Akku oder auch Akkumulator ist ein Hauptbestandteil von jedem mobilen Gerät. Schon mit der Erfindung des ersten Mobiltelefons 1978 durch Motorola wurde ein Akku zur Stromversorgung genutzt. Inzwischen ist die Akku-Technik so weit fortgeschritten, das man Smartphones mehrere Stunden (meist über 200 (im Standby)) betreiben kann. Ausschlaggebend hierfür ist das 2007 von Nokia verwendete Lithium-Ionen-Akku (in dem Nokia N95)[2]. Seitdem haben sich die Stromspeicher zwar vom Aufbau und von dem Fassungsvermögen weiterentwickelt, doch werden bis heute in jedem Gerät Lithium-Ionen-Akkus genutzt. Der Grund für die Verwendung ist der geringe Kapazitätsverlust und die hohe Energiedichte, die es ermöglicht viel Strom mit wenig Verlust zu speichern.
Technik
Ein Lithium-Ionen-Akku (oder auch Li-Ionen-Akku) besteht aus vielen Zellen, die jeweils eine Vielzahl von Li-Ionen beinhalten. Die Speicherung der Energie erfolgt durch Granit, der die Elektronen also somit den Strom aufnehmen und speichern kann. Die Li-Ionen holen sich diese gespeicherte Energie und transportieren sie in den Stromkreislauf (im Betrieb). Andersherum nehmen diese Ionen die zugeführte Energie auf (durch das Laden) und bringen sie zum Speicher.
Doch diese Art der Speicherung allein wäre viel zu gefährlich, da viele Giftstoffe in einem solchen Akku verarbeitet werden. Deshalb besitzt jeder Akku eine Lade- und Schutzelektronik, die das sorgfältige Entladen und Aufladen des Akkus überwacht. Das ist auch der Grund, warum man auf dem Handy den Akkustand sehen kann [3].
Akkulaufzeit
Die Akkulaufzeit richtet sich nach dem Alter und die allgemeine Verwendung des Akkus (Laden-Entladen, Nutzung von Apps etc.).
Alterung
Grundsätzlich sollten Akkus 3-4 Jahre bei sorgfältiger Nutzung halten. Doch während dieser Zeit wird man feststellen das die Akkulaufzeiten sich zusehends verschlechtern. Das liegt an dem (vereinfacht ausgedrückt) „rosten“ der Elektronen in dem Akku. Wärme und intensive Nutzung (häufigs Aufladen) fördern die Oxidation der Zellen, die dann immer mehr ihre Fähigkeit einbüssen, Energie aufzunehmen [3].
Laden/Entladen
Häufiges Laden und Entladen zerstört die Speicherfähigkeit des Akkus. Wie auch bei der Alterung oxidiert das Speichermaterial und verhindert so das Festsetzen der Energie. Das Motto „Laden wenn das Handy leer ist“ ist auch nicht ganz richtig, ein Akku braucht immer eine kleine Menge an Stromreserven um reibungslos den neuen Strom speichern zu können. Auch das übermäßige Laden oder Dauerladen des Stromspeichers fördert das oxidieren der Zellen. Bei normaler Nutzung übersteht ein Lithium-Ionen-Akku bis zu 1000 Ladezyklen [6].
Daher sollte man folgende Punkte beachten um den Speicher nicht zusätzlich zu belasten:
- Laden bevor der Akku auf ca. 10% steht
- Laden bis 90% (darüber entsteht höhere Wärmeentwicklung)
- das Telefon möglichst nicht höheren Temperaturen aussetzen
- IMMER Ladegeräte des Herstellers oder vergleichbare Geräte nutzen (zwar blockiert die Schutzelektronik zu hohe Stromzufuhren dennoch sollte man lieber auf Nummer sicher gehen)
Aber oft ist es nicht die Schuld des Nutzers, sondern der Hersteller, dass der Akku frühzeitig den Geist aufgibt. Die richtige Verarbeitung der empfindlichen Speicher ist ausschlaggebend für eine lange Akkulaufzeit.
