Notebook-Akkus: Ein Debakel und seine Folgen

Aufbau und Funktion eines Lithium-Ionen-Akkus

Der Lithium-Ionen-Akku ist die jüngste Evolution in der Akkutechnologie. Er besitzt mit 90 bis 110 Wh/kg die höchste spezifische Energie unter den wiederaufladbaren Systemen. Ein zusätzliches Plus besteht in der geringen Selbstentladung und somit in einer relativ langen Lagerfähigkeit ohne erneutes Aufladen der Zellen. Ein besonderer Vorteil der Lithium-Ionen-Technologie ist, dass weder Memory-Effekt noch Lazy-Battery-Effekt auftreten. Auch liefert die Lithium-Ionen-Zelle über den gesamten Entladezeitraum eine nahezu konstante Ausgangsspannung, die deutlich über der Nennspannung von zirka 3,6 V liegt.

Lithium-Ionen-Akku: Die Lithium-Ionen-Technologie besitzt im Vergleich zu den herkömmlichen Akkus wie NiCd oder NiMH die höchste spezifische Energie. (Quelle: Varta)
Lithium-Ionen-Akku: Die Lithium-Ionen-Technologie besitzt im Vergleich zu den herkömmlichen Akkus wie NiCd oder NiMH die höchste spezifische Energie. (Quelle: Varta)

Anders als NiCd- oder NiMH-Akkus verfügt ein Li-Ion-Energiespeicher über eine Systemspannung von typisch 3,6 V statt 1,2 V. Verantwortlich dafür ist der besondere Aufbau. So enthält der Li-Ion-Akku als Material für die Kathodenelektrode eine Lithiumverbindung, die aus Kobalt-, Mangan- oder Nickeloxid bestehen kann. Die Anode setzt sich aus einer Graphitverbindung zusammen. Die Isolierung zwischen den beiden Elektroden besteht aus einer mikrodurchlässigen Kunststoffmembran. Als Elektrolyt dient ein gelöstes Lithiumsalz in einem organischen Lösungsmittel.

Lithium ist ein hoch reaktives Leichtmetall, sodass bei starker Erwärmung das leicht entzündliche Material explodieren kann. Aus diesem Grund verwenden die heutigen Akkus - wie oben beschrieben - ein organisches Elektrolyt. Trotzdem besitzt jeder Lithium-Ionen-Akku aus Sicherheitsgründen ein Ventil zum Druckabbau und ein besonders druckfestes Gehäuse. Zusätzlich muss jeder Lithium-Akku mit einer speziellen Ladeelektronik ausgestattet sein. Sie verhindert einen zu hohen Stromfluss vom und zum Akku, regelt das Lade- und Entladeverhalten und schützt die Energiezelle vor Überhitzung. Alle diese Sicherheitsmaßnahmen schlagen sich im Preis nieder. So ist eine wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie gegenüber einem NiMH-Akku um zirka 30 Prozent teurer.

In Bezug auf Gewicht und Volumen hat die Lithium-Ionen-Technologie das höchste Energiespeichervermögen gegenüber den herkömmlichen Akkus wie NiCd und NiMH. Die bevorzugten Einsatzgebiete für Lithium-Ionen-Akkus sind Handys, Digitalkameras und Notebooks.