Ladegerät-Typen und Ladestrategien für NiMH-Akkus

Es gibt viele verschiedene Typen von Ladegeräten für NiMH-Akkus. Und immer wieder gibt es Missverständnisse über die Funktionsweise von Akkuladegeräten und welche davon als gut oder schlecht zu betrachten sind.

Um für etwas Klarheit zu sorgen, möchte ich hier mal, ohne zu sehr ins Detail zu gehen, die zwei grundsätzlichen Ladestrategien für NiMH-Akkus vorstellen.

Dauerladegeräte mit geringem Ladestrom (Ladung in 8 Stunden und länger)

Diese Kategorie von Ladegeräten sind schon sehr günstig, teilweise unter 10€ zu haben. Sie laden einfach dauerhaft mit einem geringen Strom. Wann der Akku voll ist, kann man ungefähr abschätzen, indem man die Akkukapazität durch den Ladestrom teilt und nochmal rund 20% für Verluste aufschlägt.

Also z.B.: 2000 mAh Kapazität / 200 mA = 10 h
+ 20% = 12 h

Genau auf die Uhr schauen muss man aber nicht. Man weiß ohnehin nicht, ob der Akku genau die angegebene Kapazität hat oder ob er auch wirklich leer war. Ist der Akku voll, sorgt der Strom nicht mehr für eine weitere Ladung sondern wird im Akku in Wärme umgewandelt.

Da zu große Wärme generell ein Problem für Akkus ist, dürfen solche Ladegeräte nur mit einem geringen Ladestrom laden, der die Akkus nicht zu stark erwärmt. Deutlich mehr als 0,1 C (also 70 mA bei einem 700 mAh-Akku oder 200 mA bei einem 2000 mAh-Akku) sollten es nicht sein.

Um eine zu lange Ladung zu verhindern, haben einige solcher Ladegeräte auch eine Zeitschaltuhr, die z.B. nach 16 Stunden, wenn die Akkus mit Sicherheit voll sind, den Ladestrom abschaltet.

Was ich immer wieder höre oder in diversen Foren lese, ist die Behauptung, dass solche Ladegeräte generell schlecht für die Akkus sind weil sie diese ja völlig überladen. Ich kann solchen Behauptungen nur absolut widersprechen. Sowohl meine eigene Erfahrung als auch Gespräche mit Personen die beruflich mit dem Thema zu tun haben, bestätigen das nicht. Im Gegenteil, zumindest wenn die Akkus nicht mehr als handwarm werden, sind Dauerladegeräte tendenziell die beste Option. Sowohl für die Akkulebensdauer als auch für die nutzbare Akkukapazität. Denn die ist bei Dauerladung ein paar Prozent größer als bei Schnellladegeräten.

Trotz allem sind Dauerladegeräte aber sicher nicht für jeden die beste Option. Denn eine Ladezeit von 10 Stunden und mehr kann eben ggf. unpraktisch sein.

Schnellladegeräte mit Ladeschlusserkennung (Ladung in ca. 5 Stunden und weniger)

Will man nicht ewig auf das Laden von Akkus warten hat man keine andere Wahl, als Akkus mit einem höheren Strom zu laden. Hier ergibt sich allerdings ein großes Problem: ist der Akku voll, sorgt der größere Ladestrom für eine starke Erwärmung des Akkus, die schnell schädlich werden kann oder den Akkus sogar komplett zerstört. Es ist also wichtig, den Ladevorgang zu beenden, wenn der Akku voll ist. Aber wann ist der Akku voll? Da man die genaue Kapazität eines Akkus nie kennt und ohnehin nicht sichergestellt, dass ein Akku vor dem Laden immer komplett leer ist, ist eine Bestimmung der nötigen Ladezeit unmöglich. Auch an der Höhe der Zellenspannung lässt sich leider nicht eindeutig ablesen, wann der Akku voll ist.

