Für weitere Bedeutungen von Akkumulator siehe Akkumulator (Begriffsklärung).
Ein Akkumulator, oder kurz Akku, ist ein elektrischer Energiespeicher, meist auf Basis eines elektrochemischen Systems, also eine wiederaufladbare Batterie.
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Funktionsweise
In einem Akkumulator wird beim Aufladen elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Das System steht so lange im Gleichgewicht, wie zwischen den beiden Elektroden kein Strom fließen kann. Wird aber ein Verbraucher angeschlossen, so wird die chemische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt.
Beim Aufladen und Entladen von Akkumulatoren wird Wärme frei, so dass nur ein Teil der zum Aufladen aufgewendeten Energie wieder verfügbar ist.
Die von einer elektrochemischen Zelle erreichte elektrische Nennspannung hängt von der Art der verwendeten Materialien ab.
Typen
Zur Herstellung von Akkumulatoren häufig verwendete Materialien sind:
- Pb - Bleiakkumulator (Autobatterie) (2 V Nennspannung/Zelle)
- NiCd - Nickel-Cadmium-Akku (1,2 V Nennspannung/Zelle)
- NiMH - Nickel-Metallhydrid-Akku (1,2 V Nennspannung/Zelle)
- LiIon - Lithium-Ionen-Akku (z. B. Handy-Akku) (3,7 V Nennspannung/Zelle)
- Lithium-Polymer-Akku (3 V Nennspannung)
- RAM - Rechargeable Alkaline Manganese, (1,5 V Nennspannung/Zelle)
Ladungsmenge und Kapazität
Die Ladungsmenge, die ein Akkumulator speichern kann, wird in Amperestunden (Ah) angegeben und als "Kapazität" (Nennkapazität) bezeichnet (nicht zu verwechseln mit der Kapazität eine Kondensators, die anders definiert ist).
Die entnehmbare Kapazität hängt vom Entladeverfahren ab, also vom Entladestrom, von der Entladeschlussspannung des Akkus (der Spannung bei der die Entladung beendet wird), und selbstverständlich vom Ladezustand. Es sind verschiedene Entladeverfahren üblich, u.a.: Entladung mit konstantem Strom, Entladung über konstanten Widerstand oder Entladung mit konstanter Leistung. Je nach Entladeverfahren besitzt der Akku eine andere Kapazität. In einer sinnvollen Angabe der Nennkapazität müssen daher Entladestrom und Entladeschlussspannung mit angegeben werden.
Für die entladestromabhängige Kapazität haben sich zeitabhängige Angaben eingebürgert. So gibt die C20-Kapazität, die verfügbare Energiemenge an, wenn der Akku innerhalb von 20 Stunden mit einem gleichmäßigen Entladestrom bis zu Ladeschlussspannung entladen wird. Multipliziert man die Nennkapazität mit der Nennspannung (Nominal-Spannung), so erhält man den Energiegehalt in Wattstunden (Wh). Um die Spannung zu vervielfachen, werden mehrere Zellen gleicher Kapazität in Reihe hintereinander geschaltet.
Beim Aufladen kommen, je nach Akkutyp, verschiedene Ladeverfahren zur Anwendung. Der Ladevorgang wird dabei durch einen Laderegler gesteuert.
Selbstentladung
Wird ein Akku nicht verwendet, so verliert er über die Zeit einen Teil seiner gespeicherten Energie. Diesen Vorgang nennt man Selbstentladung.
Bei der Lagerung von Akkus wird folgendes empfohlen:
- LiIon: Ladezustand 40 %, möglichst kühl lagern
- Pb (Blei): voll lagern, Selbstentladung monatlich 5-10 %, ein längere Zeit entladener Akku ist zerstört
- NiMH: voll lagern, Selbstentladung monatlich um 30 %
- NiCd: leer (halbleer) lagern, Selbstentladung monatlich um 20 %
Memory-Effekt
Siehe Memory-Effekt.
Verwendung
Die in der Fotografie am weitesten verbreiteten Akkutypen sind Lithium-Ionen-, Nickel-Metallhydrid- und Nickel-Cadmium-Akkus; letztere eignen sich besonders für die Blitzlichtfotografie, weisen jedoch den problematischen Memory-Effekt auf.
Siehe auch
- Akkupack
- Elektrofahrzeug
- Energiespeicher
- Energieversorgung
- Rückstromladen
- Stromquelle
Weblinks
- http://www.flyheli.de/akku.htm Informationen zum Umgang mit Akkus
- Battery Chemistry FAQ (http://www.powerstream.com/BatteryFAQ.html) (englisch)
- http://www.chip.de/artikel/c_druckansicht_12038195.html Chip-Artikel: Akku-Praxis: So leben Ihre Akkus länger
- http://www.jens-seiler.de/bastelecke/akkus/ Informationen zu Nickel-Metallhydrid-Akkus
- www.wissenschaft.de: Turbo-Akku ist schneller, besser und haltbarer (http://www.wissenschaft.de/wissen/news/249773.html) Neuartiges Batteriesystem ist innerhalb von sechs Minuten aufgeladen und deutlich leistungsfähiger als herkömmliche Varianten
da:Akkumulator (elektrisk)
en:Rechargeable battery
es:Acumulador
fr:Accumulateur
ja:????
pl:Akumulator elektryczny
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