium-Akkus bereits aus dem Programm genommen.

Vorteile:

• auch bei niedrigen Temperaturen gut geeignet
• für Geräte mit hohem Energieverbrauch geeignet

Nachteile:

• umweltbelastend (durch Cadmium)
• relativ geringe Kapazität
• Memory-Effekt

Li-Ion - Der Lithium-Ionen-Akku

Li-Ion-Akkus besitzen eine hohe Energiedichte, kurze Ladezeiten und ein geringes Gewicht, sind jedoch teurer als NiMH-Akkus und benötigen eine spezielle Ladetechnik. Da sie eine höhere Spannung als NiMH-Akkus besitzen und zudem aus Sicherheitsgründen eine Schutzelektronik benötigen, sind Li-Ion-Akkus nicht als handelsübliche Rundzellen erhältlich. Besonders geeignet sind sie für moderne Hightech-Geräte wie Notebooks, Mobiltelefone, Digitalkameras und Camcorder.

Vorteile:

• hohe Energiedichte (bezogen auf Volumen und Dichte)
• kein Memory-Effekt
• sehr geringe Selbstentladung

Nachteile:

• teurer
• benötigt meist eine spezielles Ladegerät (nicht mit NiCd und NiMH kompatibel)
• nur für speziell konzipierte Anwendungen

LiPoly - Der Lithium-Polymer-Akku

Eine Weiterentwicklung des Lithium-Ionen-Akkus. Die jüngste Akkutechnologie mit höchster Energiedichte, insbesondere bezogen auf das Gewicht. Durch die mögliche flexible Formgebung sind sehr flache Akkus machbar. Lithium-Polymer-Akkus zeichnen sich auch durch das sehr geringe Gewicht aus. Die verwendete Ladetechnik ist speziell für Lithium-Polymer-Akkus.

Vorteile:

• höchste Energiedichte (insbesondere bezogen auf das Gewicht)
• sehr geringes Gewicht
• flexible Formgebung

Nachteile:

• teurer
• benötigt meist eine spezielles Ladegerät (nicht mit NiCd und NiMH kompatibel)
• nur für speziell konzipierte Anwendungen

LiFePO4 - Lithium-Eisen-Phosphat Zellen

Lithium-Eisen-Phosphat wird die zukünftig bevorzugte Technologie für den Antriebsakku des Elektrofahrzeugs sein und auch für viele andere Anwendungen, wo hohe Leistung, niedriges Gewicht und eine hohe Lebensdauer wichtig sind. Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4) Akkus zählen zur ursprünglichen Lithium-Ionen-Chemie, aber es wird kein Lithium-Cobalt-Dioxid (LiCoO2) mehr als Kathodenmaterial verwendet. Dies wird hauptsächlich in den gängigsten Akkus von Laptops, Handys, MP3-Playern, etc. eingesetzt.

 

LiFePO4 ist sicherer als das Kathodenmaterial LiCoO2, da keine exotherme Reaktionen in Akkus, die auf diesem Material basieren, auftreten können: LiFePO4 Zellen können nicht brennen und explodieren nicht unter extremen Bedingungen (thermal runaway). Darüber hinaus haben LiFePO4 Zellen einen höheren Entladestrom, sind nicht toxisch und haben eine wesentlich höhere Lebensdauer als LiCoO2 Zellen. LiFePO4 ist die ideale Chemie für Elektrofahrzeug-Anwendungen.

Die richtigen Lithium-Zellen für ein modernes umweltfreundliches Akkusystem auszuwählen, das Design für den Akku und das Batterie-Management-System (BMS), das die geometrischen, thermischen und elektrischen Vorbedingungen berücksichtigt, bedarf einer qualifizierten Beratung ebenso wie der richtigen Ladetechnik.

In fast 90 % der aller Traktionsanwendungen wird immer noch Blei-Säure oder Blei-Gel benutzt. Diese Produkte basieren auf einer bewährten Technologie mit giftigem Schwermetall und sind billig in der Anschaffung. Dem entgegen stehen die Vorteile von LiFePO4 wie Kapazität, Gewicht und die Betriebstemperaturen, sowie die CO2-Reduktion. Obwohl der anfängliche Kaufpreis von LiFePO4 höher ist als bei Blei-Systemen, machen die längere Lebensdauer und die höhere Leistungsfähigkeit den Preis pro Zyklus deutlich günstiger.

Neben Traktionsanwendungen eröffnen diese Leistungs-Merkmale und die hohe Sicherheit der LiFePO4 Chemie neue Möglichkeiten. Besonders als Starterakku ist der LiFePO4 Akku unschlagbar leicht. Schon die Gewichtsersparnisse allein können z. B. mit Kohlefaserbauteilen bei Weitem nicht so günstig hergestellt werden.

Hier eine kurze Zusammenfassung: Die Vorteile der LiFepo4 Akkus sind schnell genannt - klein, leicht, leistungsfähig, langlebig und absolut sicher!

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Vorteile:

• doppelt so hohe Energiedichte wie Ni-MH
• fast 4-mal so hohe Energiedichte wie Ni-Cd
• geringe Selbstentladung – perfekt für den mobilen Einsatz
• unschlagbar leicht im Vergleich zu Ni-MH/Ni-Cd
• anfänglich teurer, dafür aber längere Lebensdauer und höhere Leistungsfähigkeit
• ideal für Elektrofahrzeuganwendungen, als Starterbatterie und für andere Anwendungen wo hohe Leistung, niedriges Gewicht und hohe Lebensdauer wichtig sind
• absolut sicher, keine Brand- oder Explosionsgefahr unter extremen Bedingungen

Nachteile:

• dürfen nur mit speziellen Ladegeräten geladen werden, die rechtzeitig beim Erreichen der Entladespannung pro Zelle abschalten (Balancer)
• dürfen niemals ohne Balancer-Anschluss zu Packs verbaut werden
• dürfen für industrielle Packs nur mit Lastmodul oder Tiefentladeschutz (BMS) konfektioniert werden

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