Speichergröße des Akkus
Die Speichergröße eines Akkus wird in Milliamperestunden (mAh) angegeben. Umso höher die Milliamperestunden sind, desto größer ist das Fassungsvermögen des Akkus (dadurch längere Akkulaufzeit). Viele Smartphones haben eine Kapazität von 2000-3000 mAh [5].
Probleme mit Akkus
Akku Kalibrieren
Trotz 1% Akku kann man das Handy wie gewohnt nutzen und das über einen längeren Zeitraum.
Diese fehlerhafte Akkuanzeige tritt besonders bei älteren Akkus auf, die an Speicherkapazität verlieren. Das System wertet dabei die Daten von dem Akku falsch aus (oder das Akku sendet falsche Daten). Das heißt aber nicht sofort das der Akku kaputt ist, denn oft reicht eine Kalibrierung um vorerst den Fehler abzustellen. Dabei sollte man das Gerät komplett entladen (dabei das Telefon ausgeschaltet lassen) und dann vollladen. Das sollte man ca. 3 mal hintereinander durchführen. Dann sollte das System die wirkliche Akkukapazität gespeichert haben und die richtigen Daten anzeigen.[4]
Handy Akku aufgebläht oder mit Dellen
Es passiert des öfteren das Akkus über Nacht ein Vielfaches an Gesamtgröße zulegen oder kleine Beulen bekommen (unter der Oberfläche). Bei denen das der Fall ist, sollten umgehend den Akku aus dem Telefon entfernen und entsorgen. Überwiegende Gründe hierfür können ein Defekt in der Lade- und Schutzelektronik sein oder die Verwendung falscher Ladegeräte. Die daraus resultierenden Fehlspannungen im Akku sorgen für eine chemische Reaktion, die eine Ausbreitung des Speichermaterials zur Folge hat (bei vereinzele Zellen können auch Dellen entstehen). Das weitere erforschen des Akkus sollte man dabei unterlassen, denn es können auch giftige Materialien austreten.
Externer Handy Akku oder auch mobile Lademöglichkeiten
Jeder kennt das Problem „Handy leer und keine Steckdose. Was nun?“. Besonders die heutigen Smartphones glänzen nicht gerade mit überragenden Durchhaltevermögen. Durchschnittlich 1-2 Tage und das Gerät ist leer. Wer allerdings über einige Tage hinweg keine Auflademöglichkeit hat, kann sich mithilfe von externen Akkus Abhilfe verschaffen. Je nach Größe kann man bis zu 2-3 mal das Handy damit aufladen. Auch das Laden mit Minisolaranlagen auf der Handyhülle ist möglich (perfekt für den Strandurlaub).
Die längste Akkulaufzeit
Das momentan beste Smartphone in dem Bereich der Betriebsdauer ohne Aufladen stellt das LG G2 dar. Hier verwendet man einen 3000 m/Ah Akku [1].
Die Zeiten sind:
Standby: 188 Std.
Telefonieren: 30 Std.
Musik hören: 32 Std.
Tipp zur Überprüfung des Akkus / Akku App
Für Android-Nutzer gibt es eine kostenlose App namens „Battery Monitor Widget“. Diese zeigt:
- die aktuelle Akkutemperatur
- Bauart mit der aktuellen mAh Kapazität
- geschätzte Akkulaufzeit und den geschätzten Akkuverlust nach einer Stunde
Zusätzlich bietet diese App eine langfristige Statistik, womit Nutzer den Kapazitätsverlust des Akkus verfolgen können.
Quellen:
[1]http://www.chip.de/bestenlisten/Bestenliste-Handys–index/detail/id/900/
[2] http://www.chip.de/artikel/Nokia-N95-8GB-Smartphone-Test-5_29375411.html
[3] http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0810281.htm
[4] http://www.androidpit.de/de/android/wiki/view/Akku_kalibrieren
[5] http://www.batterie.org/milliamperestunden/
[6] http://www.androidnext.de/howto/lithium-ionen-akkus-zehn-fakten-die-man-wissen-sollte/