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Lithium-Ionen-Akkus: richtiges Laden für lange Lebensdauer

Bei pfleglichem Umgang halten Geräte wie Smartphones, Tablets und Notebooks oft deutlich länger als ihre inzwischen zumeist fest verbauten Akkus. Umso wichtiger ist es, Lebensdauer und Kapazität durch richtiges Ladeverhalten positiv zu beeinflussen. Dieser Artikel gibt dazu nützliche Tipps und hilft, typische Fehler zu vermeiden.

Aufladen mit externem Akku (Bild: Wikimedia Commons)
Aufladen mit externem Akku (Bild: Wikimedia Commons)

Die meisten Notebooks, Smartphones, Tablets und sonstige Gadgets wie Wearables kommen heute mit fest verbauten Akkus auf den Markt, die sich nicht ohne Weiteres und zumeist nur unter Inkaufnahme des Verlusts von Garantie- und Gewährleistungsansprüchen vom Nutzer selbst wechseln lassen. Eine Ausnahme bilden hier die meisten Digitalkameras. Die Gehäuse können teilweise nur mit Spezialwerkzeug geöffnet werden, außerdem sind die Akkus häufig verklebt. Wer den oft happigen Service-Pauschalen der Hersteller und einschlägiger Geschäfte entgehen möchte, kann die Lebensdauer seines Akkus durch richtiges Lade- und Lagerverhalten signifikant erhöhen und gleichzeitig vorzeitigen Kapazitätsverlusten vorbeugen.

Leider sind zu diesem Thema immer noch hartnäckige Gerüchte im Umlauf, die wohl aus Zeiten stammen, in denen die immer weniger verbreiteten Nickel-Metallhydrid- (NiMH) und vor allem die inzwischen fast ausgestorbenen, besonders umwelt- und gesundheitsschädlichen Nickel-Cadmium-Akkus den Markt dominierten. Wer diese "Ratschläge" befolgt, erreicht bei den technisch anders aufgebauten Lithium-Ionen-Akkus oft das Gegenteil des erwünschten Effekts.

Die folgenden Ausführungen gelten auch für Lithium-Polymer-Akkus, die lediglich eine Unterform von Lithium-Ionen-Akkus darstellen und sich hauptsächlich durch die Eigenschaft abheben, in speziellen, teilweise auch gebogenen Formen wie Zylindern hergestellt werden zu können.

Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus und Memory-Effekt

Aufbau einer Lithium-Ionen-Zelle (Bild: Wikimedia Commons)
Aufbau einer Lithium-Ionen-Zelle (Bild: Wikimedia Commons)

Lithium-Ionen-Akkus stellen schon seit mindestens 13 Jahren die erste Wahl für Mobilgeräte dar. Sie zeichnen sich im Vergleich zu anderen Akkutypen durch eine höhere Energiedichte und damit ein geringeres Gewicht bei gleicher Kapazität, geringe Selbstentladung und vor allem ihre Unempfindlichkeit gegenüber dem sogenannten Memory-Effekt aus. Dieser Begriff beschreibt einen Kapazitätsverlust, der auftritt, wenn ein entsprechender Akku häufiger nicht voll aufgeladen und/oder nur zum Teil entladen wird und sich die geringere genutzte Kapazität quasi "merkt". Allerdings sind auch moderne NiMH-Akkus kaum noch von diesem Problem betroffen.

Will man bei solchen Akkus die ursprüngliche Kapazität wieder herstellen, kann es helfen, den Akku wiederholt komplett aufzuladen und dann vollständig zu entleeren, wofür sich der Begriff "Pumpen" eingebürgert hat. Und genau dieses "Pumpen" sollte man bei Lithium-Ionen-Akkus tunlichst unterlassen. Zu den Gründen kommen wir gleich.

Lithium-Ionen-Akkus: Abnutzung, Ladezyklen, Lebensdauer

Lithium-Ionen-Akkus unterliegen wie andere Akkutypen auch beim Laden und Entladen einem Abnutzungsprozess, der chemischen Veränderungen geschuldet ist. Hersteller geben die Haltbarkeit in Ladezyklen an. Aber was ist ein Ladezyklus? Inzwischen hat sich die Auffassung durchgesetzt, dass damit ein vollständiger Lade- und Entladevorgang gemeint ist. Werden also nur 20 % der Kapazität verbraucht und diese 20 % dann wieder nachgeladen, hat der Akku auch nur ein Fünftel eines Ladezyklus absolviert.

