Die Anzahl der Ladezyklen eines Akkus gibt an, wie oft er vollständig geladen und entladen werden kann, bevor er ausfällt oder an Kapazität verliert.
Lithium-Ionen-Akkus nutzen sich beim Aufladen ab, aber moderne Akkus sollten zwischen 700 und 1000 Ladevorgänge halten, bevor ihre maximale Kapazität unter 90 % ihres ursprünglichen Werts sinkt.
Ein Ladezyklus (Vollzyklus) entspricht dem Wiederaufladen einer entladenen Batterie (Akku).
Das Aufladen eines Akkus von 0 auf 100 % entspricht einem Ladezyklus. Wird ein Akku von 40 auf 90 Prozent aufgeladen, entspricht das einem 1/2 Ladezyklus.
Entladeschlussspannung – Entladungsgrenze eines Akku
Die Entladeschlussspannung ist die Spannung, bei der die Entladung eines Akkus oder einer Batterie enden sollte, um eine Beschädigung der Batterie zu vermeiden.
- Akkumulatorsystem und typische Entladeschlussspannung
- Lithium-Polymer-Akku (LiPo) 3,3 V
- Lithium-Ionen-Akku (Li-Ion) 2,5 V
- Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator (LFP-Akku) 2 V
- Bleiakkumulator 1,75 V
- Nickel-Zink-Akkumulator (NiZn) 1,2 V
- Wiederaufladbare Alkali-Mangan-Zellen (RAM-Zellen) 1 V bis 1,1 V
- Nickel-Metallhydrid-Akku (NiMH) 1 V
- Nickel-Cadmium-Akku (NiCd) 0,85 V bis 1 V
Bei manchen Akkus ist die Entladeschlussspannung die Spannung, bei der sie ohne Schaden zu nehmen entladen werden können.
Die Entladeschlussspannung wird vom Hersteller angegeben. Eine Unterschreitung (Tiefenentladung) kann zu Kapazitätsverlust oder Zerstörung führen. Blei- und Lithiumbatterien sind sehr empfindlich gegen Tiefentladung. Bei diesen Batterien erhöht sich die Lebensdauer mit abnehmender Entladetiefe. Je weniger sie entladen werden, desto länger können sie Strom speichern.
Ladeschlusspannung – max. Ladespannung
Die Ladeschlussspannung ist die Ladespannung, die nicht mehr überschritten werden kann, ohne die Batterie zu schädigen (Kapazität, Lebensdauer). Die Ladespannung ist abhängig vom Batterietyp.
- Bleiakkumulator ≈ 2,42 V (Lade-Erhaltung 2,23 V)
- NiCd/NiMH-Akku ≈ 1,45 V
- Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator 4,2 V
- Lithium-Polymer-Akku (LiPo) 4,2 V
- Lithium-Polymer-High-Voltage-Akku (LiHV) 4,35 V
- Lithium-Eisenphosphat-Akku (LiFePO4) 3,6 V (maximal 3,8 Volt)
- Nickel-Zink-Akkumulator ≈ 1,90 V
Insbesondere bei Li-Ion-Akkus ist das Abschalten des Ladevorgangs unterhalb dieser oberen Spannungsgrenzen (ca. -0,3 V) für eine längere Lebensdauer sinnvoll. Während der letzten Ladephase steigt die Zellspannung in der Regel schneller an und der zusätzliche Energieverbrauch ist geringer.
Tiefentladung
Unter Tiefentladung einer Batterie versteht man den Zustand nach der Stromentnahme, bis die Kapazität nahezu vollständig erschöpft ist oder eine bestimmte Spannung unterschreitet. Da Tiefentladungen für Akkus schädlich sein können, sollten Akkumulatoren möglichst davor geschützt werden.
Bei der Tiefentladung wird der Akku soweit entladen, bis die Spannung unter die Entladeschlussspannung fällt. Je nach Batterietyp kann eine Tiefentladung unterschiedliche Schäden am Akku verursachen.
Besondere Vorsicht ist geboten, wenn sich der angeschlossene Verbraucher bei zu geringer Versorgungsspannung nicht automatisch abschaltet und so den Akku immer weiter entlädt.
Auch bei Nichtgebrauch können sich Akkus durch Selbstentladung tiefentladen und Schäden erleiden.
Tiefentladung bei Lithium-Ionen-Akkus
Bei Lithium-Ionen-Akkus kann eine Tiefentladung unter 2,4 V zu irreversiblen Schäden und Kapazitätsverlust führen.
Wenn die Batteriespannung unter 1,5 V liegt, sollte sie nicht verwendet werden. Höchstwahrscheinlich hat sich eine Kupferbrücke gebildet, die einen Kurzschluss verursacht. In diesem Zustand kann der Akku instabil werden und überhitzen, wodurch ein Brandrisiko entsteht.
Aus Sicherheitsgründen sollten keine tiefentladenen Li-Ionen-Akkus verwendet werden.
Tiefentladung erkennen
Tiefentladung erkennt man durch eine Spannungsmessung des Akkumulators. Liegt die Batteriespannung unter der Entladeschlussspannung, wurde der Akku tiefentladen.
