Batterien sind im mobilen Alltag allgegenwärtig. Nicht wiederaufladbare Energiezellen, sogenannte Primärzellen, finden Einsatz in Digitalkameras, Diktiergeräten, MP3-Playern und Taschenlampen. Auf dem Markt vorherrschend ist der Formfaktor Mignon (AA), gefolgt von der kleineren Micro-Rundzelle (AAA). Entscheidend für eine gute Batterie ist die Laufdauer in einem entsprechenden Gerät. Diese Betriebsdauer hängt von der Kapazität beziehungsweise von der Energiemenge ab, die die Energiezelle gespeichert hat. Allerdings beeinflussen der Entladestrom und besonders die Umgebungstemperatur die Leistungsfähigkeit der chemischen Energiezellen enorm.
In einem Test hat TecChannel Batterien namhafter Hersteller und Discounter auf die Kälteverträglichkeit untersucht. Dabei habe wir 1,5-Volt-Mignon- beziehungsweise AA-Batterien und entsprechende Micro-Zellen (AAA) verwendet. Darüber hinaus mussten sich die gängigen Alkaline-Batterien der neuen Batteriegeneration auf Basis von Lithium stellen. Eines vorweg: Die Unterschiede sind sowohl im Preis als auch in der Leistungsfähigkeit enorm. Dabei müssen sich die Discounter-Batterien nicht hinter den teuren Markenbatterien verstecken – und eine echte Überraschung ist die neue Energizer-Ultimate-Lithium-Batterie. Im Gegensatz zu anderen Lithium-Batterie-Typen besitzt die Zelle eine Nennspannung von 1,5 Volt und kann so als direkter Ersatz für handelsübliche 1,5-Volt-Mignon- oder Micro-Alkaline-Batterien verwendet werden.
Die Testkandidaten
In der Tabelle sind alle Testkandidaten mit ihren wichtigsten Kenndaten übersichtlich zusammengefasst. Die Zirka-Preisangaben beziehen sich auf den Stichtag 18.12.2009 und können je nach Anbieter abweichen.
|
Batterie |
Typ |
Gewicht (Gramm) |
Haltbarkeit (Jahr) |
Preis (Euro) |
|
Penny Mars Alkaline |
Mignon Alkaline, 1,5 V, LR6/AA |
22 |
2013 |
0,21 |
|
Penny Mars Alkaline |
MicroAlkaline, 1,5 V, LR603AAA |
10 |
2013 |
0,21 |
|
Aldi Activ Energy |
Mignon Alkaline, 1,5 V, LR6/AA |
23 |
2014 |
0,21 |
|
Aldi Activ Energy |
Micro Alkaline, 1,5 V, LR03/AAA |
10 |
2014 |
0,21 |
|
Varta Max Tech 4703 |
Mignon Alkaline, 1,5 V, LR6/AA |
24 |
2015 |
1,75 |
|
Varta Max Tech 4703 |
Micro Alkaline, 1,5 V, LR03/AAA |
12 |
2015 |
1,75 |
|
Duracell Ultra |
Mignon Alkaline, 1,5 V, LR6/AA |
25 |
2015 |
1,62 |
|
Duracell Ultra |
Micro Alkaline, 1,5 V, LR03/AAA |
12 |
2015 |
1,62 |
|
Energizer Ultimate L91 |
Mignon Lithium, 1,5 V, FR6/AA |
16 |
2023 |
2,50 |
|
Energizer Ultimate L92 |
Micro Lithium, 1,5 V, FR03/AAA |
8 |
2023 |
2,50 |
Das Testequipment
Die Kapazität, gemessen in mAh, einer Batterie beziehungsweise eines Akkus entscheidet primär über die Betriebsdauer eines mobilen elektronischen Gerätes. Darüber hinaus ist die Energiemenge (mWh) einer Batterie beziehungsweise eines Akkus, die diese während der gesamten Laufdauer liefern können, für die Betriebsdauer von Bedeutung. Diese Kenngröße lässt sich aus der Entladekennlinie einer Batterie ermitteln.
