Akkus: Mehr Volt = mehr Leistung?

Da die Einzelzellen stets 1,2 Volt Spannung bereitstellen, kann man aus der Voltzahl des Akkupacks auf die Anzahl der Zellen schließen: In einem 4,8- Volt-Akku arbeiten vier, in einem 18- Volt-Akku schon 15 der in Reihe geschalteten Stromspeicher. Doch mehr Volt bedeutet aber nicht auch mehr Leistung, wie es die Werbung vor allem bei preiswerten Geräten gern suggeriert. Denn wieviel Energie im Akkupack zur Verfügung steht, hängt außerdem noch von der Kapazität des Stromspeichers ab. Erst die Multiplikation der beiden Werte Volt (V) für die Spannung und Amperestunden (Ah) für die Kapazität ergibt den Wert Wattstunden (Wh), der eine vergleichende Aussage über die in einem Akku gespeicherte Energie ermöglicht. Ein 18-Volt-Akku mit 0,8 Ah hat also den gleichen Energiegehalt wie ein 7,2-Volt-Akku mit 2 Ah, nämlich 14,4 Wattstunden.

Besonders hohe Voltzahlen sollten nur für Anwendungen gewählt werden, die eine hohe Dreh- oder Hubzahl erfordern – also zum Beispiel Bohren oder Sägen. Zum Schrauben wird hingegen eher ein hohes Drehmoment gefordert, und dabei sind Geräte mit geringerer Voltzahl praktisch ebenbürtig. Kompaktere Baugröße und deutlich geringeres Gewicht stehen bei dieser Anwendung außerdem im Vordergrund.

Bei der Auswahl eines geeigneten Akkugeräts reicht es allerdings nicht aus, allein die Akkuleistung zu vergleichen. Sehr wichtig ist auch, was das Akkuwerkzeug mit der bereitgestellten Energie tatsächlich anfangen kann. Ob Motor und Getriebe mit der kostbaren Akkukraft effizient umgehen, sieht man dem Gerät von außen nicht an. Kein Wunder also, das bei Billigangeboten genau hier gespart wird. Einziger Anhaltspunkt für die Leistungsfähigkeit ist meist das maximal erreichbare Drehmoment. Für die praktische Anwendung ist ein guter mechanischer Wirkungsgrad der Geräte weitaus wichtiger als eine hohe Voltklasse allein!

Zum Vergleich: Während der typische Akku eines Akkuschraubers bei 18 Volt Spannung zum Beispiel 1,3 Ah Kapazität aufweist, werden für Akku-Kettensägen Akkupacks mit 36 Volt Spannung und bis zu 5 Ah Kapazität angeboten. Durch die höhere Spannung enthält dieser Akku nicht nur mehr als dreimal, sondern mehr als siebenmal soviel Energie – statt 23,4 Wattstunden (Wh) sind es 178 Wh. Freilich ist ein solcher 36-Volt-Akku auch größer, schwerer und vor allem deutlich teurer als der Bohrer-Akku.

Praxistipp: Vorsicht, gern knausern die Hersteller auch bei der Ladetechnik – das gesparte Geld wird der Käufer jedoch schon bald für Ersatzakkus los!

Qualität und Lebensdauer eines Akkuwerkzeugs hängen ganz entscheidend vom Ladegerät ab. Bei Elektrowerkzeugen können Sie sich nach dem einfachen Grundsatz orientieren: Je schneller der Akku geladen wird, desto besser ist die verwendete Akkutechnik. Standard bei Markengeräten sind derzeit Ni-Cd-Akkus mit Stundenladern. Das bedeutet, dass ein leerer Akku mit dem zum Set gehörenden Ladegerät binnen einer Stunde gefüllt wird. Der Ladezustand des Akkus wird dabei während des Ladens mit einem Temperatursensor kontrolliert, der im Akkupack fest installiert ist – Sie erkennen dies an drei Kontaktstiften im Kontaktschuh des Stromspenders.

Schon aus der auf der Packung angegebenen Ladedauer können Sie Rückschlüsse ziehen, nach dem Motto: Kürzer ist besser. Nur Schnell- Ladegeräte bieten eine ausreichende elektronische Überwachung, um ein Überladen der Stromspeicher sicher zu verhindern. Das würde nämlich das chemische Speichervermögen in der Zelle stören, und zwar dauerhaft.
Achtung: Billiglader verkürzen die Lebensdauer eines Akkupacks auf maximal einige hundert Ladevorgänge – nicht selten sogar unter fünfzig. Zum Vergleich: Stundenlader erlauben rund 1000, computergesteuerte Intervall-Lader (mit beispielsweise 10 Minuten Ladedauer) sogar bis zu 3000 Ladevorgänge.

Damit Werkzeugakkus lange halten, können Sie aber auch selbst einiges tun. So sollten Sie Ni-Cd- und Ni-MH-Akkus erst nachladen, wenn deren Leistung spürbar nachlässt. Damit unterstützen Sie die chemischen Speichervorgänge im Akku. Wird eine Akkumaschine länger nicht benutzt, sollten Sie den Akku entnehmen. Lagern Sie Akkus am besten kühl (das verringert die Selbstentladung), aber frostfrei. Aufgrund der unvermeidlichen Selbstentladung bei diesen Batterietypen – pro Tag geht bei 20 °C rund ein Prozent der gespeicherten Energie verloren – ist vor dem nächsten Einsatz so oder so ein Ladevorgang notwendig.

