Zellenanzahl, Ladespannung & Co: Lithium-Eisen-Phosphat-Ladegeräte im Test

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Zellenanzahl, Ladespannung & Co: Lithium-Eisen-Phosphat-Ladegeräte im Test

Batterien und Akkumulatoren – kurz: Akkus – sind in vielen Haushalten verbreitet. Während noch vor einigen Jahrzehnten klassische Haushaltsbatterien dominierten, haben sich schließlich Akkus durchgesetzt, da Sie diese wieder aufladen können. Da viele Batterien umweltschädliche Chemikalien enthalten, ist eine Entsorgung über den Hausmüll nicht möglich. Deponien nehmen Batterien und vollständig entladene Akkus daher gesondert an und sorgen für eine fachgerechte Entsorgung der kleinen Stromspender. Um die Belastung der Umwelt möglichst gering zu halten, sollten Sie daher grundsätzlich Akkus verwenden.

Diese sind in verschiedenen Größen für nahezu alle elektronischen Klein- und Großgeräte erhältlich. Erste Akkus bestanden aus Nickel und Cadmium. Diese sind jedoch seit einiger Zeit verboten, weil sie als zu giftig und schädlich betrachtet werden. Stattdessen kommen für den üblichen Hausgebrauch oft Nickel-Metallhydrid-Akkus zum Einsatz. Diese finden Sie zum Beispiel in schnurlosen Telefonen. Die Kapazität der Akkus ist in Milliampere-Stunden (mAh) angegeben. Etwa 800 Milliampere-Stunden sind beispielsweise ein gängiger Wert bei NiMH-Akkus. Das bedeutet, dass Sie mit einem solchen Akku ein Gerät eine Stunde lang mit 800 oder acht Stunden lang mit 100 Milliampere Strom versorgen können. Da diese Kapazität für anspruchsvollere Konsumenten wie beispielsweise Kameras, Laptops oder Handys nicht ausreichend ist, kommen in diesen Fällen vorrangig wiederaufladbare Lithium-Ionen- oder Lithium-Polymer-Akkus zum Einsatz. Hier sind Kapazitäten von bis zu 3.000 Milliampere-Stunden möglich. Außerdem erfolgt die Entladung gleichmäßiger und es stellt sich kein oder ein nur sehr schwacher unerwünschter Memory-Effekt ein. Dieser beschreibt den allmählichen Kapazitätsverlust durch wiederholte Ladevorgänge.

Sie benötigen für sämtliche Akkus auf Lithium-Basis spezielle Ladegeräte. Diese sind entweder im Lieferumfang von Handy, Laptop, Kamera und anderen Geräten enthalten oder separat erhältlich.

Die wichtigsten Eigenschaften von Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus, auch unter dem Kürzel Li-Ion bekannt, zeichnen sich im Gegensatz zu vormals verwendeten Akkumulatoren durch ihre sehr hohe Energiedichte aus. Es gibt verschiedene Subtypen des Lithium-Ionen-Akkus, deren Bezeichnung vom Aufbau und von den Materialien der verwendeten Elektroden abhängt. So sind Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus (kurz: LiFePO4) ein Subtyp, der über eine niedrigere Ladespannung verfügt und wesentlich unempfindlicher gegenüber schwankenden Temperaturen ist als ein herkömmlicher Akku von Typ Li-Ion. Die hohe Energiedichte aller Lithium-Batterien erlaubt eine kleinere und flachere Bauweise. Außerdem können die wiederaufladbaren Akkus Geräte mit sehr hohem Energiebedarf versorgen. Natürlich wäre diese Versorgung auch mit NiMH-Akkus möglich, allerdings wären die benötigten Zellen dann nicht nur sehr groß, sondern auch sehr schwer. Stellen Sie sich einmal vor, Sie müssten ein aktuelles Smartphone mit einer großen NiMH-Zelle versorgen. Ihr Smartphone wäre vieles, aber sicherlich nicht mehr handlich. Der zusätzliche Memory-Effekt würde zudem einen regelmäßigen Austausch des Akkus erfordern, wodurch zusätzliche Kosten absehbar wären. Insofern ist es gut, dass bereits vor rund vierzig Jahren erste Versuche zur Herstellung einer stärkeren Batterie stattfanden, die letztlich in der Erfindung der hochkapazitativen Lithium-Ionen-Akkus resultieren.

