Akku-FAQ: Vergesst den Memory-Effekt - vorerst!

Soll man Akkus ganz entladen oder nie unter 20 Prozent fallen lassen - oder garantiert ein ganz anderes Verhalten eine möglichst lange Lebensdauer? Und was ist mit dem Memory-Effekt? Wir geben Antworten.

Artikel von Frank Wunderlich-Pfeiffer veröffentlicht am 26. September 2019, 12:10 Uhr

NiMH-Akkus hatten - im Gegensatz zu NiCd - keinen Memory-Effekt mehr. (Bild: Anton/Wikimedia/CC-BY-SA 3.0)

Immer wieder versprechen Wissenschaftler und Hersteller bahnbrechende Neuerungen bei Akkus, Brennstoffzellen und anderen Energiespeichern. Akkus laden angeblich schneller, sie haben mehr Kapazität bei gleichem Gewicht, sie sind nicht feuergefährlich. Manches davon ist Humbug, andere Innovationen funktionieren im Labor, brauchen aber Jahre, bis sie serienreif sind.

An den Reaktionen sehen wir, dass dieses Thema unsere Leser bewegt. Wir haben daher Fragen dazu gesammelt, die wir in einer Artikelserie beantworten.

Diesmal: Früher wurde uns eingebläut, dass man Akkus immer aufbrauchen müsse, da es sonst einen Memory-Effekt gebe. Bei Lithium-Ionen-Akkus hieß es dann auf einmal: Das ist egal - sie haben zwar einen Memory-Effekt, aber der ist verschwindend gering. Inzwischen wird geraten: Lasst eure Akkus nicht unter 20 Prozent fallen, sonst halten sie nicht so lange. Was ist denn nun der richtige Umgang mit den Akkus und wie halten sie am längsten?

TL;DR: Akkus sollte man langsam laden, möglichst nicht ganz voll. Wenn sie nicht benutzt werden, sollten sie bei 15 Prozent Ladung aufbewahrt werden. Bei sehr langen Lagerzeiten aber etwas mehr. Der Memory-Effekt ist Geschichte, könnte aber einmal wiederkommen.

Es gibt viele Mythen im richtigen Umgang mit Akkus. Meistens sind die Tipps und Tricks auch völlig korrekt, aber manche gelten nur für längst veraltete Akkutechnologie. Bei der Behandlung von Akkus gilt generell, dass langsames Laden und Entladen hilfreich ist, um dem Akku nicht zu schaden. Schnelleres Laden bedeutet, dass höhere Spannungen angelegt werden müssen, um einen höheren Stromfluss zu erreichen. Dabei können ungewollte Nebenreaktionen auftreten, die dem Akku schaden. Außerdem wird die Energie aus der Überspannung als Wärme frei, was die Nebenreaktionen noch weiter begünstigt.

Beim schnellen Entladen gilt Ähnliches. Die Ladung wird zwar freigesetzt, muss dabei aber chemische Widerstände überwinden. Dabei sinkt die Spannung des Akkus beim Entladen und die Differenz zwischen der nominellen und der tatsächlichen Spannung wird als Wärme frei und nicht als elektrische Energie. Beim Laden und Entladen werden außerdem die Elektroden anschwellen und wieder schrumpfen. Der Effekt ist je nach Bauart unterschiedlich stark, aber gerade bei Lithium-Ionen-Akkus stellt er eine mechanische Belastung dar, die dem Akku ebenso schadet.

Langsamer ist besser

Langsamer ist praktisch immer besser. Die Frage ist nur, wie viel besser. Einige Akkus stecken schnelles Laden oder Entladen in gewissem Umfang fast ohne Schäden weg, andere nicht. Das hängt nicht nur von der Bezeichnung und der allgemeinen Chemie ab, sondern auch von den Details des Aufbaus. Manche Akkus werden etwa mit Absicht so gebaut, dass die Elektroden mehr Oberfläche für die chemische Reaktion haben. Dann können sie ohne Schaden schneller be- und entladen werden, allerdings ist die Struktur der Elektroden dann größer und schwerer, wodurch die Kapazität sinkt.

Als Faustregel gilt für die meisten Lithium-Ionen-Akkus, dass ein vollständiger Lade- oder Entladevorgang nicht weniger als eine Stunde dauern sollte, um den Akku zu schonen. Bei einem Akku mit einer Kapazität von 50 Wh entspricht das einer Leistung von 50 Watt. Kritisch sind vor allem die letzten 20 Prozent bis zur vollen Ladung, die möglichst noch langsamer be- und entladen werden sollen.

Bei Elektroautos und insbesondere bei stationären Speichern werden teilweise die oberen 20 Prozent von der Ladeelektronik gar nicht erst freigegeben, um möglichst viele Zyklen zu erreichen. Bei Anwendungen, in denen hohe Kapazität erwartet wird, aber nur einige Hundert Ladezyklen, ist die Ladeelektronik entsprechend großzügiger. Die genauen Details finden sich in Datenblättern oder wissenschaftlichen Untersuchungen.

Akkus möglichst vor dem Lagern entladen

Wenn sie nicht genutzt werden, sollten sich aktuelle Lithium-Ionen-Akkus möglichst in niedrigem Ladezustand befinden, Forscher empfehlen 15 Prozent. Die Bestandteile des geladenen Akkus sind chemisch sehr reaktiv, nur deshalb können sie überhaupt Strom abgeben. Es kommt zu langsamen Schäden, wenn sie so gelagert werden. Im Idealfall sollten also die Akkus in einem Elektroauto erst kurz vor der Fahrt voll aufgeladen werden. Aber das steht natürlich im Widerspruch zur flexiblen Benutzung des Autos. Bei sehr langen Lagerzeiten sollte der Ladestand aber etwas höher liegen, um einer vollständigen Selbstentladung vorzubeugen.

Die entstehenden Kapazitätsverluste sind echte Schäden, die sich nicht mehr umkehren lassen. Die Empfehlung, den Akku möglichst weit zu entladen, hat aber nichts mit Kapazitätsverlusten durch den Memory-Effekt zu tun. Der ging nicht mit dauerhaften Schäden einher und konnte durch vollständiges Entladen vermieden werden.