Für eine praxisnahe und exakte Ermittlung der Batterie-Kenngrößen sollten ausschließlich professionelle Ladegeräte mit entsprechender Messfunktion verwendet werden. Deshalb habe ich für den Batterietest die komfortabel zu bedienende Akkuladestation ALC 8500 Expert von Voltcraft (Preis etwa 350 Euro bei Conrad Electronic) verwendet. Das Gerät ist prozessorgesteuert und bietet individuelle Einstellmöglichkeiten verschiedener Akku- beziehungsweise Batterieparameter. Die Steuerung des Akkuladers kann wahlweise am Gerät oder über den PC erfolgen.
Die Messverfahren
Um die Kapazität beziehungsweise die Laufdauer der unterschiedlichen 1,5-V-Batterie unter verschiedenen Lastbedingungen zu bestimmen, führte TecChannel vier Messungen durch. Bei den Mignon-AA-Zellen erfolgte die erste Messung mit einem konstanten Laststrom von 100 mA und die zweite mit 500 mA bei einer Umgebungstemperatur von 21 Grad Celsius. Mit den gleichen Lastströmen wurden die Batterien in einer klimatisierten Umgebung von 0 Grad Celsius auf ihre Leistungsfähigkeit untersucht. Die Micro-AAA-Rundzellen belastete ich mit einem Strom von 50 beziehungsweise 100 mA.
Die kauffrischen Batteriezellen wurden dabei im akklimatisierten Zustand bei 21 und in einem Klimaschrank bei 0 Grad Celsius mittels der Akkuladestation kontrolliert bis auf eine Cut-Off-Spannung von 0,8 Volt entladen. Das Messgerät zeichnete dabei den Entladestrom und die Entladespannung grafisch und numerisch auf. Zusätzlich konnten die beiden Messwerte, die Messdauer und die Kapazität der Energiezelle zu jedem Zeitpunkt an der Ladestation beziehungsweise am PC abgelesen werden. Messungen mit wechselnden Lastzuständen während des Betriebs habe ich nicht durchgeführt.
Die Entladekurven im Detail
Um die Messergebnis zu erläutern, hat TecChannel exemplarisch einen Vertreter der Alkaline-Fraktion und die Lithium-Batterie mit dem Formfaktor Mignon beziehungsweise AA herausgenommen. Weitere detaillierte Ergebnisse und Messdiagramme finden Sie auf den nächsten Seiten in diesem Beitrag.
Die Mignon-Batterie Energizer Ultimate Lithium AA hat bei einem Entladestrom von 100 mA und 21 Grad Celsius Umgebungstemperatur eine sehr flache Spannungsentladekurve, die nahezu über die gesamte Entladedauer von 32 Stunden deutlich über 1,2 Volt liegt. Somit bleibt die elektrische Leistung der Zelle über den gesamten Zeitraum nahezu konstant. Die Kapazität der Lithium-Batterie beträgt bei meinem Test 2859 mAh.
Mit gleichem Laststrom, aber bei einer Umgebungstemperatur von 0 Grad Celsius, verändert sich die Batteriekapazität mit 1 Prozent Differenz (2831 mAh) nur unwesentlich. Die Temperaturstabilität ist mit diesen Parametern als sehr gut zu bewerten.
Bei hoher Belastung mit 500 mA sinken die Laufdauer bei Umgebungstemperatur auf 6,1 Stunden und die Kapazität auf 2762 mAh ab. Der Kurvenverlauf der Batteriespannung bleibt dennoch über einen sehr langen Zeitraum über der 1,2-Volt-Schwelle. Dieses Verhalten ist besonders wichtig bei Geräten mit einem hohen Schwellwert für die Versorgungsspannung und bei einem zeitlich begrenzten hohen Energiebedarf, wie etwa bei Smartphones, Digitalkameras und deren Kamerablitzen. Diese Geräte profitieren von der konstanten Energieabgabe durch längere Laufdauer und kurze Wartezeiten bei der Blitzaufladung.
Auch bei einer Umgebungstemperatur von 0 Grad Celsius und dem gleichen Laststrom von 500 mA ändern sich die Messergebnisse nur marginal. Die Gesamtkapazität sinkt lediglich um vier Prozent auf 2661 mAh, und der Kurvenverlauf ist nahezu identisch.
