Memory-Effekt irritiert Ladegeräte 16.04.2013, 12:20 Uhr

Lithium-Batterien machen vorzeitig schlapp

Ausgerechnet der sicherste Akku-Typ hat einen entscheidenden Nachteil: Er verliert an Speicherkapazität. Schuld daran ist der sogenannte Memory-Effekt. Er wurde nun auch bei Lithium-Ionen-Batterien nachgewiesen. Intelligente Elektronik soll das beheben.

Eine Lithium-Ionen-Batterie im Forschungslabor der Universität Duisburg-Essen (UDE).

Eine Lithium-Ionen-Batterie im Forschungslabor der Universität Duisburg-Essen (UDE).

Foto: UDE

Die Autoindustrie will Elektrofahrzeuge mit Lithium-Eisenphosphat-Akkus ausstatten. Anders als die Lithium-Varianten, die schon manch ein Notebook in Flammen setzten, gilt dieser Typ als völlig sicher. Und er verträgt, wichtig bei der mobilen Nutzung, hohe Lade- und Entladeströme.

Doch er hat seine Tücken, wie Wissenschaftler des schweizerischen Paul Scherrer Instituts (PSI) und des japanischen Herstellers Toyota herausfanden. Wenn er immer nur teilweise entladen wird, stellt sich ein fataler Memory-Effekt ein, der bisher immer ausgeschlossen worden war. Die Batterie scheint sich zu merken, dass stets nur ein Teil ihrer Speicherkapazität entnommen wird und signalisiert dem Ladegerät über einen minimalen Spannungsabfall, dass es den Ladeprozess abbrechen kann, lange bevor die Batterie wieder voll ist. Zudem sinkt auch die Arbeitsspannung. Damit reduziert sich ihr Energieinhalt und damit die Reichweite des Fahrzeugs.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
FH Münster-Firmenlogo
Mitarbeiter/in (w/m/d) zur Koordination der Schulkontakte FH Münster
Steinfurt Zum Job 
über ifp l Personalberatung Managementdiagnostik-Firmenlogo
Stellvertretende Leitung Bau- und Gebäudetechnik (m/w/d) über ifp l Personalberatung Managementdiagnostik
Rhein-Main-Gebiet Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) Brückenprüfung Die Autobahn GmbH des Bundes
TAUW GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur:in (m/w/d) Hydro(geo)logische Modellierungen TAUW GmbH
verschiedene Standorte Zum Job 
PNE AG-Firmenlogo
Experte Technischer Einkauf für Windenergieanlagen (m/w/d) PNE AG
Hamburg, Husum, Cuxhaven Zum Job 
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Instandhaltungsmanager*in (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Rittal GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Maschinenbauingenieur / Prüfingenieur (m/w/d) Dynamik / Schwingungstechnik Rittal GmbH & Co. KG
Herborn Zum Job 
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF-Firmenlogo
Wissenschaftler (m/w/d) - angewandte NV-Magnetometrie und Laserschwellen-Magnetometer Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Teamleiter*in Bauprojekte Elektrotechnik (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
Vita Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Konstrukteurin / Konstrukteur Maschinen und Anlagen Vita Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG
Bad Säckingen Zum Job 
Griesemann Gruppe-Firmenlogo
Lead Ingenieur Elektrotechnik / MSR (m/w/d) Griesemann Gruppe
Köln, Wesseling Zum Job 
Stadtwerke Frankenthal GmbH-Firmenlogo
Energieberater (m/w/d) Stadtwerke Frankenthal GmbH
Frankenthal Zum Job 
PARI Pharma GmbH-Firmenlogo
Senior Projekt-/Entwicklungsingenieur (m/w/d) in der Konstruktion von Medizingeräten PARI Pharma GmbH
Gräfelfing Zum Job 
ABO Wind AG-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Umspannwerke 110kV für erneuerbare Energien ABO Wind AG
verschiedene Standorte Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abteilungsleitung (m/w/d) Umweltmanagement und Landschaftspflege Die Autobahn GmbH des Bundes
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Bauingenieur:in Maßnahmenentwicklung Netze (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Verkehrsbeeinflussungsanlagen Die Autobahn GmbH des Bundes
Hamburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Projektingenieur (w/m/d) Telematik-Infrastruktur Die Autobahn GmbH des Bundes
Frankfurt am Main Zum Job 
Residenzstadt Celle-Firmenlogo
Abteilungsleitung (d/m/w) für die Stadtplanung im Fachdienst Bauordnung Residenzstadt Celle
Stadt Nordenham-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) der Richtung Bauingenieurwesen (Tiefbau, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserwirtschaft, Wasserbau) oder Umweltingenieurwesen oder staatlich geprüften Techniker (m/w/d) der Siedlungswasserwirtschaft Stadt Nordenham
Nordenham Zum Job 

Normalzustand erst nach langer Ruhepause

Die Batterie kehrt erst wieder in den Normalzustand zurück, wenn sie viele Stunden lang in Ruhe gelassen wird, also weder Strom liefern noch empfangen muss. Nicht gerade optimal für die Versorgung eines Elektroautos. Noch schlechter geeignet sind sie für den Einsatz in Hybridfahrzeugen, also Autos, die einen Verbrennungs- und einen Elektromotor haben. Bei jedem Bremsen wird ein bisschen Energie in die Bordbatterie geleitet, die beim starken Beschleunigen wieder abgerufen wird. Das verstärkt noch den Memory-Effekt.

Petr Novák, Leiter der Sektion für elektrochemische Energiespeicherung am PSI, hält den Einsatz von Lithium-Eisenphosphat-Akkus in Autos dennoch für möglich.

Professor Petr Novak

Professor Petr Novak

Quelle: Scanderbeg Sauer Photography

Dazu müssten die heutigen Ladegeräte, die winzige Spannungsänderungen der Batterien falsch interpretieren und den Ladevorgang abbrechen, mit zusätzlicher Intelligenz ausgestattet werden.

Sie müssten die wechselnde Frequenz von Lade- und Entladevorgängen in den Entscheidungsprozess einbeziehen. Für die Ingenieure komme es jetzt darauf an, „den richtigen Umgang mit dem eigentümlichen Gedächtnis der Batterie zu finden“, meint Novák.

Akku-Alternative ist zu gefährlich

Auf andere Lithium-Typen auszuweichen empfiehlt sich wegen der Brandgefahr nicht. Die Autohersteller werden sich vor allem hüten, Lithium-Kobaltoxid-Akkus einzusetzen. Diese speichern pro Gewichtseinheit zwar die meiste Energie, sind aber anfällig gegen Überladung und hohe Stromentnahme. Dadurch entflammen sie leicht.

Das hat Boeing schmerzhaft erfahren. Das jüngste Modell des US-Konzerns, der Dreamliner, wurde ausgerechnet mit diesem gefährlichen Akku ausgestattet. Deshalb haben die Flugzeuge seit Wochen keine Starterlaubnis mehr.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.