NiMH-Akkumulator mit geringer Selbstentladung

NiMH mit geringer Selbstentladung

Ein NiMH-Akkumulator (Akku) mit geringer Selbstentladung (englisch low self-discharge NiMH battery, oder kurz LSD-NiMH) ist eine spezielle NiMH-Akku-Variante, die es nur in den gängigsten Bauformen gibt, z. B. Mignon (AA), Mikro (AAA), Baby (C), Mono (D), 9-Volt-Block (1604D bzw. PP3).

Sanyo als Innovationsführer

Vorreiter war das japanische Unternehmen Sanyo mit dem im November 2005 eingeführten Akkutyp eneloop, der 2009 nochmals verbessert wurde (2. Generation; erkennbar am A am Ende der Typenbezeichnung, z. B. HR-3UTGA statt HR-3UTG und HR-4UTGA statt HR-4UTG ^[1] und zusätzlich ist auf der 2. Generation eine solide Krone abgebildet). Im Oktober 2012 kam dann die 3. Generation auf den Markt, erkennbar am B am Ende der Typenbezeichnung, z. B. HR-3UTGB (AA-Größe) oder HR-4UTGB (AAA-Größe)^[2] und einer zusätzlichen Linie in der aufgedruckten vorher soliden Krone, die mit der 2. Generation eingeführt wurde ^[3]. Sanyo wirbt dabei mit bis zu 1800 Ladezyklen (statt 1500 bei der 2. Generation) und weiter optimierter (verringerter) Selbstentladung.

Inzwischen sind aber auch zahlreiche ähnliche Produkte anderer Hersteller auf dem Markt. 2011 brachte Sanyo zudem mit seiner Eneloop XX/Pro-Serie einen Akku mit noch höherer Kapazität (2500 mAh) auf den Markt, der aber auch deutlich weniger Ladezyklen (500) und eine wieder höhere Selbstentladung aufweist.

Besonderheiten

Das Besondere an diesen Akkus ist eine sehr geringe Selbstentladung. Der Ladestand aller Akkumulatoren beginnt bereits unmittelbar nach Beendigung des Aufladens durch die Selbstentladung zu sinken. Bei fabrikfrischen gewöhnlichen (also nicht LSD) Akkus beträgt der Ladeverlust in den ersten 24 bis 48 Stunden bereits rund 10 Prozent und danach zwischen 15 und 50 Prozent pro Monat. Die Selbstentladung gebrauchter Akkus kann aber auch mehr als 50 Prozent pro Woche betragen, selbst wenn die Akkus ansonsten noch ihre Nennkapazität haben. Dagegen verlieren LSD-NiMH-Akkus im ersten Monat nur ca. 15 Prozent und danach sogar lediglich ca. 15 Prozent pro Jahr ihrer Ladung (bei 20 °C Umgebungstemperatur).^[4][5] Erreicht wird dies durch eine neue Superkristallgitter-Legierung (Superlattice Alloy) als ein wasserstoffbindendes Material für die Kathode von NiMH-Batterien und durch eine geänderte Nickelhydroxid-Legierung für die Anode. Beides reduziert den chemischen Zerfall und beugt somit der Selbstentladung vor. Der Nachteil ist die geringere Kapazität. Während herkömmliche NiMH-Akkus im AA-Format (Mignon) bis etwa 3000 mAh erhältlich sind, haben gleich große LSD-NiMH-Akkus nur ungefähr 2000 mAh. Erst 2009 wurden von der deutschen „Ansmann AG“ mit maxE Plus und im September 2010 von Sanyo mit eneloop XX (HR-3UWX-4BP) LSD-NiMH-Akkus vorgestellt, deren Kapazität mit 2500 mAh (jeweilige Herstellerangabe) an die Kapazität von herkömmlichen NiMH-Akkus heranreicht, allerdings bei etwas höherer Selbstentladung als bei „normalen“ LSD-Akkus.

Langzeittests und Anwenderberichte bestätigten die geringe Selbstentladung.^[6] Die mittlerweile große Menge an Nachahmerprodukten bestätigt den Erfolg der LSD-Variante des NiMH-Akkus.

LSD-NiMH-Akkus sind beim Kauf bereits (vor)geladen und können daher sofort eingesetzt werden (was bei Einsatz mehrerer Akkus allerdings wegen meist ungleicher Anfangsladestände nicht empfehlenswert ist). Zum Wiederaufladen kann jedes handelsübliche Ladegerät für NiMH-Akkus verwendet werden,^[6] wenngleich intelligente, prozessorgesteuerte Ladegeräte die Akkulebensdauer wesentlich verlängern können.

Der Spannungsverlauf von LSD-NiMH-Akkus bei ihrer Entladung wurde nach Herstellerangaben für den Einsatz in digitalen Geräten optimiert. Dies bedeutet, dass ihre Entladungskurve flacher verläuft und somit auch bei niedrigem Ladeniveau selbst bei hohem Einschaltstrom noch die nötige Betriebsspannung herrscht, da LSD-NiMH-Akkus einen sehr geringen Innenwiderstand haben. Dies erklärt, warum selbst bei hoher Stromentnahme und niedrigem Ladeniveau ein geringerer Spannungsabfall als bei herkömmlichen NiMH-Akkus verursacht wird.

Der Nachteil der geringeren Kapazität – selbst gegenüber nominell höherkapazitiven Akkus – fällt nicht so stark ins Gewicht, da sich die Geräte erst sehr viel später als bei herkömmlichen Akkus abschalten. Oder anders ausgedrückt: Von der Kapazität (I×t in Ah) des Akkus ist ein größerer Teil energetisch (U×I×t in Wh) nutzbar. Die von herkömmlichen Akkus abweichende Entladekurve kann jedoch dazu führen, dass Ladestandsanzeigen – beispielsweise bei Digitalkameras – ungenau arbeiten. Erwähnenswert ist außerdem die Tieftemperaturfestigkeit z. B. der Eneloops, deren Vorstellung im Rahmen ihrer damaligen Produkteinführung in Australien deshalb in einer Eisbar erfolgte.^[7]

NiMH-Produkte mit geringer Selbstentladung

Inzwischen haben weitere Anbieter vorgeladene und gering selbstentladende NiMH-Akkus im Programm:

Bei diesen Bezeichnungen handelt es sich nicht immer um eigenständige Entwicklungen, sondern meist um unter eigenem Markennamen vertriebene Ware eines (OEM-)Herstellers. Außer Sanyo, die ihre eigene Technik bisher nicht lizenzieren, haben GP und Yuasa eine vergleichbare Technik entwickelt. Bei allen anderen Anbietern handelt es sich derzeit um Akkus eines dieser beiden Hersteller.^[8]

Weblinks

• Die "eneloop" des Technologieführers Sanyo (mit Datenblätter aller Typen und Entwicklungsgenerationen)
• Panasonic "NiMH Handbook 2011" (englisch, 48 S., downloadbar im PDF-Format)
• Sehr ausführlicher Test der Sanyo-Akkus, von Lesern kommentiert
• Zellenspannung und Kapazität bei unterschiedlichen Entladeströmen und 30-Tage-Lagerung erstellt von silverfox
• Testbericht in Zeitschrift Guter Rat 2/2008 (PDF-Format)
• Vergleichstest in der Chip 11/2008
• Electronics Lab – Batteries (Datenblätter, Handbücher und wissenwerte Artikel, in englisch)

Einzelnachweise