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Technologiewechsel im Akku-Bereich

Blei-Säure-Batterien durch NiMH- und Li-Ionen-Lösungen ersetzen

20. August 2013, 10:53 Uhr | Alex Stapleton, Varta Microbattery

So klein ist eine Lithium-Ionen-Batterie nahezu vergleichbarer Kapazität (2,85 Ah) gegenüber einer Blei-Säure-Batterie mit 3 Ah.

Endgerätehersteller, die bisher auf Blei-Säure-Batterien gesetzt haben, müssen sich zunehmend nach Alternativen umsehen. Welche Details sind beim Umstieg von Blei-Säure-Batterien auf neue Akku-Technologien wie NiMH oder Lithium-Ion zu beachten?

Elektronikhersteller haben Blei-Säure-Batterien sowohl im industriellen Sektor als auch im Medizinbereich oder in der Automobilindustrie eingesetzt, wenn es darum ging, große Mengen elektrischer Ladung sicher und günstig zu speichern. In jüngster Zeit schränken nun neue Gesetzesvorgaben die Verwendung von Komponenten, die Blei enthalten, immer stärker ein.

Um ihre Produkte im Einsatz weiter zu unterstützen, sind darum immer mehr Anwender darauf angewiesen, Austauschbatterien einzusetzen. Für viele von ihnen eröffnet sich damit auch die Möglichkeit, auf eine modernere Batterietechnologie wie etwa Nickel-Metallhydrid (NiMH) oder Lithium-Ionen (Li-Ion) umzusteigen. Bei einem solchen Technologiewechsel sind jedoch mehr Faktoren zu beachten, als auf den ersten Blick anzunehmen wäre.

Vorteile neuer Batterietypen Eine NiMH- oder Lithium-Ionen Batterie hat gegenüber einer Blei-Säure-Batterie gleicher Kapazität in fast allen Parametern Vorteile. Dazu gehören:

• Einhaltung der Umweltschutzbestimmungen: Blei ist ein starkes Gift und daher in vielen Arten von Geräten verboten. NiMH- und Lithium-Ionen-Batterien lassen sich daher kostengünstiger entsorgen als Blei-Säure-Batterien.

• Lebensdauer: Sowohl NiMH- als auch Lithium-Ionen Batterien halten sehr viel mehr Lade- und Entladezyklen stand als eine Blei-Säure-Batterie. Das ist besonders bei der Betrachtung der Kosten über die Lebensdauer ein wichtiger Faktor.

• Energiedichte: Kleine, flache Geräte, die eine lange Laufzeit verlangen, wie Mobiltelefone oder Notebooks, verwenden Lithium-Ionen Batterien aufgrund ihrer sehr hohen Energiedichte. NiMH bietet gegenüber Li-Ion eine Energiedichte, die etwa halb so hoch ist, aber immer noch höher ist als bei Blei-Säure. Ein Ersatz durch einen dieser beiden Batterietypen gibt dem Gerätehersteller die Möglichkeit, die Laufzeit zwischen zwei Batterieladungen zu verlängern oder bei gleicher Laufzeit das Gewicht des kompletten Produkts zu verringern.

• Selbstentladung: Blei-Säure-Batterien haben in der Lagerung eine nur kurze Lebensdauer, da sie eine hohe Selbstentladungsrate aufweisen (Leckstrom ohne anliegenden Verbraucher). NiMH- und Li-Ionen-Typen vereinfachen das Management der Lieferkette, da sie vor der Verwendung beim Hersteller und beim Kunden länger gelagert werden können.

• Regelung und Überwachung: Der Ladezustand einer Lithium-Ionen-Batterie lässt sich sehr genau messen. Im Gegensatz hierzu liefert die einfache Spannungsüberwachung bei Blei-Säure- und NiMH-Batterien nur ungenaue Ergebnisse und keine nennenswerte Vorwarnung, wenn die Batterieladung erschöpft ist.

Damit hat der Einsatz von NiMH- oder Lithium-Ionen Batterien viele Vorteile. Darüber hinaus kann sich der Anwender angesichts der weiten Verbreitung von NiMH- und Li-Ion-Zellen auf etablierte und weiterhin zuverlässige Lieferketten verlassen. Dagegen werden sich die Lieferantenquellen für Blei-Säure-Batterien angesichts neuer gesetzlicher Vorschriften in Zukunft reduzieren.