Akkus und Batterien

RC Akkus und RC Batterien

Seit der Entdeckung des elektrischen Stroms wurde immer wieder mehr oder weniger erfolgreich versucht, einmal produzierten Strom zu speichern oder diesen nach gerade benötigtem Bedarf zu produzieren. Aus diesen beiden Ansätzen lässt sich sehr gut das unterschiedliche Funktionsprinzip von Akkus, eigentlich vollständig Akkumulatoren genannt, und Batterien erklären.

Ein Akku vermag durch die in seinem Inneren ablaufenden, wiederholbaren chemischen Prozesse Energie zu speichern und diese auf Wunsch wieder abzugeben, er wird also entladen. Durch erneut zugeführte Energie, dem Ladeprozess, kann der Akku regeneriert, also wieder aufgeladen, werden, dann wieder entladen, usw. und das mehre hundert bis tausende Male.

Eine Batterie (Zink-Kohle-Batterie oder auch Alkali-Mangan-Batterie) hingegen produziert die abgegebene Energie aus einem einmaligen chemischen Umwandlungsprozess und ist danach verbraucht, kann also nicht wieder aufgeladen werden.

Übrigens: die sogenannte „Autobatterie“ ist keine Batterie sondern ein Akku und damit wieder aufladbar!

Welche Arten von Akkus gibt es?

Wenn wir jetzt bei der „Autobatterie“ bleiben, so ist das der älteste Typ der hier besprochenen Akkus. Die Energiespeicherung bzw. –abgabe funktioniert dabei vereinfacht ausgedrückt durch den Elektronenfluss zwischen Bleiplatten und Schwefelsäure, daher auch der Name Bleiakku.

Wenn die Schwefelsäure in einem Gel gebunden ist, spricht man von Blei-Gel-Akkus, diese sind wartungsfrei und es kann keine Säure ausrinnen. Bleiakkus sind ziemlich unverwüstlich, dürfen auch für einen Moment kurzgeschlossen werden, haben aber wenig Speicher-kapazität und sind vor allem sehr schwer.

Höhere Speicherfähigkeit (diese wird in Amperestunden Ah oder Milliamperestunden mAh angegeben) weisen Nickel-Cadmium-Akkus auf. Diese waren lange Zeit die Standardakkus in der Computertechnik, in Elektrowerkzeugen und natürlich auch im Modellbau. Diese Technologie ist ebenfalls sehr robust, aber durch den Einsatz des Schwermetalls Cadmium nicht unkritisch und daher kaum noch in Verwendung. Auch wurden NiCd-Akkus zunehmend von Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMh) abgelöst, welche einerseits die gut doppelt so hohe Energiedichte bzw. Speicherkapazität erreichen, aber auf Cadmium verzichten. Außerdem weisen NiCd-Akkus einen sogenannten Memoryeffekt auf, d.h. wenn der Akku wiederholt nur teilweise entladen wurde und anschließend wieder geladen wurde, so „merkte“ sich der Akku diese geringen Entladungsmengen und gab auch nur noch diese geringen Energiemengen ab. Dieser zwar durch spezielle Ladeverfahren vermeidbare oder auch umkehrbare Prozess trat bei den NiMH-Akkus nicht oder zumindest deutlich geringer auf. Auch haben moderne NiMh-Akkus nur noch geringe Selbstentladung, d.h. die Zellen entladen sich bei längerer ungenutzter Lagerung nur noch sehr wenig, also Ideal für Fernbedienungen in der Unterhaltungselektronik, in Computermäusen oder im Modellbau als Sender- oder Empfängerakkus.

Gerade dieser Effekt der geringen Selbstentladung ist einer der großen Vorteile der relativ neuen Lithium-Technologie bei Akkus. Die Bezeichnung Lithium-Polymer (LIPO) , Lithium-Ionen (LiIon) oder Lithium-Eisen (LiFe) beschreibt im wesentlichen den chemischen Aufbau bzw. das Funktionsprinzip und in der Folge auch die daraus resultierende Zellenspannung dieser Akkus. Eine aufwendigere Ladetechnik wird hier aber durch unglaublich hohe Energiedichten auch bei extremer Stromentnahme bei gleichzeitig niedrigem Gewicht belohnt. Der Lithium-Akku ist momentan der aktuelle Stand der Technik und diese Technologie ist bezogen auf die Speicherkapazität noch lange nicht ausgereizt.