Lithium-Ionen-Akku Warum Akkus Kälte hassen

Von Christoph Meyer 

Kalt erwischt: Akkus bei Pedelecs Foto: dpa
Kalt erwischt: Akkus bei Pedelecs Foto: dpa

Im Skiurlaub fotografieren oder mit dem Pedelec einen Winterausflug machen: Wer bei Kälte Akku-betriebene Geräte nutzt, sollte einiges beachten, sonst machen sie bald schlapp.

Stuttgart - Im Testlabor der Prüfgesellschaft Dekra in Stuttgart stapeln sich ­Rasenmäher und andere Gartengeräte. Auf einem Tisch sitzt ein Plüsch-Pandabär mit verbranntem Hintern. Die Test-Ingenieure, Männer in weißen Kitteln, zündeln und rütteln hier an allen möglichen Gegenständen, um ihre Sicherheit zu prüfen und zu sehen, ob sie einhalten, was die Hersteller versprechen. In einem Nebenraum steht ein riesiger Kühlschrank. Das Gerät, das eigentlich ­Klimakammer heißt, ist dazu da, Produkte auf ihre Kälteresistenz zu prüfen.

Die Dekra-Tester haben kürzlich die Akkus von Pedelecs, das sind Fahrräder mit einem kleinen Elektromotor, hineingeschoben. Sie wollten herausfinden, ob sich die Akkus bei niedrigen Temperaturen schneller entladen. Heraus kam, dass Kälte einen starken Einfluss auf die Reichweite von Pedelec-Akkus haben kann. Bis zu einem Viertel der Kapazität kann der Energieverlust betragen. Besonders ­betroffen sind billige Akkus, wie zum Beispiel der von der Dekra getestete Akku eines Discounthändlers. Weniger ausgeprägt waren die Auswirkungen von Kälte dagegen auf den Akku eines Markenherstellers.

„Wie hoch der Verlust ist, hängt von den Materialien ab, aus denen der Akku besteht“, sagt Andreas Richter, Experte für Elektromobilität bei Dekra. Bei einem der getesteten Akkus waren nur noch 77 Prozent der ursprünglichen Kapazität da. In dem Fall ist der Akku bei einer Temperatur von fünf Grad Celsius aufgeladen worden und der Strom hinterher knapp über dem Gefrierpunkt wieder entnommen worden. Verantwortlich für den Energieschwund ist vor allem das Verhalten des Elektrolyts, einer dickflüssigen Substanz in den einzelnen Zellen der Lithium-Ionen-Akkus. Ist es zu kalt, haben die Ionen auf ihrem Weg vom ­Minus- zum Pluspol Schwierigkeiten, das Elektrolyt zu durchdringen, weil es immer zähflüssiger wird.

Die ideale Temperatur für den Gebrauch eines Lithium-Ionen-Akkus liegt bei ungefähr 20 Grad. Je kälter es wird, desto träger werden die Ionen. Irgendwann verweigert der Akku den Dienst vollkommen. Wann das passiert, ist von Akku zu Akku verschieden, weil nicht alle Hersteller die gleichen Materialien verwenden. Ansehen kann man es einem Akku jedenfalls nicht. „Die Zusammensetzung des Elektrolyts ist ein gut ­gehütetes Geheimnis der Hersteller“, sagt Andreas Richter.

Bei billigen Pedelec-Akkus geht auch mehr Energie verloren, weil sie in der Regel schlechter isoliert sind. Wärmt sich der Akku während des Betriebs von selbst auf und hält diese Wärme auch, entlädt er sich nicht so schnell. „Das bedeutet, man kann die Reichweite eines billigen Akkus erhöhen, indem man ihn mit einer zusätzlichen Hülle schützt“, sagt Richter. Die Hülle kann zum Beispiel aus Neopren bestehen, dem Stoff, den auch Taucher verwenden, um sich gegen eisige Temperaturen zu schützen.

Von einer selbst gebastelten Akku-Hülle raten die Dekra-Experten ab. „Die Gefahr, dass sich Teile einer solchen Hülle im Kettenrad verfangen, ist zu groß“, sagt Werner Leistner, Vertriebsleiter der Produktprüfung bei Dekra. Er empfiehlt, stattdessen eine Hülle zu kaufen.

Doch wichtiger als der Wärmeschutz ist die Frage, ob der Akku herausnehmbar ist. Denn es macht einen großen Unterschied, ob der Akku in einem geheizten oder in einem ungeheizten Raum aufgeladen wurde. „Unsere Tests haben ergeben, dass der billige Akku immerhin noch 85 Prozent seiner Leistung bringt, wenn er in einem geheizten Raum aufgeladen wurde“, sagt Richter. Ein weiterer positiver Effekt sei, dass der Stromverbrauch für eine Ladenvorgang um bis zu zwölf Prozent sinke, wenn die Umgebungstemperatur 20 Grad beträgt. Ob sich die gesamte Lebensdauer eines Akkus verkürzt, wenn er häufig im kalten Zustand geladen und genutzt wird, sei umstritten.

Wer aber einen hochwertigen Akku für sein Pedelec besitzt, der gut isoliert ist, braucht sich kaum Sorgen zu machen. Der Energieverlust bei niedrigen Temperaturen betrug bei den Tests nur ein Prozent, selbst wenn der Akku im kalten Zustand geladen wurde.

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