3 Elektrische Eigenschaften einer Batterie/eines Akkus (S. 19-20)

Anwendungsbezogen interessieren uns bei einer Batterie oder einem Akku folgende technische Parameter:

- Nennspannung
- Kapazität und Belastbarkeit
- Selbstentladung
- Tiefentladeschwelle

3.1 Nennspannung

Typisch für eine Batterie (oder einen Akku) ist, dass ihre Spannung nicht konstant ist oder bleibt, sondern vom jeweiligen Zustand ihrer Aufladung abhängt. Was als Nennspannung einer Batterie bezeichnet wird, ist nur ein Spannungsdurchschnittswert. So beträgt z. B. die Spannung einer voll aufgeladenen 12-Volt- Autobatterie etwa 13,6 bis 14 Volt. Wird sie bei einem stehenden Fahrzeug nicht nachgeladen und eine Autolampe oder ein anderer Verbraucher bezieht von ihr ununterbrochen Strom, wird die in ihr gespeicherte elektrische Energie verbraucht und ihre Spannung sinkt gleitend bis auf Null.

Ein solches Leeren der Autobatterie ist allerdings eine Ausnahmesituation, die hinsichtlich der Lebenserwartung einer Bleibatterie vermieden werden sollte. Bei einem normal betriebenen Fahrzeug wird die Autobatterie von der Lichtmaschine während der Fahrt laufend nachgeladen. Die Spannung einer 12- Volt-Batterie bewegt sich in dann Praxis zwischen etwa 10,5 und 13,6 Volt. Bei Akkuwerkzeug stellt die Nennspannung des Akkus ebenfalls nur einen Richtwert dar, der bei einem voll aufgeladenen Akku um etwa 20 % höher liegt, als es der offiziellen Nennspannung entspricht. Während eines länger dauernden Betriebs ohne Zwischenaufladung kann die Spannung bis auf ¼ der Nennspannung sinken. Von der Art und der Belastung des Geräts hängt dann ab, bis zu welchem Spannungsminimum es noch funktioniert.

Auch bei Einwegbatterien, deren einzelne Zellen (Glieder) als 1,5-Volt-Batterien bezeichnet werden, ist die Nennspannung nur ein Richtwert. Die tatsächliche Spannung neuer Einwegbatterien beträgt in der Praxis etwa 1,56 bis 1,6 Volt und sinkt danach ebenfalls gleitend bis auf einen Minimalwert herab, bei dem sie ihre Funktion nicht mehr meistert. Auch wenn man es sagt, ist die Batterie nur selten wirklich leer, aber ihre Spannung ist auf einen Wert von z. B. 1,2 Volt gesunken und diese Restspannung reicht nicht mehr für die Spannungsversorgung des von ihr betriebenen Geräts aus. Die Nennspannungen einzelner Batterieglieder (Zellen) hängen von der Art der Batterien ab und teilen sich in den gängigsten Grundausführungen folgendermaßen ein: Wiederaufladbare NiCd(Nickel-Cadmium)- und NiMH(Nickel-Metall-Hydrid)-Akkus: Nennspannung 1,2 Volt pro Glied ,

-  ,Wiederaufladbare Lithium-Ionen und Lithium-Polymer- Batterien: Nennspannung 3 bis 3,7 Volt pro Glied ,
-  ,Spezielle aufladbare (eingeschränkt aufladbare) Alkaline-Batterien: Nennspannung 1,5 Volt ,
- , Bleiakkus: Nennspannung 2 Volt pro Glied
-  ,Einwegbatterien (Rundzellen): Nennspannung 1,5 Volt pro Glied
- , Knopfzellen: meist 1,4 Volt, 1,5 Volt, 1,55 Volt oder 3 Volt pro Zelle
-  ,Lithium-Akkus und Einweg-Lithium-Spezialbatterien (Spezialzellen): Nennspannung 3 Volt ,
- , Spezielle Hochvolt-Rundbatterien: Nennspannung meist 6 Volt, 9 Volt oder 12 Volt ,
-  ,Blockbatterien/Blockakkus: Nennspannung 9 Volt

Einzelne Batterie-/Akkuglieder können nach Abb. 3.1 in Reihe geschaltet werden, wenn eine höhere Spannung benötigt wird. Diese Lösung wird auch bei handelsüblichen Akkupacks angewendet, in denen bereits herstellerseitig mehrere Einzelzellen zu einer kompakten Einheit „konfektioniert" (in Reihe verlötet und z. B. in einen dickeren Schrumpfschlauch eingeschweißt) werden.