Ratgeber
Nickel-Cadmium-Akkumulatoren, kurz NiCd-Akkus, verfügen über Elektroden aus Nickel und Cadmium. Sie zeichnen sich durch Langlebigkeit und Temperaturbeständigkeit aus, kommen aber wegen des enthaltenen Schwermetalls Cadmium nur noch vereinzelt zum Einsatz, etwa in Notsystemen und der Medizintechnik. Was NiCd-Akkus konkret auszeichnet und worauf Sie beim Kauf achten sollten, erfahren Sie in unserem Ratgeber.
Nickel-Cadmium-Akkus gehören zur ersten Generation von wiederaufladbaren Batterien (Sekundärzellen). Ihre Elektroden sind am Pluspol mit Nickel und am Minuspol mit Cadmium beladen. Als Elektrolyt kommt eine Kaliumhydroxid-Lösung zum Einsatz. Ein großer Vorteil von NiCd-Akkumulatoren besteht in ihrer langen Lebensdauer. So wird ihnen eine Laufzeit von bis zu 15 Jahren mit bis zu 1.500 Ladezyklen zugeschrieben. NiMH-Akkus (Nickel-Metallhydrid) sollen im Vergleich nur etwa 7 bis 10 Jahre halten und bis zu 500 Ladezyklen ermöglichen.
Des Weiteren vertragen NiCd-Akkus Minustemperaturen bis zu -40 °C und können daher auch im Winter im Außenbereich Verwendung finden. Aufgrund einer niedrigen Innenspannung sind außerdem besonders hohe Ströme möglich, die ein NiMH-Akku beispielsweise nicht erreicht. Letztlich hat aber das enthaltene giftige Cadmium dazu geführt, dass Akkus und Batterien mit Nickel-Cadmium von NiMH- und Li-Ion-Zellen abgelöst wurden, die obendrein eine höhere Energiedichte bieten.
NiCd-Akkus können in gasdichter oder offener Bauweise realisiert sein. Offene Zellen gasen aus, weshalb sie regelmäßig mit destilliertem Wasser nachgefüllt werden müssen. Da sie nicht in jeder Lage verwendet werden dürfen, kommen sie vorrangig in stationären Geräten zum Einsatz. Gasdichte Zellen gasen nicht aus, so dass kein Wartungsaufwand entsteht. Sie sind in jeder Lage verwendbar, ohne dass Elektrolytflüssigkeit herausläuft. Aus diesem Grund eignen sich die gasdichten Zellen gut für den Einsatz in Mobilgeräten und als wiederaufladbare Alternativen zu Primärzellen (Batterien).
Aufgrund ihrer Langlebigkeit und Temperaturbeständigkeit bei Minustemperaturen fanden NiCd-Akkus vor allem für Werkzeuge Verwendung, die im Winter im Außenbereich, beispielsweise auf Baustellen oder im Gartenbau, eingesetzt wurden. Des Weiteren waren NiCd-Akkus im Modellbau häufig anzutreffen. Vor allem wegen der Umweltbelastung bei unsachgemäßer Entsorgung sind laut Batteriegesetz seit 2017 jedoch alle NiCd-Akkus verboten, die einen Cadmium-Anteil von mehr als 0,002 Gewichtsprozent enthalten. Das gleiche gilt für NiCd-Batterien (Primärzellen). Eine Ausnahme bilden industrielle und medizintechnische Bereiche sowie Notstrom- und Alarmsysteme. Hier kommen NiCd-Akkumulatoren weiterhin zum Einsatz.
Ein NiCd-Akku muss auch dann regelmäßig aufgeladen werden, wenn er nicht genutzt wird. Das liegt an einer Selbstentladung von etwa 0,5 % pro Tag. Vor dem Aufladen muss ein NiCd-Akku bis zu einem Wert von etwa 0,9 V entladen werden, um einen Memory-Effekt zu vermeiden.
Als externes Ladegerät ist ein Modell mit einem Konstantstrom-Ladeverfahren notwendig. Mit einem Konstantstrom-Ladegerät können Sie den Akku nicht nur laden, sondern meist auch entladen. Damit es weder zu einer Tiefentladung noch zu einer Überladung kommt, werden intelligente Ladegeräte mit einer sogenannten Delta-U-Abschaltung angeboten. Diese Geräte überwachen die Spannung des Ladevorgangs und schalten automatisch ab, wenn der NiCd-Akku keine weitere Leistung aufnehmen kann.