Besonders hochwertige Geräte werden allerdings mit Impulsladern ausgeliefert, die eine Ladezeit von nur rund zehn Minuten ermöglichen. In diesen High-Tech-Ladegeräten steuert ein Computer den Ladevorgang, der in kleine Intervalle aufgeteilt wird: In Sekundenbruchteilen wird mit einem starken Strom geladen und danach in noch kürzerem Intervall eine Entladung vorgenommen. Schließlich werden Spannung und Temperatur des Akkus geprüft, bis der optimale Ladezustand erreicht ist.

Der Vorteil dieses sogenannten Reflexprinzips liegt in der besonderen Schonung der Akkuzellen: Durch die Kombination von Lade- und Entladeimpulsen bleiben die chemischen Vorgänge in der Zelle stets in einem besonders günstigen Bereich. Minderwertig sind demgegenüber Ladegeräte, die mit Konstantstrom über eine lange Zeit laden. Selbst wenn die Ladegeräte über eine Zeitsteuerung verfügen, ist ein sehr schädliches Überladen der Akkuzellen dabei praktisch nicht zu vermeiden.

Akku-Pflegetipp: Selten genutzte Akkus sollten Sie gelegentlich aufladen, um deren Speicherfähigkeit zu trainieren, oft nachgeladene Akkus ab und an komplett entladen, jedoch nicht bis zum völligen Stillstand des Geräts. Bei Geräten mit zwei Akkus diese auch im Wechsel benutzen, damit die Akkus nicht an Speicherfähigkeit einbüßen.

In einem Akkupack werden einzelne Akkuzellen zu einem Stromspeicher mit definierten Eigenschaften vereinigt. Ein Akkupack vereinigt eine Reihe von einzelnen Akkus zu einem leicht wechselbaren Stromspeicher und ermöglicht damit den Betrieb von Geräten mit höherer Spannung. Nennspannung und Kapazität – also die entnehmbare Strommenge – werden von den enthaltenen Einzelzellen, aber auch von der internen elektrischen Zusammenschaltung beeinflusst.

Die im Akkupack speicherbare Elektrizität wird vom schwächsten Einzelakku im Verbund bestimmt, deshalb sind die Hersteller bemüht, möglichst Akkus mit identischen Eigenschaften zu verwenden. Da es dennoch eine gewisse Bandbreite in den Zelleigenschaften gibt, kann es bei den Lade- und Entladevorgängen in einzelnen Zellen zu schädlichen Über- oder Tiefentladungen kommen.

In hochwertigen Akkus ist daher eine Elektronik integriert, die einzelne Zellen oder Zellgruppen elektrisch überwacht und für einen Ausgleich im Zellenverbund sorgt. Dabei wird insbesondere beim Ladevorgang dafür gesorgt, dass Zellen mit geringerer Spannung länger geladen werden – der Vorgang wird als Ausbalancieren bezeichnet und ist gerade bei den empfindlichen Lithium-Akkupacks sinnvoll. Zusätzlich wird fast immer die Temperatur im Inneren des Akkupacks überwacht. Zu warme Akkus werden dann nicht geladen oder es wird ein Lüfter zugeschaltet, um ein Überhitzen der Zellen zu vermeiden.

Akkus bestehen stets aus einer negativen (Kathode) und einer positiven (Anode) Platte. Anders als in Autobatterien sind die Ladungsplatten allerdings ineinander gewickelt. Bei einem Ni-Cd-Akku besteht die Kathode aus Nickeloxid, die Anode aus Cadmium. Bei Ni-MHAkkus wird statt Cadmium eine Legierung anderer Metalle verwendet.

Etwas anders sollten Sie mit den Verwandten der Autobatterie umgehen, die als Blei-Gel-Akku zum Beispiel in Rasenmähern arbeiten: Hier ist ein Nachladen unmittelbar nach jeder Nutzung empfehlenswert. Benutzen Sie für den Ladevorgang dieser Akkus aber nie gewöhnliche Autobatterie-Lader! Anders als Autobatterien vertragen die gekapselten Gelbatterien keine Überladung – die dabei auftretende Ausgasung würde die verschweißte Hülle des gekapselten Akkus sprengen und so zerstören.

Schnell-Lader kann es für diese Akkus übrigens systembedingt nicht geben. Aufgrund des gelförmig gebundenen Elektrolyten können die Ladungen zwischen Anode und Kathode nämlich nur vergleichsweise langsam hin- und herwandern. Deshalb kann man mit Blei-Gel-Akkus auch keine Maschinen betreiben, die eine starke Leistung und damit hohe Ströme entnehmen. Das ist der Preis für den Vorteil, dass keine Batteriesäure austreten kann. Obwohl schwer, umweltschädlich und nur für gleichmäßigen Betrieb bei geringen Entladeströmen geeignet, hat dieser Akkutyp aber eine wirklich charmante Seite: er ist sehr billig.

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