Die Messungen der Alkaline-Batterien – hier am Beispiel Activ Energy (Aldi) – offenbaren im Vergleich zum Lithium-Energiespender deutliche Unterschiede im Kurvenverlauf der Entladespannung. Sowohl bei einem Laststrom von 100 mA als auch bei 500 mAh sinkt die Batteriespannung rasch unter den Schwellwert von 1,2 Volt. Dies kann zur Folge haben, dass sich die elektrischen Geräte vorzeitig ausschalten, obwohl die Batterie noch genügend elektrische Restkapazität besitzt. Die Alkaline-Batterien erreicht bei einem Laststrom von 100 mA eine Kapazität von 2156 mAh und bei 500 mA nur noch 1273 mAh.
Als gravierend entpuppen sich die Messergebnisse der Alkaline-Batterie (Activ Energy) bei einer Umgebungstemperatur von 0 Grad gegenüber 21 Grad Celsius. Bei diesen in unseren Breitengraden relevanten Umgebungsbedingungen fällt die Kapazität bei einer Belastung mit 100 mA um 38 Prozent beziehungsweise bei 500 mA um 30 Prozent ab. Dies hat zur Folge, dass sich die Betriebsdauer eines elektrischen Geräts entsprechend auch um annähernd diesen Prozentsatz verkürzt.
Die Messergebnisse der Mignon-AA-Batterien
In den folgenden Tabellen finden Sie alle Messergebnisse des Batterietests übersichtlich zusammengestellt:
Die Messergebnisse der Micro-AAA-Batterien
In den folgenden Tabellen finden Sie alle Messergebnisse des Batterietests übersichtlich zusammengestellt:
Fazit
Nicht wiederaufladbare Batterien sind chemische Energieelemente mit einer vom Hersteller festgelegten elektrischen Kapazität und Energiemenge. Die Kapazität und somit die Einsatzfähigkeit einer Batterie in einem Gerät hängen von vielen äußeren Faktoren ab. Die wichtigsten sind der Laststrom und die Umgebungstemperatur.
In puncto Stabilität gegenüber Umgebungstemperaturen erzielen die 1,5-Volt-Lithium-Batterie Energizer Ultimate L91 (Formfaktor: Mignon / AA) und L92 (Formfaktor: Micro / L92) die besten Resultate. Die Kapazitätseinbußen und somit die Verringerung der Batterieleistung bei 0 Grad Celsius gegenüber 21 Grad Celsius sind bei dieser Batterie minimal. So reduziert sich die Batteriekapazität bei der Mignon-Zelle Energizer Ultimate Lithium L91 abhängig vom Laststrom um maximal vier Prozent. Bei der Energizer Ultimate Lithium L92 sind es neun Prozent.
Ganz anders verhalten sich die gängigen Batterien auf Alkaline-Basis. Alle getesteten Energiezellen unabhängig von Formfaktor und Laststrom haben bereits bei 0 Grad Celsius enorme Leistungsverluste bezüglich der Kapazität. Die Bandbreite beginnt bei Duracell Ultra Micro Alkaline bei 20 Prozent und reicht bis 38 Prozent bei der Activ Energy Mignon Alkaline.
Auch in Bezug auf die elektrische Kapazität beziehungsweise die Laufdauer kann die 1,5-Volt-Lithium-Batterie Energizer Ultimate in den Formfaktoren Mignon (AA) und Micro (AAA) punkten. Diese besitzen gegenüber der Konkurrenz die höchsten Kapazitäten sowohl bei unterschiedlichen Belastungen als auch bei verschiedenen Temperaturen. In respektablem Abstand folgt die Duracell Ultra. Knapp dahinter reihen sich die Varta Max Tech und die preiswerten Discounter-Mignon-Alkaline-Batterien Activ Energy und Mars Alkaline ein.
Allerdings ist ein großes Manko der Energizer-Ultimate-Lithium-Batterie der hohe Preis von zirka 2,50 Euro pro Zelle. Duracell Ultra und Varta Max Tech schlagen mit 1,60 Euro beziehungsweise 1,75 Euro zu Buche. Unschlagbar günstig mit nur 21 Cent pro Mignon-Zelle sind die Batterien Activ Energy und Mars Alkaline. Somit muss jeder selbst entscheiden, ob für seine Anwendung die teure Energizer-Batterie notwendig ist, oder ob eine preiswerte Alkaline-Batterie aus dem Discounter genügt. Die Batterien Duracell Ultra und Varta Max Tech sind verhältnismäßig teuer und bieten gegenüber den billigeren Batterien nur geringfügige Vorteile – wenn überhaupt. (hal)