Schnelllade-Tech­no­lo­gi­en

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Scha­det das ra­sche Auf­tan­ken dem Ak­ku?

Dass Ak­kus emp­find­li­che Bau­tei­le sind, wis­sen Smart­pho­neBe­sit­zer nicht erst seit Samsungs No­te7-De­sas­ter, bei dem die Ener­gie­spei­cher öf­ter buch­stäb­lich ver­brann­ten. Doch auch un­ter nor­ma­len Be­din­gun­gen bü­ßen Li­thi­um-Io­nen-Ak­kus je nach Smart­pho­ne-Mo­dell und Nut­zungs­ver­hal­ten nach durch­schnitt­lich zwei Jah­ren deut­lich an Spei­cher­fä­hig­keit ein. Der scho­nen­de Um­gang mit ih­nen kann die­se Schwel­le hin­aus­zö­gern. Da­zu emp­fiehlt es sich, den Ak­ku mög­lichst nie ganz voll­zu­la­den und das voll­ge­la­de­ne Smart­pho­ne nie lan­ge Zeit an der Steck­do­se hän­gen zu las­sen. Wo­mit das be­que­me La­den über Nacht schon mal ein NoGo ist. Und auch den Ein­satz bis zur voll­stän­di­gen Ent­lee­rung nimmt der Ak­ku sei­nem Be­sit­zer auf Dau­er übel.

Und nun set­zen die Ent­wick­ler von La­de­elek­tro­nik die­se emp­find­li­chen Bau­tei­le beim La­den qua­si ei­ner Druck­be­tan­kung aus. Statt dem Ener­gie­spei­cher wie bis­her in­ner­halb von drei bis vier St­un­den ganz ge­mäch­lich neue Re­ser­ven zu­zu­füh­ren, ver­spre­chen Sys­te­me wie USB PD (Po­wer De­li­very), Hua­wei Su­per­Char­ge, Qual­comm Quick Char­ge und an­de­re, die La­de­zeit deut­lich zu ver­kür­zen. Be­son­ders Quick Char­ge scheint im­mer neue Re­kor­de auf­zu­stel­len. Ga­ben die Ame­ri­ka­ner für Ver­si­on 3 noch an, den Ak­ku in­ner­halb von 36 Mi­nu­ten auf 80 Pro­zent zu la­den, so soll Ver­si­on 4+ un­ter op­ti­ma­len Be­din­gun­gen fünf St­un­den Lauf­zeit aus fünf Mi­nu­ten La­de­zeit ho­len. Dass das be­ein­dru­cken­de Ge­schwin­dig­kei­ten sind, die das Le­ben er­leich­tern, steht au­ßer Fra­ge. Doch was sagt der Ak­ku da­zu?

Ei­ne gu­te Qu­el­le zu al­len Aspek­ten von Ak­kus ist die Sei­te bat­te­ry­uni­ver­si­ty.com, die von der auf Bat­te­rie-Ma­nage­ment spe­zia­li­sier­ten Fir­ma Ca­dex be­trie­ben wird.

Be­stimm­te Vor­ga­ben

Vier wich­ti­ge Be­din­gun­gen müs­sen er­füllt sein, um ei­nen Li-Ion-Ak­ku mit Höchst­ge­schwin­dig­keit la­den zu kön­nen. Zu­nächst braucht die Spei­cher­zel­le ein spe­zi­el­les De­sign und muss auch gut in Form sein. Zu­dem darf die Schnell­la­dung nur bis zu ei­nem be­stimm­ten Füll­grad des Ak­kus an­ge­wen­det wer­den, auf 100 Pro­zent Auf­tan­ken ist da­mit aus­ge­schlos­sen. Wei­ter­hin müs­sen al­le Ein­zel­zel­len in ei­nem Ak­ku-Ver­bund in­ner­halb en­ger To­le­ran­zen glei­che Ei­gen­schaf­ten ha­ben. Das spielt bei Smart­pho­neAk­kus kei­ne Rol­le, da die­se nur aus ei­ner Zel­le be­ste­hen. Bei Ta­blets kann es je­doch ein wich­ti­ger Aspekt sein. Als vier­ter und letz­ter Punkt muss der La­de­vor­gang bei mo­de­ra­ten Tem­pe­ra­tu­ren er­fol­gen.

Da­mit kom­men für Quick Char­ge und Co über­haupt nur Smart­pho­nes mit spe­zi­ell da­für ent­wi­ckel­ten Ak­kus in-

fra­ge. Ei­nes der Haupt­pro­ble­me beim schnel­len La­den ist die Ener­gie, die von der lang­sam re­agie­ren­den Zel­le nicht so­fort auf­ge­nom­men wer­den kann. Die­se kann zur Er­hit­zung, zur Gasent­wick­lung oder zum Ab­set­zen von Li­thi­um an der Anode füh­ren. Durch Kon­struk­ti­on und Ma­te­ri­al­wahl las­sen sich die­se Ef­fek­te auf ein Mi­ni­mum re­du­zie­ren.

Doch auch dann muss die Elek­tro­nik den La­de­vor­gang ge­nau über­wa­chen. Hier­zu steckt in je­dem Ak­ku ein Tem­pe­ra­tur­sen­sor. Zu­dem wird der Ak­ku mit ei­ner Se­rie von Strom­im­pul­sen ge­la­den. Aus der Span­nung bei ein- und aus­ge­schal­te­tem Strom kann mit Kennt­nis des Zel­l­auf­baus auf den che­mi­schen Zu­stand der Zel­le ge­schlos­sen wer­den. So lässt sich die La­de­ge­schwin­dig­keit sehr ge­nau dem an­pas­sen, was dem Ak­ku ge­ra­de noch gut­tut. Sie wird mit zu­neh­men­dem Al­ter des Ak­kus aber et­was an Ef­fek­ti­vi­tät ein­bü­ßen.

Ex­ak­te Do­sie­rung ist wich­tig

Auch an an­de­rer Stel­le be­müht sich die La­de­tech­nik – be­ste­hend aus Ste­cker­netz­teil, USB-Ka­bel und La­deReg­ler im Smart­pho­ne – um scho­nen­den Um­gang mit dem Ma­te­ri­al. Ste­cker­netz­tei­le wa­ren zu An­fang der Han­dy­ge­schich­te auf et­wa 5 Watt Aus­gangs­leis­tung (5 Volt/1 Am­pe­re) aus­ge­legt, doch das wür­de bei Wei­tem nicht mehr rei­chen, um die heu­ti­gen gro­ßen Ak­kus in Re­kord­zeit zu la­den. Des­halb wur­de zu­nächst der Strom auf 2 Am­pe­re er­höht, was dop­pel­te Aus­gangs­leis­tung und grob die hal­be La­de­zeit bringt. Für ei­ne wei­te­re Ge­schwin­dig­keits­stei­ge­rung hät­te der Strom wei­ter er­höht wer­den müs­sen, doch da­für sind die USB-Ka­bel zu dünn und die Ste­cker zu fi­li­gran. Die In­ge­nieu­re grif­fen al­so auf ei­nen

Neue La­de­tech­ni­ken ver­spre­chen, bis zu fünf St­un­den Smart­pho­ne-Lauf­zeit aus fünf Mi­nu­ten La­den zu ho­len. Das freut den Be­nut­zer, doch wie re­agiert der Ak­ku auf den schnel­len Ener­gie­trans­fer?

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