Li-Ionen-Akku in der Bauform AA mit 1,5 V Nennspannung

Wenn Batterien (genauer: Primärbatterien oder umgangssprachlich: Wegwerfbatterien) für Kleingeräte durch Akkus ersetzt werden, kommen bisher meistens NiMH-Akkus (genauer: Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren) zum Einsatz.

Das Problem dabei ist, dass die Nennspannung von NiMH-Akkus mit 1,2 V um 0,3 V kleiner ist als die bei der Primärbatterie eingesetzten Alkali-Mangan-Zelle, deren Nennspannung 1,5 V beträgt. Bei Geräten mit einer großen Tolereranz gegenüber der Eingangsspannung kann die Differenz vernachlässigt werden. Leider gibt es aber auch Geräte, deren Elektronik schon bei kleiner Differenz abschaltet obwohl der Akku eigentlich noch voll ist. Kunibert war schon mehrfach kurz davor seine drahtlose Tastatur zu zerbrechen, weil sie die mühsame Eingabe seiner Finger nicht mehr entgegen nehmen wollte.

Dieses Drama ist nun vorbei, endlich hat er eine Lösung gefunden: Den Li-Ionen-Akku in der Bauform AA (auch Mignon genannt) mit 1,5 V Nennspannung! Li-Ionen-Akkus gibt es schon länger, allerdings nicht mit dieser Nennspannung und in dieser Bauform.

Die Höhe der Gleichspannung, die ein Akku liefert ist chemisch bedingt, also abhängig von den verbauten Materialien. Lithium-Ionen-Akkumulator liefern zwischen 3,2 und 3,7 Volt Gleichspannung. Der häufig eingesetzte Lithium-Polymer-Akkumulator 3,7 V. Die Standard-Zelle für ein Lithium-Ionen-Akkumulator hat eine zylindrische Bauform mit dem Formfaktor 18650 und ist einem Durchmesser von 18,6 mm und 65,2 mm Länge deutlich größer als NiMH-Akku- oder Alkali-Mangan-Zellen, um sie besser unterscheiden zu können, denn bei einer Verwechslung könnte die höhere Spannung Schaden anrichten.

Um nun aber die Nachteile der Alkali-Mangan-Zellen (nicht wiederaufladbar) und der NiMH-Akkus (nur 1,2 V statt 1,5 V und der unerwünschte Memory-Effekt) auszuschließen und die positiven Eigenschaften von Lithium-Ionen-Akkumulatoren (höhere Energiedichte, kein Memory-Effekt, besseres Temperaturvehalten als NiMH-Akku usw.) auch in einer Zelle mit der Bauform AA (Mignon), die 1,5 V Gleichspannung liefert, nutzen zu können, ist ein Gleichspannungswandler erforderlich. Diese Gleichspannungswandler „wandeln“ die 3,7 V in die gewünschten 1,5 V um.

Das heißt nun, dass Kuniberts neue Akkus, nicht wie herkömmliche Akkus dumm sind. Sie sind zum einen mit dem eben erklärten Gleichspannungswandler ausgestattet, zudem mit einem Batterie-Management-System (BMS), dass die empfindlich auf falsche Behandlung reagierenden Lithium-Ionen-Akkus gegen Überladung, Tiefentladung usw. schützt. Insgesamt hat die Elektronik auch den Vorteil, dass kein separates Netzteil erforderlich ist, die Zellen werden über eine eingebaute USB-C-Buchse mit einem Kabel über jede USB-Schnittstelle aufgeladen und überwachen sich quasi selbst. Eine separate Einzelbehandlung, ist sonst nur mit teuren Ladegeräten möglich, die hier komplett entfallen.

Kunibert zahlte für die 2 Akkus inklusive Versandksoten 21 Euro, also ca 10 Euro pro Stück. Im Vergleich zu Alkali-Mangan-Batterien ist das teuer. Wenn man aber berücksichtigt, dass kein extra Ladeteil erforderlich ist, den Komfortgewinn durch die einfachere Handhabung bei der Aufladung und die Tatsache, dass jeder einzelner Akku durch sein eigenes Batteriemanagement-System separat überwacht wird, kann man den erhöhten Preis akzeptieren.

Quellen und weiterführende Informationen
-> https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator#Bauformen
-> https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Metallhydrid-Akkumulator
-> https://de.wikipedia.org/wiki/Batterie_(Elektrotechnik)