Üblich sind je nach Qualität des Stromspeichers 500 bis inzwischen über 1.000 Ladezyklen. Ist man bis vor wenigen Jahren noch von einer durchschnittlichen Akkulebensdauer von zwei Jahren ausgegangen, kann man bei guten Akkus inzwischen eher drei Jahren oder mehr ansetzen. Hier sind NiMH-Akkus übrigens im Vorteil, denn diese schaffen oft mehrere Tausend Ladezyklen. Als abgenutzt gilt ein Akku, wenn weniger als 80 % der ursprünglichen Kapazität übrig sind.  

Akkus richtig lagern

Wer sich etwa ein neues Smartphone kauft und es ohne vorheriges Aufladen zum ersten Mal startet, wird oft mit Ladeständen von 40 bis 70 % konfrontiert. Da die Geräte vor dem Verkauf oft monatelang in Lagern oder Geschäften herumliegen und die Hersteller in der Regel wissen, was sie tun, kann man daraus ohne Weiteres den optimalen Ladestand für eine längere Lagerung ableiten.

Chemische Alterungsprozesse laufen bei geringeren Temperaturen langsamer ab, es empfiehlt es sich also, Akkus bis auf etwa 60 % aufzuladen und (ggf. mitsamt Gerät) im Kühlschrank, aber keinesfalls im Eisschrank aufzubewahren. Kann der Akku herausgenommen werden, sollte man das auch tun. Wichtig ist insbesondere, dass eine sogenannte Tiefentladung vermieden wird, die durch die unvermeidliche Selbstentladung früher oder später immer eintritt, wenn man den Akku bzw. das Gerät über zu lange herumliegen lässt.

Schonendes Laden für längere Lebensdauer bei hoher Kapazität

Ladeelektronik eines Lithium-Ionen-Akkus (Bild: Wikimedia Commons)
Ladeelektronik eines Lithium-Ionen-Akkus (Bild: Wikimedia Commons)

Lithium-Ionen-Akkus leiden unter extremen Ladezuständen. Das ist die wichtigste Aussage, die sich über diesen Akkutyp treffen lässt und bildet die Grundlage für die meisten der folgenden Hinweise. Außerdem muss man wissen, dass alle modernen Stromspeicher über eine schützende Ladeelektronik verfügen, die extreme Ladezustände vermeidet. Zeigt das Tablet also einen vollen Akku an, ist dieser physikalisch nur zu vielleicht 90 bis 95 % aufgeladen, und wenn er als leer angezeigt wird, schaltet sich das Gerät ab, bevor er tatsächlich völlig entleert ist.     

  • Ist der Akku vollständig aufgeladen, was idealerweise schon vermieden werden sollte, ist er so bald wie möglich vom Ladegerät zu trennen, um nicht durch die Erhaltungsladung dauerhaft in einem hohen Ladezustand gehalten zu werden.
  • Beträgt der Akkustand beispielsweise 80 %, sollte man es nach Möglichkeit vermeiden, ihn vor der Benutzung komplett aufzuladen.
  • Ein leerer Akku sollte so bald wie möglich auf mindestens 30 %, besser 70 % aufgeladen werden.
  • Bei leerem Akku sollte man es vermeiden, den Akku schnell auf z. B. 20 % aufzuladen und das Gerät dann zu verwenden.
  • Bekommt man ein neues Gerät, ist es nicht erforderlich, den Akku vor dem ersten Gebrauch aufzuladen oder gar mehrfach komplette Ladezyklen zu durchlaufen. Dieser Fehler wird oft mit dem Wort "Konditionierung" umschrieben. Lithium-Ionen-Akkus haben bereits im Auslieferungszustand ihre volle Kapazität.
  • Wer langsam lädt, erhöht in der Regel die Lebensdauer. Faustregel: Je weniger Wärme beim Aufladen entsteht, desto schonender der Ladevorgang. Wer seinen Akku nicht länger als zwei Jahre nutzen will, muss darauf aber in der Regel keine Rücksicht nehmen.
  • Es kann sinnvoll sein, den Akku alle paar Monate einmal komplett zu entladen und vollständig wieder aufzuladen. Das hilft zwar dem Akku nicht, ermöglicht dem Gerät aber eine Neujustierung der Ladestandsanzeige.
  • Nähert sich der Ladestand den 100 %, geht das Laden immer langsamer vonstatten, da der Ladestrom reduziert wird, um den Akku zu schonen. Dass der sich trotzdem im Stress befindet, merkt man daran, dass die Erwärmung zum Ende hin in der Regel immer weiter zunimmt.
  • Die Anzahl der Ladevorgänge hat keinen Einfluss auf die Lebensdauer, es kommt nur auf die vollständigen Ladezyklen an. Wer also beispielsweise Wireless Charging verwendet und sein Smartphone zwischendurch immer wieder mal um wenige Prozent auflädt, schadet dem Akku nicht.

