Akku & Memory Effekt
Wir erklären Ihnen, was sich hinter dem sogenannten Memory Effect verbirgt und ob er bei modernen Lithium-Ionen-Akkus noch auftritt.
19.09.2024
WAS STECKT HINTER DEM MEMORY EFFECT? AKKU LADEN 101
Oft hört man, dass grundsätzlich alle Akkus von dem sogenannten „Memory Effect“ betroffen sind und durch zu frühzeitiges Aufladen Energiekapazität verlieren. Nimmt die Leistung des Akkus ab, verringert sich automatisch die Einsatzzeit des akkubetriebenen Geräts. Das Resultat: In der Praxis muss der Akku immer häufiger geladen werden. Im schlimmsten Fall wird er frühzeitig unbrauchbar. Aber sind wirklich alle Akkus von diesem Kapazitätsverlust betroffen? Nein: Bei modernen Li-Ionen-Akkus ist der Memory Effect nicht mehr feststellbar. Für Anwender hat das den grossen Vorteil, dass der Akku jederzeit aufgeladen werden kann – unabhängig von seinem Ladezustand.
Memory Effect: entdeckt in den 60er Jahren
Der ursprüngliche Akku-Mythos hat einen wahren Ursprung und stellte in der Vergangenheit zum Teil eine ernsthafte Herausforderung dar. Der Memory Effect wurde bereits in den 1960er Jahren von Ingenieuren der NASA entdeckt. Diesen fiel auf, dass die in einem Satelliten verbauten Akkus über die Zeit an Kapazität verloren. So stellten die Akkus nach wiederholten Teilentladungen nur noch so viel Energie bereit, wie zuvor aufgeladen wurde.
Der Memory Effect bezeichnet damit eine negative Veränderung des Speichervermögens, die durch wiederholtes Teilentladen auftritt. Der Akku „merkt“ sich hierbei den Stand der Teilentladung und stellt im weiteren Gebrauch nur noch diese „gemerkte“ Menge an Energie zur Verfügung. Sie können sich das wie bei einem Gefäss vorstellen, bei dem Sie einen Zwischenboden einziehen – Ihnen steht dann im Gefäss weniger Raum zur Verfügung, den Sie füllen können. Der Memory Effect äussert sich elektrisch in einem Spannungsabfall. Der Akku wird unbrauchbar, wenn die Spannung durch den Spannungsabfall unter den Mindestbedarf des zu nutzenden Gerätes sinkt.
Memory Effect: Welche Akkus sind betroffen?
Vorwiegend tritt der Memory Effect bei Nickel-Cadmium-Akkus (NiCd) auf, die häufig in kabellosen Werkzeugen verbaut wurden. Hervorgerufen wird der Effekt durch Kristallbildung an der aus Cadmium bestehenden Kathode. Wird der Akku nicht vollständig entladen, begünstigt dies die Kristallbildung im nicht entladenen Bereich. Dabei gilt, dass mit zunehmender Kristallgrösse die Spannung sinkt, da die Leitfähigkeit des Materials negativ beeinflusst wird. In etwas geringerem Ausmass ist ein ähnlicher Effekt auch bei Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) zu beobachten, allerdings spricht man hier vom Lazy-Battery-Effekt. Akkus, die der gängigen Batteriegröße AA oder auch AAA entsprechen, sind oft noch NiMH-Akkus. Um den Lazy-Battery-Effekt zu vermeiden, ist es wichtig, dass Sie den NiMH Akku richtig laden. Das gilt auch für die Akkus, die fest in kleinen Elektrogeräten verbaut sind. Sonst sind Ni-MH- wie auch NiCd-Akkus heute nur noch selten zu finden.
Wie kommt es zum Memory Effect?
Der Memory Effect beruht nach aktuellem Stand der Forschung auf zwei Prozessen.
Wird ein NiCd-Akku aufgeladen, bilden sich Cadmium-Mikrokristalle. Wird der Akku nur bis zu einem bestimmten „über die Ladevorgänge hinweg gleichbleibenden“ Grad entladen, begünstigt dies die Bildung grösserer Kristalle aus Mikrokristallen in nicht entladenen Bereichen. Weil die grösseren Kristalle im Vergleich mit den kleineren Kristallen bei gleicher Masse eine kleinere Gesamtoberfläche haben, reagieren sie beim Entladen schlechter: Die Spannung bricht ein.
