Altlast oder alter Freund?

Obwohl sie in den letzten 10+ Jahren von neueren und attraktiveren Bauarten fast ganz aus der Airsoft Szene gedrängt wurden, finden Ni-Cd (Nickel Cadmium) und Ni-Mh (Nickel Metall-Hybrid) Akkus immer noch Verwendung

Ni-Cd Akkus kommen in Zellen zu 1,2V, sie sind robust und verlässlich, halten regelmässig auch tiefsten Temperaturen stand und sind relativ unempfindlich bei Tiefentladung und zu einem gewissen Mass bei Überladung. Sie sind über Jahre hinweg lagerbar und können bei entsprechender Pflege Jahrzehnte alt werden.

Leider neigen Ni-Cd Akkus zu hohen Selbstentladungsströmen. Bei Überladung können giftige Dämpfe austreten und sie neigen zum sogenannten Memory Effekt (siehe unten). Das sie seit 2006, wegen der umweltschädigenden Wirkung von Cadmium, nicht mehr in Umlauf gebracht werden dürften (Lagerbestände ausgenommen) ist auch nicht gerade hilfreich.

Die Ni-Mh Sorte zeichnet sich ebenfalls durch eine Zellenspannung von 1,2V aus, benötigt aber ein anderes Ladegerät bzw. Ladeverfahren als Ni-Cd Akkus. Im Gegensatz zu Ni-Cd Akkus vertragen Mh Akkus Schnelladungen und neigen zu einer nicht so hohen Selbstentladung wie ihre Ni-Cd Geschwister.

Nachteilig bei Ni-Mh Akkus sind die niedrigere Kälteleistung, die hohe Empfindlichkeit auf Tiefentladung und Überladung. Der Akku verliert bei längerer Lagerung deutlich an Kapazität und Mh Akkus neigen ebenfalls zum Memory Effekt, wenn auch nicht so extrem wie Ni-Cd Akkus.

*Der Memory Effekt zeigt sich bei Akkus die ständig Teilentladen und wieder Teilweise aufgeladen werden, durch diesen Effekt wird der tatsächliche Ladezustand stetig herabgesetzt.

Gegenwart (und Zukunft?) 

Nun kommen wir zu dem Teil, für den ihr eigentlich auf den Link geklickt habt, den aktuellen «King of the Hill» der Akkus.

Lithium Akkus kommen in viele verschiedenen Bauarten, Farben, Formen und Anwendungen vor. Überall wo möglichst viel Energie in einer möglichst kompakten Form benötigt werden, ist diese Art Akku zu finden.

Die mit Abstand am häufigsten verwendeten Akkus dieser Bauart sind LiPo’s (Lithium Polymer Akkus), mit einer Zellenspannung von 3,7V und einer für die jeweilige Baugrösse sehr hohen Energiedichte, die kein anderer Akku Typ liefern kann ist deren Beliebtheit verständlich.

Neben der äusserst praktischen Bauform und hohen Energiedichte, punkten LiPo’s auch mit einem vernachlässigbar kleinen Memory Effekt, kleiner Selbstentladung und sehr hohem Entladestrom.

Die Nachteile der LiPo’s sind leider nicht ganz ohne. Bei Überladung oder Beschädigung sowie Überalterung blähen sie sich auf und können sich selbst entzünden, die bei einem LiPo Brand freigesetzten Gase sind nicht nur heiss, sondern auch höchst giftig. Sie bedürfen sehr spezieller Ladegeräte (auf welche in einem späteren Post eingegangen wird), sie müssen ständig oder zumindest regelmässig überwacht werden da sie keinesfalls tiefentladen werden dürfen (Schwellwert ist 25-30% Ladung) und der Transport unterliegt in vielen Fällen speziellen Auflagen.

Der Technische Kram um LiPo’s

Da LiPo’s so allgegenwärtig sind, findet ihr nachstehend ein paar Daten rund um diese Bauart und die Bezeichnungen auf den Akkus.

Spannung:    7.4V (Nominal, Li-Po)

Kapazität:    Maximale Ladekapazität des Akkus in mAh (Milli Ampere Stunden) angegeben

C-Wert:    Die maximale sicher erzielbare Entladung (ohne den Akku zu beschädigen), der genaue Wert muss errechnet werden mit C x Kapazität (in A) = max Entladung In unseren Fall 20C x 1.2A (1200mA)= 24A

Zellenzahl:    Die Zahl und Schaltung der Zellen werden angegebenIn unserem Beispiel 2S, 2 Zellen, Seriell geschaltet (um auf die7,4V zu kommen da ja jede Zelle nominal 3,7V hat) (Leider bei den meisten Airsoft Akkus nicht angegeben)

Lithium für alle!

