Ratgeber
3,7-Volt-Spezialakkus dienen der Stromversorgung akkubetriebener Geräte und Schaltungen, die eine Betriebsspannung von 3,7 Volt und eine besondere Akkugröße oder Akkugeometrie erfordern. Das können Geräte aus der Messtechnik und dem Modellbau, aber auch aus der Unterhaltungselektronik sein. In welchen Bauformen es 3,7-Volt-Spezialakkus gibt, was sie spezifiziert und worauf bei der Auswahl zu achten ist, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
3,7-Volt-Akkus stellen eine Nennspannung von 3,7 Volt zur Verfügung und sind für die Stromversorgung von elektrischen Verbrauchern vorgesehen, die akkubasiert arbeiten und exakt diese Betriebsspannung erfordern. Dazu zählen beispielsweise Drohnen, Modellflugzeuge, Modellhubschrauber und Modellautos, Mobilgeräte wie Tablets und E-Book-Reader, Elektrowerkzeuge und Messgeräte.
Neben Akkus in Standardmaßen gibt es Spezialakkus, die in gesonderten Abmessungen und Bauformen ausgeführt sind.
Sie kommen zum Einsatz, wenn hohe Anforderungen an die Flexibilität gestellt werden oder übliche Akkuformate nicht passen. Das ist häufig im industriellen Kontext, im Modellbau und generell bei anspruchsvollen Anwendungen der Fall. Da es sich bei 3,7-Volt-Spezialakkus um aufladbare Energiespeicher handelt, können sie unter Zuhilfenahme eines geeigneten Ladegeräts aufgefüllt und erneut verwendet werden.
Viele Modelle sind als Lithium-Ionen-Akkus realisiert, die eine hohe Energiedichte aufweisen und bei richtigem Laden über viele Ladezyklen hinweg ihre Kapazität beibehalten.
Mignon, Micro, Mono und 9-V-Blöcke (PP3 oder 6F22) zählen zu den gebräuchlichsten Ausführungen von Akkus und Batterien. Daneben gibt es die beiden Typen Baby und Lady sowie 4,5-V-Blöcke, die ebenfalls zu den Standardgrößen gehören. Die allgemeinen Typenbezeichnungen Mignon, Micro usw. haben sich in der Alltagssprache etabliert, sie weichen allerdings von den Codierungen nach IEC-Norm und ANSI-Norm ab. So lautet die IEC-Bezeichnung für Mignon-Akkus R6, wenn es sich um Zink-Kohle-Akkus handelt, und LR6, wenn Alkaline-Akkus gemeint sind. Die ANSI-Angabe für Mignon-Akkus lautet AA, für Micro-Akkus AAA.
Bei Akkus in Sondergrößen herrscht weniger Uneinheitlichkeit. Das liegt darin begründet, dass solche Modelle speziell auf Geräte und Anwendungen zugeschnitten sind, die nicht mit Standardakkus funktionieren. Die Abmessungen sind anhand der Typenbezeichnungen transparent codiert. So haben 3,7-Volt-Spezialakkus vom Typ 18650 einen Durchmesser von 18 mm, eine Länge von 65 mm und eine zylindrische Form (0). Es handelt sich also um Rundzellen. Dasselbe gilt für Akkus vom Typ 14500, 16340, 18350, 18490 und 26650, die ebenfalls als Sondergrößen angeboten werden. Sie unterscheiden sich lediglich hinsichtlich ihrer Maße voneinander. So haben 14500-Akkus beispielsweise einen Durchmesser von 14 mm und sind 50 mm lang.
Neben Rundzellen gibt es prismatische Zellen. Während bei Rundzellen die Elektroden mit Separatoren aufgewickelt sind, bestehen die Elektroden prismatischer Zellen aus flachen Platten, wodurch die Akkus eine eckige, flache Form erhalten. Prismatische Zellen werden vorrangig in Verbindung mit Akkupacks genutzt. Zwar erzielen Power-Akkupacks hohe Leistungen, für sich betrachtet erreichen prismatische Zellen aufgrund ihrer Bauform aber keine so hohe Energiedichte wie Rundzellen.
3,7-Volt-Spezialakkus sind mit unterschiedlichen Spezifikationen erhältlich. Bei Flat-Top-Modellen beispielsweise ist die Oberseite, also der Pluspol, flach ausgeführt. Zur Herstellung von Steckverbindungen werden Akkus mit Stecker oder mit Anschlusskabel und Stecker angeboten. Daneben gibt es Akkus mit unkonfektionierten Kabeln, die erst mit Steckverbindern bestückt werden müssen, bevor sie angeschlossen werden können. Solche Ausführungen werden häufig im Modellbau genutzt.
Wer lieber lötet, greift zu Akkus mit Lötfahnen. Die Lötfahnen können in U- oder Z-Form ausgeführt sein. Von einer U-Form spricht man, wenn die Lötfahne am Pluspol und die Lötfahne am Minuspol in dieselbe Richtung zeigen. Solche Akkus sind für den Einzelbetrieb vorgesehen und können direkt auf eine Platine gelötet werden. Zeigen die Lötfahnen in die entgegengesetzte Richtung, handelt es sich um eine Z-Form. Diese Akkus eignen sich für das Erstellen von Akkupacks. Sie werden mit anderen Akkus in Reihe verlötet, auf diese Weise zu einem Modul zusammengefasst und anschließend mit dem Gerät verbunden.