In E-Bikes unverzichtbar: Akkus auf der Basis von Lithium-Eisen-Phosphat

Ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akku ist eine spezielle Form der Li-Ion-Batterie, die über eine Zellspannung von 3,2 beziehungsweise 3,3 Volt verfügt. Im Gegensatz zu anderen Lithium-Batterien zeichnet sich ein LiFePO4-Akku durch niedrigere Kosten in der Herstellung, eine bessere Umweltfreundlichkeit und ein höheres Maß an Sicherheit aus. Der Batterietyp ist seit 2010 in Serienproduktion, hat sich jedoch noch nicht in allen Bereichen etablieren können. Bisher sind Batterien mit Lithiumeisenphosphat hauptsächlich in sogenannten E-Bikes verbreitet.

Allerdings können Sie damit rechnen, dass Sie die leistungsstarken Akkus schon bald auch in anderen Geräten antreffen werden. Ein wichtiger Grund hierfür ist die erhöhte Sicherheit. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lithium-Akkus wird in LiFePO4-Zellen kein Sauerstoff freigesetzt. Ein Entflammen der Batterie ist demnach sehr unwahrscheinlich. Außerdem kennt dieser Akku keinen Memory-Effekt. Es ist also möglich, sie zu lagern, zu laden und zu entladen, ohne dass Sie mit etwaigen Einbußen der Kapazität rechnen müssen. Der Temperaturbereich für Lagerung und Betrieb fällt deutlich größer aus, und es sind sehr hohe Ladeströme möglich. Da es bisher nur wenige genormte Bauformen (AA, AAA als Rundzellen sowie Flachzellen) gibt, ist die Anwendung noch nicht so einfach. Außerdem ist der Spannungsverlauf sehr schwach, wodurch die Beurteilung des Ladezustands eher schwerfällt.

Das passende Akkuladegerät für jeden Batterietyp finden

Welchen Akku Sie auch verwenden: Sie müssen ein Akkuladegerät finden, das sich für den von Ihnen genutzten Batterietyp eignet. Beim Kauf eines Handys oder Laptops erhalten Sie in aller Regel ein passendes Netzteil, in das ein Ladegerät integriert ist. Sie müssen das Ladekabel demnach nur mit dem Gerät und einer Steckdose verbinden, um die Kapazität des Akkus wiederherzustellen. Verwenden Sie hingegen wiederaufladbare Rundzellen, beispielsweise in Weckern oder kleinen Radios, benötigen Sie ein spezielles Ladegerät. Auch die LiFePO-Akkus in Fahrrädern mit zusätzlichem Elektroantrieb bedürfen einer regelmäßigen Aufladung. Welches Gerät Sie verwenden können, hängt natürlich maßgeblich von der Bauform ab. Beachten Sie unbedingt die ausgewiesenen Batterietypen, für die das Ladegerät geeignet ist. Und denken Sie daran, dass Sie nicht-wiederaufladbare Batterien nicht mit dem Gerät verwenden dürfen, da sonst die Gefahr einer Explosion droht. Führen Sie entladene Batterien und unbrauchbare Akkus daher sofort der fachgerechten Entsorgung zu.

Ladegeräte für Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus müssen nicht teuer sein

Sie können viele Ladegeräte schon für deutlich unter 20 Euro kaufen. Auch wenn LiFePO4-Akkus noch nicht so weit verbreitet sind, müssen die Ladegeräte für die nachhaltigen Lithium-Akkus nicht teuer sein. Kompakte Modelle zeichnen sich oft durch einen niedrigen Anschaffungspreis aus. Dafür müssen Sie jedoch unter Umständen mit Einschränkungen im Komfort und in der Flexibilität im Umgang mit verschiedenen Akkus rechnen. Je mehr Zellen Sie gleichzeitig laden möchten, umso teurer sind oftmals die Geräte, die Sie einsetzen können. Genügt Ihnen eine Ausführung, die nur gängige Bauformen unterstützt, können Sie online günstige Akkuladegeräte kaufen, die in jeder Handtasche Platz finden. Bedenken Sie vor dem Kauf jedoch, dass mit diesen Varianten oft nur das Laden von Rundzellen der Typen AA und AAA (Mignon und Micro) möglich ist. Für größere Typen oder Flachzellen kommen die kleinen Ladegeräte hingegen nicht infrage. Deshalb ist der Vergleich verschiedener Geräte unterschiedlicher Hersteller sinnvoll. Ob konventionell oder professionell: Mit ein wenig Geduld und den nachfolgenden Tests finden Sie passendes Lithium-Eisen-Phosphat-Ladegerät.

