TopTechnisches WörterbuchAkku-Kapazität

Akku-Kapazität

Ein Akku ist eine Art galvanischer Brennstoffzellen, die zur Speicherung von elektrischer Energie fähig sind. Sie werden in nahezu jedem Industriezweig eingesetzt. Unabhängig von der Art, Aufbau und Maßen, besitzt jeder Akku seine Nennspannung und Kapazität, die in Amperestunden ausgedrückt wird. Akku-Kapazität ist im technischen Sinne die Nominalkapazität. Sie bezieht sich auf den komplett funktionsfähigen und korrekt aufgeladenen Akku, der mit Gleichstrom während einer Dauer von 20 Stunden in einer Temperatur von 20 °C entladen wird, bis zu dem Moment, an dem die einzelne Brennzelle einen Wert von 1,7 V erreicht (10,2 V für einen Akku von 12 V). Das Entladen des Akkus auf einen Wert unterhalb von 10 V droht mit dessen Sulfatierung und infolgedessen Beschädigung oder drastischem Kapazitätsverlust. Die Nominalkapazität ist eng mit der Definition des Nominalstroms verbunden, der den Wert des den jeweiligen Akku in einer Zeit von 20 Stunden entladenden Stroms festlegt. Dieser wird durch Teilen der Akku-Kapazität durch 20 berechnet. Beispielsweise beträgt der Nominalstrom für einen Akku mit 40 Ah Kapazität 2A. Natürlich ist die Kapazität größer, je höher dieser Wert liegt, was sich unmittelbar auf die Zeit auswirkt, während der das Gerät bis zur vollständigen Entladung arbeiten kann.

 

Abb. 1. Zwei beliebte Akkus im Angebot der Firma Delta. Links 12 V 7,2 Ah sowie 12 V 18 Ah (diese Akkus zeichnen sich durch eine deutlich erhöhte Lebensdauer im Vergleich zum Rest der Akkus aus)

 

 

 

In der Praxis ist die Kapazität des Akkus seine Fähigkeit zur Speicherung von elektrischer Ladung, die Amperestunde hingegen (Ah) das Produkt der Entladestromstärke (A) und der Entladezeit (h) des Akkus, bis zu einer bestimmten Spannung. Beispielsweise sollte ein Akku mit einer Kapazität von 18 Ah in der Theorie einen Stromkreis mit der Stärke 1A 18 Stunden lang versorgen. Die Arbeitsdauer des Akkus verlängert sich um das Doppelte, wenn der Strom halb so groß ist, also 0,5 A. Natürlich können diese Werte in der Realität abweichen, je nach Art des Entladevorgangs, den Arbeitsbedingungen und Zustand des Akkus.

 

Nicht ohne Grund bezieht die von Akku-Herstellern angegebene Kapazität sich auf Tests, die unter 20 °C durchgeführt werden. In Abhängigkeit von der Ausführungstechnologie des jeweiligen Akkus, hat Temperatur unterschiedlich großen Einfluss auf dessen Kapazität. Zusammen mit dem Abstieg der Temperatur, bei der dieser entladen wird, sinkt auch seine Kapazität. Beispiesweise beträgt die Akku-Kapazität in Blei-Schwefel-Akkus bei 0 °C nur 85 % der Nominalkapazität, bei Temperaturen unter Null ist der Leistungsabfall des Akkus bereits stark sichtbar beträgt bei einer Temperatur von –10°C nur noch 75 % der Nominalkapazität. Hohe Temperaturen sind ebenfalls nicht förderlich für den Akku. Eine zu hohe Arbeitstemperatur des Akkus wirkt sich auf dessen Lebensdauer aus, was infolge mit dessen Verschleiß verbunden ist. Deshalb muss man beim EInbau von Akkus in gepufferten Netzteilen auch auf die freie Luftzirkulation um diesen herum achten.

 

Für kleinere Akkus, die in tragbaren RTV-Geräten, Laptops oder Smartphones eingesetzt werden, wird die Kapazität als Quotient von Ah angegeben - in mAh (Milliamperestunden).

 

Die Akkukapazität bestimmt auch dessen Ladestrom. Es wurde angenommen, dass dieser nicht mehr als 0,1 der Akkukapazität betragen sollte. So sollte beispielsweise ein Akku mit 18 Ah mit einem Strom von etwa 1,8 A aufgeladen werden. Leider sinkt die Kapazität des Akkus unvermeidlich mit jedem Lade- und Entlade-Zyklus. Der korrekte Betrieb jedoch, entsprechende Arbeitsbedingungen und die Vermeidung kompletter Entladung, machen die Verlängerung seiner Lebensdauer möglich.