Bei der Auswahl eines 3,7-Volt-Spezialakkus spielen die Bauform und konkrete Abmessungen eine entscheidende Rolle. Größe und Geometrie werden maßgeblich dadurch bestimmt, wie viel Platz innerhalb des Geräts bzw. Gehäuses oder in der Entwicklungs- bzw. Schaltumgebung zur Verfügung steht. Des Weiteren ist zu überlegen, auf welche Weise der Akku montiert wird. Davon ist wiederum abhängig, ob Lötfahnen, Kabel oder Stecker vorhanden sein sollten.
Hinzu kommen technische Parameter wie die Kapazität. Die Kapazität entspricht dem Speichervermögen eines Akkus und wird in Amperestunden angegeben. Je höher sie ist, desto mehr Strom kann der Akku speichern und desto länger hält er, bevor er wieder aufgeladen werden muss. Die Angaben sind aber eher als Idealwerte zu verstehen, denn die tatsächliche Kapazität wird von zahlreichen Faktoren beeinflusst, beispielsweise dem Entladestrom, der Umgebungstemperatur, dem Ladezustand und der Lagerzeit.
Beim Aufladen ist darauf zu achten, ein für den Akku geeignetes Ladegerät zu verwenden, das den richtigen Ladestrom zur Verfügung stellt. Generell empfiehlt es sich, den Akku vor dem ersten Einsatz einmal komplett aufzuladen. Nickel-Cadmium-Akkus sollten jedoch zuvor einmal komplett entladen werden, um dem Memory-Effekt vorzubeugen. In dem Zusammenhang ist in Erfahrung zu bringen, welche chemische Zusammensetzung dem Spezialakku zugrunde liegt. Als am fortschrittlichsten gelten Lithium-Ionen-Akkus. Allerdings gibt es mehrere Unterarten von Lithium-Akkus, um mit Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4) und Lithium-Mangan-Oxid (LiMn2O4) nur einige zu nennen. Den neuesten Typ von Lithium-Ionen-Akkus stellen Lithium-Polymer-Akkus dar. Sie zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte bei sehr geringem Gewicht aus. Außerdem ermöglichen sie dank ihrer flexiblen Formgebung eine flache Bauweise.
Ebenfalls sollten bei der Auswahl eines Spezialakkus vorhandene Schutzfunktionen berücksichtigt werden. Empfehlenswert sind Modelle mit integrierter PCB-Schutzschaltung. Sie verhindern Kurzschlüsse und Überladung sowie Tiefentladung bei zu geringen Spannungen. Gerade bei Lithium-Ionen-Akkus, die brennbare Elektrolyten enthalten, sind Schutzschaltungen von Bedeutung.
Die Speicherkapazität eines Akkus sollte immer auf das zu versorgende Gerät und den Anwendungsbereich abgestimmt und nicht zu hoch dimensioniert sein. Grund: Je höher die Kapazität, desto geringer ist die Anzahl an Ladezyklen, für die ein Akku ausgelegt ist. Das geht zu Lasten der Lebensdauer. Eine hohe Kapazität lohnt sich nur bei hohem Energiebedarf seitens des Verbrauchers und bei intensiver Anwendung, um zu vermeiden, den Akku ständig aufladen zu müssen.
Was muss ich beim Umgang mit Li-Ionen-Akkus beachten?
Akkus auf Basis von Li-Ion-Technologie dürfen keinesfalls tiefentladen werden. Zu einer Tiefentladung kommt es dann, wenn die Spannung innerhalb des Akkus unter die Entladeschlussspannung fällt. Ist das der Fall, sind Kapazitätsverlust und irreversible Schäden die Folge. Li-Ion-Akkus, die einmal tiefentladen sind, sollten aus Sicherheitsgründen nicht mehr wiederverwendet werden, da die Gefahr besteht, dass es zu einem Kurzschluss kommt und sich die Zellen entzünden. Ein Überladen gilt es ebenso zu vermeiden. Liefert das Ladegerät einen zu hohen Strom oder hält den Ladeprozess nicht an, gelangt immer mehr Energie in die Li-Ion-Zellen, wodurch deren Spannung steigt und sich Wärme entwickelt. Die Folge kann ein Thermal Runway sein. Dabei werden durch fortwährende Hitzeentwicklung chemische Reaktionen ausgelöst. Es entstehen Gase, wodurch die Zellen aufblähen, sich öffnen und schließlich platzen können. Aus diesem Grund ist es enorm wichtig, spezielle Li-Ion-Ladegeräte und Li-Ion-Ladekabel zu verwenden.
Wie sollte man Li-Ion-Akkus lagern?
Da die Umgebungstemperatur die Akkukapazität beeinflusst, sollten Li-Ion-Akkus genau wie alle anderen Akkutypen möglichst kühl gelagert werden. Optimal ist eine Aufbewahrungstemperatur zwischen 15 und 20 °C.
Was ist der Unterschied zwischen Batterien und Akkus?
Batterien sind ein Oberbegriff für Primärbatterien und Sekundärbatterien. Primärbatterien sind nicht aufladbar, Sekundärbatterien dagegen schon. In der Alltagssprache hat sich die Bezeichnung Batterie für Primärbatterien durchgesetzt, wohingegen Sekundärbatterien im Regelfall als Akkus bezeichnet werden. Im Grunde genommen sind Akkus wiederaufladbare Batterien.