Mit einem kleinen Trick geht es allerdings doch. Gegen Ende der Ladung erwärmt der Ladestrom den Akku zunehmend. Das sorgt dafür, dass die Zellenspannung wieder ein wenig abfällt. Und genau diesen Effekt nutzen Schnellladegeräte, um zu erkennen, wann der Akku voll ist. Das Verfahren wird Minus-Delta-U-Verfahren bzw. -ΔU-Verfahren genannt. Ladegeräte die so arbeiten, werden oft auch als “intelligente” Ladegeräte bezeichnet oder als “mikroprozessorgesteuert” beworben. Aber das ist letztendlich kein Qualitätsmerkmal, sondern vielmehr eine pure Notwendigkeit bei Schnellladegeräten.
Wichtig ist auch, dass das Ladegerät bereits niedrige Spannungsverringerungen erkennt. 5 mV sind z.B. ein guter Wert. Leider machen die meisten Hersteller hierzu keine Angaben.

Welche Ladeströme sind bei Schnellladegeräten möglich? Nach oben wird der Ladestrom durch die Erwärmung der Akkus gegen Ladeende begrenzt. 50°C sollten nicht überschritten werden, je niedriger desto besser für die Akkulebensdauer. Ein Laden von 0,5 C funktioniert meistens noch recht gut, bis zu 1 C ist bei guten Bedingungen (geringer Innenwiderstand des Akkus und gute Wärmeableitung im Ladegerät) teilweise möglich.
Aber auch zu niedrige Ladeströme können teilweise problematisch sein: bei zu niedrigem Ladestrom kann es passieren, dass das Ladeende nicht richtig erkannt wird. Um sicher zu gehen, sollte man daher eher nicht unter 0,2 C gehen oder das zumindest erstmal aufmerksam testen.

Da Schnellladegeräte ohnehin in höheren Preisklassen angesiedelt sind, bieten viele Exemplare auch weitere Komfortfunktionen und Anzeigen. Z.B. die Möglichkeit Akkus vor dem Laden zu entladen, Cycle-Funktionen zur Reaktivierung/Pflege von Akkus, Bestimmung der Kapazität beim Entladen usw.

weitere Infos


Kommentare

  1. P.M.

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    Hervorragend!

  2. AUA

    Aua! Was ist das denn für eine Eigen-Schleichwerbung. Tut echt weh!

    Anmerkung des Seiteninhabers: Ich weiß nicht von wem der Kommentar verfasst wurde, der hier als Eigenwerbung kritisiert wird, aber von mir jedenfalls nicht. Es freut mich aber natürlich, dass jemand einen so positiven Kommentar hinterlässt, dass er schon nach Eigenwerbung aussieht :)

  3. Peter S

    Hallo,
    ich benutze seit mindestens 4 Jahren das (jetzt nicht mehr erhältliche) Sanyo NiMh Ladegerät mit MC (NC-MQR06W).
    Obwohl die AA-Zellen Eneloop 3UTGA in dem Gerät für die Schnelladung gedacht sind, benutze ich jeweils nur 2 Stück im mittleren Schacht ausschliesslich mit der langsameren Normalladung.
    Ich habe mehrere Akku-Sätze in Benutzung, so dass alle Mäuse, Tastaturen, etc immer versorgt werden können.
    Auch das Siemens C4000 Schnurlostelefon läuft damit zuverlässig.
    Die Ladeanzeige bringt zwar immer einen halben Ladebalken, aber das ist die gleiche Geschichte wie in anderen Geräten , die für 1,5Volt Primärzellen gebaut wurden.
    Es geht trotzdem.

    Zwei an die äusseren Ladeschächte (Schnelladung) herangelötete dicke kurze Leitungen erlauben mir, die grünen 4000er D-Zellen aus dem Netto / Kaufland? zu verwenden. Diese Akkus finden in einem selbst gedruckten Halter Platz.
    L.G.
    Ich habe auch das dumme Sanyo-Ladegerät, aber; ich traue dem Ding nicht über den Weg.
    Dauerladung, nein Danke.

  4. H.K.

    Hab da mal ne Frage:
    für unsere Faller-Car Fahrzeuge die mit 2,4 V 250mA NiMH-Akkus ausgerüstet sind, suchen wir ein Ladegerät mit Ladeschlusserkennung.
    Wir sind ein Modellbahnclub und treffen uns nur 1x pro Woche.
    Die Akkus lassen sich nicht herausnehmen-man muss sie gemeinsam laden.
    Wer kennt ein Ladegerät das geeignet ist?

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