Neben den allseits bekannten LiPo Akkus gibt es natürlich eine ganze Flut an mehr oder minder bekannten Lithium Akku Bauformen.jede dieser wirbt mit noch besseren Leistungen und dem Versprechen besser als alle anderen auf dem Markt zu sein.

Faktisch besteht zwischen den verschiedenen Sorten von Lithium Akkus kein Weltverändernder Unterschied. Im direkten Vergleich sind Energiedichten, Selbstentladungskurven und die Neigung sich weniger stark aufzublähen, sehr nahe beieinander und einzig der Preis, die zur Verfügung stehende Grösse und Spannung sowie Kapazität des Akkus entscheidend.

Die Annahme liegt nun nahe das alle Lithium Akkus dementsprechend gleich sind und sich nur der «Geschmack» ändert, die Geschichte könnte hier eine unnötig komplizierte Richtung einschlagen aber kurz gesagt, jede Bauart hat spezifische Anforderungen an Ladegeräte und Überwachungseinrichtungen. Es ist daher unbedingt auf die Kompatibilität zwischen dem verwendeten Ladegerät und Akku sowie anderem Zubehör und, offensichtlich, dem damit zu betreibenden Gerät zu achten.

Der Mahnende Finger

Die ganzen Daten, Fakten und Aufzählungen sind schön und gut, aber wie sieht es den in der Praxis aus, laufen meine Nickel Akkus aus und brennen meine Lithium Akkus ganz von selbst einfach spontan ab?

Die genannte Selbstentladung von Nickel Akkus, etwa 10-20% pro Monat, macht diese für eine Langzeitlagerung eher ungeeignet kann aber gleichzeitig dem Memory Effekt entgegenwirken, Bedingung dafür ist, dass der Akku jeweils komplett entladen und wieder bis zur Lagerkapazität, in etwa 40-60% der Kapazität, geladen wird. Ein Akku der Anzeichen des Memory Effekts aufzeigt, kann mit einem Ladegerät das mit einem «Cycle Mode» (auch Akku Rekonditionierung genannt) ausgerüstet ist, grösstenteils wieder Rückgängig gemacht werden. Bei dieser Rekonditionierung wird der Akku mehrmals hintereinander entladen und wieder voll aufgeladen. Nickel Akkus mit einem Ladegerät und dem «Delta Peak» Modus zu lagern ist nicht empfehlenswert da die Lebensdauer von Nickel Akkus deutlich abnehmen kann. Beim «Delta Peak Mode» wird der Akku stetig bei 97-99% Ladung gehalten, dies ist z.B. für Blei Akkus konzipiert.

Bei inkorrekter Lagerung, Beschädigung oder Unterladung können Nickel Akkus zwar auslaufen und Oxidieren, was sie unbrauchbar macht, solang es sich aber nicht um einen Nickel-Cadmium Akku handelt ist dies aber nur mühsam zu reinigen und nicht gefährlich. Das Überladen oder Kurzschliessen von Nickel Akkus (bzw. Kurzschliessen jeglicher Akku Typen) sollte unbedingt vermieden werden, kann allerdings höchstens zu einem Schmelzen der Akkuzellen führen. Eine Brand oder Explosionsgefahr geht von Nickel Akkus nicht aus.

Lithium Akkus sind hingegen überraschend genügsam und einfach zu lagern, unabhängig von der genauen Zusammensetzung des Akkus, können Lithium Akkus bei einem Ladezustand von 60% problemlos bis zu 2 Jahre gelagert werden (die Selbstentladung beträgt etwa 1-2% pro Monat). Die Probleme mit diesen Akkus beginnen erst beim Laden und Verwenden. Sollten unangenehme Probleme mit diesen Akkus auftreten wie ausgasen, entzünden oder bersten sollte auf keinen Fall versucht werden den Akku direkt zu berühren, sondern gleich mit dem angeschlossenen Gerät an einen (relativ) sicheren Ort, am besten an eine freie Fläche im Aussenbereich, begeben.

Sollte der Akku tatsächlich anfangen zu brennen, darf unter keinen Umständen mit Wasser, sondern nur mit Löschsand oder Lithium Löschmitteln gelöscht werden, der Einsatz von Wasser würde zu grösseren Problemen führen (Stichwort, Wasserstoffexplosion). Beim Aufräumen solcher Situationen ist ebenfalls Vorsicht geboten, die metallischen Anteile dieser Akkus können noch Stunden später heiss sein und die Abfallstoffe, speziell Stäube, sind toxisch.

Weiterführendes und anderes

Der ganze Blog Eintrag hier soll weder abschliessend noch umfassend sein, sondern nur einen kleinen Überblick über die Welt der Akkus verschaffen, Ladegeräte, Stecker und der Unterschied zwischen Modellbau und Airsoft Akkus werden in einem späteren Post behandelt.