Ältere Ladetechnologien haben keine Möglichkeit, den Akkustand zu beachten. Sie laden über einen festgelegten Zeitraum und überladen so einen nur teilentladenen Akku. Dadurch kommt es zur Umkristallisation an der sogenannten Cd-Elektrode. Aufgrund der Stellung des Cadmiums innerhalb der elektrochemischen Spannungsreihe ist die Umkristallisation mit einer geringeren Ausgangsspannung und einer dadurch verringerten Kapazität verbunden.
Kein Memory Effect mit Lithium-Ionen-Akkus von STIHL
STIHL verwendet ausschliesslich moderne Lithium-Ionen-Akkus. Diese sind nicht nur leichter und leistungsstärker als ihre Vorgänger, sondern auch so gut wie frei vom oben erklärten Memory Effect. So weisen sie auch nach wiederholter Teilentladung keinen nennenswerten Spannungsrückgang auf. Gewährleistet wird dies durch die in den Akku-Zellen verbauten Materialien und modernste Technologie. Das Aufladen von STIHL Li-Ionen-Akkus ist zu jedem Zeitpunkt bedenkenlos möglich. Es ist also nicht wichtig, dass Sie den Akku immer bis zur vollständigen Entladung nutzen. Auch das kurze Zwischenladen in Arbeitspausen stellt kein Problem dar.
Was bedeutet der Memory Effect bei Akkus?
Werden früher häufig verwendete Nickel-Cadmium-Akkus (NiCd) oder Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) häufig nur teilentladen, tritt ein Kapazitätsverlust auf. Dieser Effekt wird als Memory Effekt bezeichnet. Durch die häufige Teilentladung „merkt“ der Akku sich den Energiebedarf der letzten Ladevorgänge und lädt nur noch diese „gemerkte“ Energiemenge, statt der ursprünglich zur Verfügung stehenden Kapazität. Das führt zu einem frühen Spannungsabfall, der den Akku auf lange Sicht unbrauchbar macht. Wenn Sie einen NiMH Akku laden, sollten Sie daher darauf achten, den Akku regelmässig vollständig zu entladen und anschliessend vollständig aufzuladen, um die volle Kapazität zu erhalten und die Lebensdauer des Akkus zu verlängern.
Zusammenfassung: Der Memory Effect
- Kein Memory Effect bei Lithium-Ionen-Akkus in STIHL Produkten
- Der Memory Effect entsteht durch das zu frühe Aufladen noch nicht (vollständig) leerer Akkus.
- Der Memory Effect verringert die Energiekapazität teilweise oder sogar ganz.
Der Memory Effect ist ein durch frühzeitiges Aufladen verursachter Kapazitätsverlust bei Nickel-Cadmium-Akkus. Wird solch ein Akku nicht vollständig entladen, bevor er wieder aufgeladen wird, „merkt“ er sich den Energiebedarf der letzten Ladevorgänge und lädt nur noch diese Energiemenge auf. Dadurch verliert er schnell an Kapazität und wird unbrauchbar. Lithium-Ionen-Akkus in STIHL Geräten haben hingegen keinen Memory Effect.
Ob Akkus einen Memory Effect haben, ist von der verwendeten Technologie abhängig. Früher verwendete Nickel-Cadmium-Akkus oder Nickel-Metallhybrid-Akkus haben beispielsweise einen Memory Effect. Daher sollten Sie einen NiCd Akku sowie Ni-MH Akku richtig laden, also immer komplett entladen, bevor Sie sie wieder aufladen. Die von STIHL verwendeten Lithium-Ionen-Akkus haben hingegen keinen Memory Effect.
Nein, ein Lithium-Ionen-Akku hat keinen nennenswerten Memory Effect. Solche Akkus können Sie problemlos zu jedem Zeitpunkt aufladen, ohne dass der Akku dabei an Kapazität verliert. STIHL verwendet ausschliesslich Lithium-Ionen-Akkus mit modernster Technologie.