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Welches Ladegerät soll ich nehmen?

Das mitgelieferte Original-Ladegerät ist stets optimal auf Gerät und Akku abgestimmt und gewährleistet in der Regel eine ausreichende Qualität sowie die höchstmögliche Ladegeschwindigkeit. Bei Fremdzubehör sollte man dringend auf gute Qualität achten, im Extremfalls können sonst ein paar eingesparte Euro ein zerstörtes Gadget nach sich ziehen.

Wenn ein gutes Ladegerät genug Power mitbringt, um ein Smartphone etc. überhaupt laden zu können, kann man es ohne Bedenken verwenden, da die Ladeelektronik des Gerätes sich nur so viel Energie zieht, wie das Gerät vertragen kann. So kann der Ladevorgang mit schwächeren Ladegeräten sehr lange dauern, während sich die Ladedauer durch stärkere Quellen als das mitgelieferte Ladegerät in der Regel nicht verkürzen lässt.

Temperaturen bei Lithium-Ionen-Akkus

defekter Lithium-Polymer-Akku eines alten iPhones (Bild: Wikimedia Commons)
defekter Lithium-Polymer-Akku eines alten iPhones (Bild: Wikimedia Commons)

Am wohlsten fühlt sich ein Lithium-Ionen-Akku bei Temperaturen von 10 bis 40 °C. Außerhalb dieses Rahmens sollte man Geräte nicht dauerhaft nutzen und auch nicht aufladen. Besonders schädlich ist es, einen heißen Akku zu laden oder einen kalten zu entladen. Wer sein Smartphone im Sommer bei Sonnenschein oder im Winter bei Minusgraden längere Zeit auf der Ablage im Auto liegen lässt, riskiert erhebliche Kapazitätseinbußen bis hin zu Schäden durch auslaufende oder explodierende Stromspeicher.  

Fazit und Zusammenfassung

Lithium-Ionen-Akkus und Lithium-Polymer-Akkus sollten idealerweise stets in Ladezuständen zwischen 30 und 70 % gehalten werden. Vollständige Ladungen und Entladungen sind nach Möglichkeit zu vermeiden. Ab und an kann man eine Ausnahme machen, um die Ladestandsanzeige bzw. die Ladeelektronik neu zu kalibrieren. Neue Akkus können ohne Konditionierung sofort normal verwendet werden. Sollen Akkus längere Zeit gelagert werden, sind diese etwa bis zur Hälfte aufzuladen und am besten im Kühlschrank aufgehoben. Sehr hohe oder niedrige Temperaturen sind zu vermeiden, das gilt insbesondere für Ladevorgänge. Bei der Auswahl des richtigen Ladegerätes kommt es vor allem auf Qualität an. In der Regel sind diese frei austauschbar.

In der Praxis kann man diese Verhaltensregeln natürlich selten zu 100 % befolgen. Power Usern bleibt oft gar nichts anderes übrig, als ihr Gerät vollständig zu laden, um über den Tag zu kommen, und abends tendiert die Restladung dann oft in Richtung null. Wer sein Gerät nachts auflädt, wird sich kaum den Wecker stellen, um es bei 70 % vom Netz zu nehmen. Gleichwohl spart ein möglichst schonender Umgang mit dem Akku nicht nur Geld, sondern kommt auch der Umwelt zugute. Der Autor dieses Artikels kommt mit der Einhaltung seiner Tipps jedenfalls seit Jahren ganz gut klar.

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Autor: Sven Kloevekorn, 24.04.2017 (Update: 27.11.2017)
Sven Kloevekorn
Sven Kloevekorn - Editor
Als echter Heimcomputer-Veteran habe ich mir schon mit 14 Jahren meinen ersten Commodore VC 20 zugelegt, weitere Stationen waren der legendäre C64, ein Amiga 500 und schließlich nach einer längeren Pause 1998 der erste PC. Meine Leidenschaft gilt gepflegter Technik jeder Art mit Schwerpunkten auf den Themen PCs / Notebooks, Smartphones, Tablets und vor allem Digitale Fotografie, mit der ich mir neben dem einen oder anderen PC-Game am liebsten die Zeit vertreibe.