Lesezeit: 2 Minuten

Der sogenannte Memory-Effekt bei Lithium-Ionen-Akkus hat sich vor allem in der Vergangenheit negativ auf die Speicherkapazität von Akkus ausgewirkt. Ausgelöst wird der Effekt durch häufiges Teilentladen des Akkus. Hierdurch kommt es zu einem frühzeitigen Spannungsabfall, bei dem die Zellenspannung unter den Mindestbedarf des Geräts sinkt: Der Akkumulator speichert diesen Ladestand der Teilentladung als „Erinnerung“ (engl. memory) und stellt in der Folge nur noch eine verminderte Kapazität bereit. Durch weitere Teilentladungen potenziert sich dieser Effekt.

Folglich nimmt trotz ausreichender Ladung die Leistung des Akkus ab: Das mit dem Akku betriebene Gerät kann nicht mehr für die gewohnte Einsatzdauer genutzt, und der Akku muss deutlich häufiger aufgeladen werden. Bei einem ausgeprägten Memory-Effekt kann der Akku sogar lange vor dem Ende seiner Lebenszeit unbrauchbar werden.

In unserem Ratgeber erfahren Sie, inwieweit Lithium-Ionen-Akkus vom Memory-Effekt betroffen sind, welche Rolle der Effekt bei Akkus heute generell noch spielt und wie er vermieden werden kann.

Welche Akkus sind vom Memory-Effekt betroffen?

Das Problem des Kapazitätsverlusts durch den Memory-Effekt betrifft alle Akku-Typen. Am stärksten tritt der Effekt jedoch bei Nickel-Cadmium-Akkus (NiCd) auf: Wird der Energiespeicher nicht vollständig entladen, kommt es im nicht entladenen Bereich zur Kristallbildung an der Cadmium-Kathode. Durch die Kristalle verringert sich die Leitfähigkeit des Materials, sodass es zum Spannungsabfall kommt. Dank technischer Weiterentwicklungen fällt der Memory-Effekt bei Nickel-Cadmium-Akkus heute allerdings nur noch gering aus.

Im Bereich der Lithium-Ionen-Akkus ging man bisher davon aus, dass diese modernen Energiespeicher nicht mehr vom Memory-Effekt betroffen wären. Forscher des Paul-Scherrer-Instituts in Villigen (AG) und im japanischen Forschungslabor von Toyota konnten den Effekt jedoch bei Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LiFePo) beobachten. Dieser Typ von Lithium-Ionen-Akkus verfügt üblicherweise über eine stabile Zellenspannung mit einer flachen Lade- und Entladekurve. Die anomalen Spannungsabweichungen, die in Tests nachgewiesen werden konnten, interpretieren die Forscher als Kapazitätsveränderungen, die dem Memory-Effekt sehr ähnlich sind.

Ist die Technologie nicht so innovativ wie gedacht?

Die Entdeckung der Forschergruppe widerlegt zwar die bisherigen Annahmen, dass Lithium-Ionen-Akkus nicht vom Memory-Effekt betroffen wären, jedoch ist die Spannungsveränderung so gering, dass sie lediglich im Promille-Bereich liegt. Damit unterscheiden sich die Auswirkungen des Effekts immer noch sehr deutlich von dem Kapazitätsverlust bei Nickel-Cadmium-Akkus. Ermöglicht wird das durch den Aufbau der Lithium-Ionen-Akkus und die verwendeten Materialien.

Zusätzlich konnte in den Tests zum Memory-Effekt bei Lithium-Ionen-Akkus festgestellt werden, dass der Effekt nur vorübergehend ist und sich mit einer Wartezeit zwischen teilweiser Aufladung und vollständiger Entladung rückgängig machen lässt. Entsprechende Batterie-Management-Systeme, die den Effekt berücksichtigen, könnten hier automatisch dafür sorgen, dass die Kapazität von Lithium-Ionen-Akkus auch bei häufiger Teilentladung erhalten bleibt.

So ist ein Zwischenladen auch bei nicht vollständig entladenem Akku jederzeit möglich. Mit Lithium-Ionen-Akkus betriebene Fahrzeuge wie etwa Elektro-Stapler, müssen so nicht bis zur vollständigen Entladung eingesetzt werden, sondern können in Arbeitspausen oder nach Betriebsschluss wie gewohnt (teil-)aufgeladen werden. Tatsächlich kann die Lebensdauer von sowohl Nickel-Cadmium- als auch Lithium-Ionen-Akkus mit häufigen Teilentladungen verlängert werden. Empfohlen wird dazu, dass die Akkus nach 50 Teilentladezyklen einmal vollständig entladen (jedoch nicht tiefentladen) werden. Mehr Informationen dazu finden Sie in unserem Ratgeber Lithium-Ionen-Akkus richtig laden.

Bildquellen:
© gettyimages.de – Olivier Le Moal