Lithium-Ionen-Batterien versorgen heute die meisten unserer Geräte, von Telefonen und Laptops bis hin zu Elektrofahrzeugen. Aber was passiert, wenn man sie zu lange laden lässt? Können Lithium-Ionen-Batterien überladen werden? wenn es über Nacht am Ladegerät bleibt, oder könnte das zu einer verkürzten Lebensdauer der Batterie und sogar zu Bränden führen?
Als Fachmann Anbieter von Lithium-Ionen-BatterienDeshalb habe ich mich auf den neuesten Stand der Forschung gebracht, um herauszufinden, ob es sicher ist, den Lithium-Ionen-Akku über einen längeren Zeitraum aufzuladen. Hier ist, was ich herausgefunden habe.
Können Lithium-Ionen-Batterien überladen werden?
Die kurze Antwort lautet nein - moderne Li-Ionen-Akkus können technisch gesehen nicht überladen werden. Das liegt daran, dass sie eine spezielle Schaltung in der Batterie selbst eingebaut haben, um ein Überladen zu verhindern, sobald die Batterie eine Kapazität von 100% erreicht.
Nach Angaben von Batterieforschern, "Aus rein technischer Sicht kann man Lithium-Ionen-Batterien nicht überladen, solange sie in gutem Zustand sind.
Mit anderen Worten: Lithium-Ionen-Batterien verfügen über einen Sicherheitsmechanismus, der den Stromfluss unterbricht, sobald die Batterie ihre obere Spannungsgrenze erreicht, die normalerweise bei 4,2 Volt liegt. Solange diese Sicherheitsschaltung nicht ausfällt oder beschädigt wird, ist eine Überladung also nicht möglich.
Risiken bei längeren Ladevorgängen
Aber nur weil die Batterien technisch gesehen nicht überladen werden, heißt das nicht, dass man sie unbegrenzt an der Steckdose lassen sollte. Dies kann immer noch die Lebensdauer und Leistung des Akkus mit der Zeit verschlechtern.
Hier ist der Grund dafür:
Lithium-Ionen-Batterien können nur eine bestimmte Anzahl von Lade-/Entladezyklen verkraften, bevor sie anfangen, sich abzunutzen. Im Allgemeinen halten Lithium-Ionen-Batterien 300 bis 500 vollständige Ladezyklen durch, bevor ihre Kapazität erheblich abnimmt.
Und wenn Sie den Akku über Nacht aufladen lassen, während Ihr Gerät noch mit Strom versorgt wird, durchläuft er ständig kleinere Lade-/Entladezyklen, da Anwendungen und Hintergrundprozesse Energie verbrauchen und dann wieder aus dem Akku aufladen.
Mit der Zeit summieren sich all diese Mikro-Ladezyklen und führen dazu, dass sich die Kapazität und Lebensdauer Ihrer Batterie schneller verringert.
Auch wenn Lithium-Ionen-Akkus technisch gesehen nicht überladen werden, kann es der Langlebigkeit schaden, wenn sie über einen längeren Zeitraum als 100% an der Steckdose bleiben.
Tipps zur Vermeidung von übermäßigem Batterieverschleiß
Zum Glück gibt es ein paar einfache Maßnahmen, mit denen Sie unnötige Ladezyklen reduzieren können:
- Trennen Sie die Geräte vom Netz, sobald sie 100% erreicht haben. Bei Handys, Tablets und Laptops sollten Sie das Ladegerät manuell ausstecken, sobald das Gerät eine volle Ladung anzeigt, und es nicht ewig eingesteckt lassen.
- Verwenden Sie den Batteriesparmodus oder schalten Sie die Geräte während des Ladevorgangs über Nacht aus. Dadurch wird verhindert, dass Hintergrundaktivitäten von Apps den Akku ständig belasten.
- Vermeiden Sie hohe Temperaturen. Hitze verschlechtert mit der Zeit auch die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus. Decken Sie die Geräte daher nicht ab und laden Sie sie nicht in extrem heißen Umgebungen wie einem geschlossenen Auto auf.
- Erwägen Sie Teilaufladungen anstelle von Volltanken. Bei Elektrofahrzeugen zum Beispiel empfehlen Experten, nur so viel zu laden, wie für die täglichen Fahrten nötig ist, statt immer bis zu 100% zu tanken. Das hilft, die Ladezyklen zu verkürzen.
Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass eine Überladung von Lithium-Ionen-Akkus zwar technisch nicht möglich ist, Sie aber dennoch unbeabsichtigt die Langlebigkeit beeinträchtigen können, wenn Sie Geräte nach Erreichen der vollen Kapazität zu lange am Netz lassen. Die Verwendung von Batteriesparmodi, die Deaktivierung von Hintergrundaktivitäten, die Überwachung der Temperatur und die Vermeidung unnötiger Vollladungen sind intelligente Methoden, um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern.
Häufig gestellte Fragen
Haben Sie noch Fragen zum Laden von Lithium-Ionen-Batterien? Hier werde ich einige der am häufigsten gestellten Fragen zu Lithium-Ionen-Batterien beantworten:
Können Li-Ion-Batterien durch Überladung explodieren?
In extrem seltenen Fällen ja - wenn sowohl die internen Sicherheitsschaltungen versagen als auch die Batterie reißt, kann das freiliegende Lithium schnell mit Luft reagieren und sich entzünden. Die Wahrscheinlichkeit, dass beides gleichzeitig geschieht, ist jedoch äußerst gering, so dass Explosionen sehr unwahrscheinlich sind.
Erhöht das Überladen die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien?
Technisch gesehen ja, aber nur sehr geringfügig. Lässt man eine Li-Ionen-Zelle über die typische 4,2-Volt-Grenze ansteigen, kann man die Kapazität um weitere 1-2% erhöhen, bevor die Sicherheitsmechanismen greifen. Allerdings wird dadurch auch der Abbau der Zelle beschleunigt, so dass jeder Kapazitätsgewinn nach ein paar Zyklen verschwindet. Dieser Kompromiss lohnt sich nicht.
Ist es schlecht, Li-Ion-Batterien vollständig zu entladen?
Ja - die vollständige Entladung von Lithium-Ionen-Zellen unter 2-3 Volt/Zelle schadet ihrer Langlebigkeit und Kapazität mit der Zeit. Und wenn Sie dies wiederholt tun, wird der Schaden noch größer. Die beste Praxis ist es, Entladezyklen innerhalb des 20-80%-Ladebereichs zu halten, wann immer dies möglich ist.
Was passiert im Inneren eines überladenen Li-Ion-Akkus?
Übermäßiges Aufladen erhöht den Druck und die Wärmeentwicklung aufgrund der fortlaufenden chemischen Reaktionen, liefert aber keine zusätzliche nutzbare Energie, da die gesamte Kapazität erreicht wurde. Längere Hitze- und Druckeinwirkung beschleunigt die Degradation der Zellen. Das Batteriemanagementsystem sollte jedoch wirklich gefährliche Überladungszustände verhindern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass moderne Lithium-Ionen-Akkus und Ladeschutzvorrichtungen ein Überladen bei normalem Gebrauch nahezu unmöglich machen. Um die Gesundheit des Akkus zu maximieren, sollten Sie jedoch unnötige "Erhaltungsladungen" vermeiden, indem Sie die Geräte ausstecken, sobald sie vollständig aufgeladen sind, den Akkusparmodus verwenden und hohe Temperaturen so weit wie möglich vermeiden.