Nicht nur für Profis: Ladegeräte von LiFePOwer

Professionelle Ladegeräte für Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus finden beispielsweise im RC-Modellbau Verwendung. Im Gegensatz zu Ladegeräten mit Steckplätzen für mehrere Zellen erhalten Sie in diesem Fall ein Ladegerät, das mit Klemmen ausgestattet ist. Diese können Sie an den Ladeanschlüssen der LiFePO4-Zellen oder am Rahmen des Zellenverbunds befestigen. Im folgenden Test geht es um den LiFePOwer 3602, ein Ladegerät zum Wiederaufladen von verbundenen 36-Volt-LiFePO-Akkus. Diese Anwendungen kommen vor allem in Elektrofahrrädern und im Modellbau zum Einsatz.

Die Ladeschlussspannung des LiFePOwer-Modells beträgt 43,2 Volt und fällt somit sehr hoch aus. Der maximale Ladestrom beträgt 2 Ampere, sodass Sie mit einem zügigen Ladevorgang rechnen dürfen. Das silberne Gerät ist mit zwei Kontroll-LEDs versehen. Während eine das Anschließen an eine Stromquelle signalisiert, zeigt die andere in Rot den aktuellen Ladevorgang an. Leuchtet die zweite LED hingegen grün auf, ist der Vorgang abgeschlossen und Ihr Akku wieder einsatzbereit. Ladegeräte dieser Art sind schnell und zuverlässig und eignen sich keineswegs nur für Profis. Besonders positiv: Sie können bei Bedarf weitere Anschlüsse bestellen, die den Nutzungsbereich des Ladegeräts ausdehnen können. Der Preis fällt allerdings mit rund 55 Euro relativ hoch aus.

Die Mischung macht's: Ladegeräte für LiFePO4- und NiMH-Akkus

Da in vielen Haushalten auch weiterhin NiMH-Akkus zum Einsatz kommen, können kombinierte Ladegeräte sowohl für NiMH als auch für LiFePO4 sinnvoll sein. An dieser Stelle erwartet Sie ein kompaktes Gerät mit separatem Netzteil von Soshine, das beide Batterietypen sicher aufladen kann. Einziges Manko, das auf den ersten Blick auffällt: Sie müssen sich auf die Verwendungen von Akkus der Typen AA und AAA beschränken. Das Gerät bietet nämlich keine Möglichkeit, Flachzellen oder größere Rundzellen aufzuladen. Dafür verfügt das Ladegerät über ein LC-Display, das Ihnen den Ladestand jeder einzelnen der maximal vier Zellen grafisch anzeigt. Das Gerät ist mit einer Sicherheitsabschaltung einem Balancer für LiFePO4-Akkus ausgestattet, so dass die Batterien keinen Schaden nehmen. Dank der automatischen Erkennung können Sie sich auf zielgerichtetes Aufladen der verschiedenen Typen verlassen. Je nach Ladezustand sind eingelegte Batterien nach rund zwei Stunden wieder einsatzbereit. Das getestete Gerät ist für rund 15 Euro erhältlich.

Paralleles Laden von verschiedenen Lithium-Akkus

Im mittleren Preissegment dominieren kompakte LiFePO-Ladegeräte, die wie im Falle des UltraFire WF-188 bis zu zwei Zellen der Bauformen AA bis D aufladen können. Das getestete Ladegerät kann sowohl Lithium-Ionen- als auch LiFePO4-Akkus laden. Damit der Vorgang auch gelingt und Sie keine Schäden befürchten müssen, können Sie die Ladespannung separat für jede Zelle einstellen. Hierfür hat der Hersteller zwei einfache Schieberegler an den Seiten integriert, über die Sie die Ladespannung (3,0 oder 3,6 beziehungsweise 3,7 Volt für Li-Ion und 3,2 für LiFePO4) sowie den Ladestrom (300 oder 650 Milliampere) einstellen können. Zwei Kontroll-LEDs zeigen den Ladestatus an, sodass Sie sehen können, wann die Kapazität Ihrer Akkus wiederhergestellt ist. Insgesamt ist dieses Ladegerät eine sehr gute Lösung, die sich zudem leicht handhaben lässt. Auch die Möglichkeit, Akkus in D-Bauform zu laden, gefällt. Dafür können Sie nicht mehr als zwei Zellen gleichzeitig laden. Abhängig davon, wie viele Batterien auf Lithium-Basis Sie regelmäßig verwenden, ist daher unter Umständen die Anschaffung eines zweiten WF-188 nötig. Alternativ dazu können Sie ein größeres Ladegerät auswählen. Der Preis von etwa 20 Euro erscheint insgesamt angemessen, sodass das Modell eine klare Kaufempfehlung erhält.

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