Die Größe des Ladegeräts ist abhängig von den Abmessungen des Akkus. Eine Kennzeichnung am Ladegerät gibt Aufschluss darüber, für welche Akkugröße es sich eignet. So ist ein Ladegerät 18650 für zylindrische Akkus passend, die 65 mm lang sind und einen Durchmesser von 18 mm aufweisen. Fest verbaute NiCd-Akkus werden über das Gerät, in dem sie verbaut sind, aufgeladen. Auch hier sollte eine Tiefentladung und eine Überladung vermieden werden.
Für fest verbaute Geräte sollten Sie sich für einen offenen NiCd-Akku entscheiden, weil eventuell auftretende Gase aus einer offenen Zelle entweichen können. Geschlossene Zellen kommen für mobile Geräte zum Einsatz. Größe und Form eines NiCd-Akkus sind jeweils von dem Gerät abhängig, für dessen Stromversorgung sie vorgesehen sind.
Des Weiteren sind Faktoren wie die Kapazität, also das Speichervermögen des Akkus, und der maximale Entladestrom zu berücksichtigen. Wünschen Sie sich mehr Leistung als 1,2 Volt, die ein NiCd-Akku im Regelfall liefert, kann ein Akkupack eine Alternative sein. In einem Akkupack sind mehrere Zellen in Reihe hintereinander geschaltet und durch eine Hülle oder ein Gehäuse geschützt. Ein Akkupack mit zehn Zellen ergibt beispielsweise eine Spannung von 12 Volt. Eine Steckverbindung ermöglicht den Anschluss ans Gerät.
NiCd-Akkus gehören aufgrund des enthaltenen Cadmiums nicht in den Hausmüll. Sie müssen an extra dafür ausgewiesenen Batterierücknahmestellen wie Wertstoffhöfen oder Schadstoffmobilen zurückgegeben werden. Auch Händler, die NiCd-Akkus verkaufen, sind zur Rücknahme verpflichtet. Werden NiCd-Akkus sachgemäß entsorgt, können sie über einen Vakuumdestillationsprozess recycelt werden.
Kann man einen Ni-Cd-Akku durch einen NiMH-Akku ersetzen?
Wenn die Spannung und Größe eines NiMH-Akkus identisch mit der Spannung und Größe eines Ni-Cd-Akkus sind, kann in den meisten Geräten ein NiMH-Akku genutzt werden. Aufpassen sollten Sie dann aber beim Ladegerät. Ein Ni-Cd-Ladegerät ist nicht für NiMH-Akkus geeignet.
Gibt es Ni-Cd-Akkus noch zu kaufen?
Ja. Ni-Cd-Akkus erhalten Sie noch als einzelne Zellen in unterschiedlichen Größen sowie als Akkupacks mit mehreren Akkuzellen.
Sind Ni-Cd-Akkus mit einer Lötfahne ausgestattet?
Für den festen Einbau in Geräten finden Sie NiCd-Akkumulatoren mit U-Lötfahne oder mit Z-Lötfahne. Bei einem Akku mit Lötfahne in U-Form zeigen beide Lötfahnen in die gleiche Richtung, bei einem Akku mit Z-Lötfahne zeigen die Lötfahnen in entgegengesetzte Richtung. Ni-Cd-Akkus mit U-Lötfahne werden unter anderem auf Platinen verbaut.
Was passiert, wenn man ein NiCd-Akku nicht korrekt lädt?
NiCd-Akkus müssen vor dem Aufladen zunächst entladen werden, weil ansonsten ein Memory-Effekt eintritt, bei dem sich die Kapazität des Akkus verringert. Ein NiCd-Akku darf auch nicht überladen werden, weil er dabei Sauerstoff und Wasserstoff produziert und Gase entstehen. Aus einer offenen Zelle kann Gas entweichen, was in dem Fall von Vorteil ist. Eine geschlossene NiCd-Zelle kann aber durch das Gas beschädigt werden und schlimmstenfalls explodieren. Abhilfe wurde mit sogenannten Faserstruktur-NiCd-Zellen mit Entlastungsschutz geschaffen. Diese enthalten ein Vlies, das den Sauerstoff absorbiert und ein Explodieren verhindert.