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
Stuttgarter Straßenbahnen AG-Firmenlogo
Projektingenieur:in / Planer:in - BOS-Funksystem / Funkinfrastruktur / Roll-Out (m/w/d) Stuttgarter Straßenbahnen AG
Stuttgart Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur (w/m/d) als Experte für Vergabe und Vertragsabwicklung von Bauleistungen Die Autobahn GmbH des Bundes
Stadtwerke München GmbH-Firmenlogo
Strategische*r Einkäufer*in Anlagenbau (m/w/d) Stadtwerke München GmbH
München Zum Job 
Heinrich Wassermann GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Bauleiter / Bauingenieur / Projektingenieur (m/w/d) als Projektleiter für Hochbau oder Tiefbau Heinrich Wassermann GmbH & Co. KG
Crossen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Bauwerkserhaltung und -prüfung Die Autobahn GmbH des Bundes
Bochum, Dillenburg, Osnabrück Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Vermessungsingenieur (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
PASS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur/in oder Chemieingenieur/in (m/w/x) PASS GmbH & Co. KG
Schwelm Zum Job 
PASS GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur/in oder Chemieingenieur/in (m/w/x) PASS GmbH & Co. KG
Schwelm Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur/in als Experte (w/m/d) Brückenprüfung Die Autobahn GmbH des Bundes
Montabaur Zum Job 
Richard Wolf GmbH-Firmenlogo
Abteilungsleiter Auftragsmanagement (m/w/d) Richard Wolf GmbH
Knittlingen Zum Job 
Stadtwerke Potsdam GmbH-Firmenlogo
Elektroingenieur (m/w/d) Planung Versorgungs- und Entsorgungsnetze Stadtwerke Potsdam GmbH
Potsdam Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur als Bauwerksprüfer im Brückenbau (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Landschaftsplaner / Biologe (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Darmstadt Zum Job 
Reflex Winkelmann GmbH-Firmenlogo
System Engineer (m/w/d) Reflex Winkelmann GmbH
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieur/in als Bauwerksprüfer (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Darmstadt Zum Job 
Diehl Aerospace GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Entwicklungsingenieur (m/w/d) Avionik (System) Diehl Aerospace GmbH
Frankfurt / Main, Nürnberg, Rostock, Überlingen am Bodensee Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Teamleitung (m/w/d) Neubau Ost 1 und Neubau Ost 2 Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Sachbearbeiter/in (w/m/d) Immissionsschutz Die Autobahn GmbH des Bundes
Darmstadt, Brücken (Pfalz) Zum Job 
Deutsche Rentenversicherung Bund-Firmenlogo
Projektarchitekt*in mit Gesamtprojektverantwortung (m/w/div) Deutsche Rentenversicherung Bund
Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA)-Firmenlogo
Referent (m/w/d) Technische Vorschriften & Werkstoffe Verband der Automobilindustrie e.V. (VDA)

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.