Vor- und Nachteile von Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus sind die leistungsfähigsten Energiespeichermedien, die es derzeit auf dem Markt gibt. Die Akkumulatoren weisen eine sehr hohe Energiedichte auf, die es ermöglicht, auch bei vergleichsweise kompakter Bauweise hervorragende Leistungen zu erbringen. Aus diesem Grund finden sie nicht nur in Tablets oder Digitalkameras Verbreitung, sondern auch für den Betrieb von elektrisch angetriebenen Flurförderfahrzeugen. Hier überzeugen die Kraftpakete zusätzlich damit, dass sie im Gegensatz zu anderen Batterie-Technologien zu jeder Zeit zwischengeladen werden können, sodass auch die Arbeit im Mehrschichtbetrieb bewerkstelligt werden kann.

Umfassend über Lithium-Ionen-Akkus informieren

Die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus richtig entsorgen und recyclen

Lithium-Ionen-Akku laden: So machen Sie es richtig

Batterietechnologien für Elektromobilität und Intralogistik

Akku-Kapazität messen bei Lithium-Ionen-Akkus

Transport von Lithium-Batterien – das sollten Sie beachten

Aufbau von Lithium-Ionen-Akkus und ihre Funktionsweise

Lithium-Ionen-Akkus lagern: Darauf sollten Sie achten

Lithium-Luft-Akku: die Zukunft der Batterietechnik?

Merkmale von Lithium-Ionen-Akkus

Der Aufbau und die Funktionsweise von Lithium-Ionen-Akkus  sind verantwortlich für ihre Merkmale, die sie zu leistungsstarken Energiespeichern machen. Um die Anschaffung von Lithium-Ionen-Hubwagen oder Elektro-Werkzeugen, die mit dieser Technologie angetrieben werden, fundiert planen und Folgekosten korrekt einschätzen zu können, ist es unerlässlich, beim Thema Lithium-Ionen-Akku Vor- und Nachteile gleichermaßen zu betrachten. Ihre Vor- und Nachteile im Überblick:

Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Akkus gehören zu den fortschrittlichsten Energiespeichertechnologien. Aus diesem Grund werden sie in elektrisch betriebenen Geräten jeder Art verbaut – vom Smartphone über Akku-Werkzeuge bis hin zu Elektro-Staplern und E-Autos. Hier bieten sie viele Vorteile:

• Breites Einsatzspektrum: Vom Smartphone bis zum Elektrofahrzeug können Li-Ionen Akkus in nahezu allen elektronischen Geräten eingebaut werden.
• Lange Lebensdauer: Bis zu 3000 Ladezyklen sind bei fachgerechtem Umgang mit Li-Ionen-Akkus möglich.
• Große Stromstärke: Gerade für die Verwendung in Geräten wie Akku-Bohrern oder Elektro-Fahrzeugen wird eine große Menge Energie benötigt. Lithium-Batterien arbeiten hier sehr vorteilhaft, da sie besonders hohe Stromstärken bereitstellen können. Dadurch können sie auch für energieintensive Arbeitsvorgänge genügend Energie bereitstellen.
• Hohe Energiedichte: Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien ist die hohe Energiedichte der Akkus: So kann in einem Li-Ionen-Akku drei- bis viermal so viel Energie gespeichert werden wie in einem Nickel-Kadmium-Akku (NiCd-Akku) derselben Größe. Das macht die Batterien vor allem für den Einsatz in Mobilgeräten interessant, die trotz ihrer geringen Größe eine hohe Nutzungsdauer garantieren sollen.
• Geringe Selbstentladung: Im Gegensatz zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien ist die Selbstentladung von Lithium-Ionen-Batterien sehr niedrig: Der Kapazitätsverlust der Batterien beträgt nur 1–2 % im Monat. Durch die korrekte Lagerung der Lithium-Akkus kann diese auch bei Nichtbenutzung konstant gering gehalten werden.
• Kein Memory-Effekt: Der bei herkömmlichen NiCd-Akkus vorhandene Memory-Effekt sorgt mit der Zeit für einen Leistungsverlust der Batterien. Moderne Lithium-Ionen-Akkus funktionieren ohne Memory-Effekt, sodass die Kapazität der Batterien konstant bleibt.
• Keine Tiefentladung: Eine integrierte Steuertechnik verhindert üblicherweise die Tiefentladung von Li-Ionen-Akkus.

Zwischenladungen sind möglich: Ein weiterer Vorteil von Lithium-Ionen-Batterien ist, dass sie jederzeit zwischengeladen werden können, auch wenn der Akku noch nicht entleert ist. Hierbei kann die Zwischenladung vollständig oder auch nur teilweise stattfinden, ohne dass der Akku dadurch geschädigt wird. Auf welchen Wegen Sie die Akku-Kapazität messen können, erfahren Sie im Ratgeber.

Nachteile von Lithium-Batterien

Trotz der fortschrittlichen Technik haben auch Lithium-Batterien einige Nachteile. Obwohl viele dieser Nachteile in der Vergangenheit bereits durch technische Anpassungen beseitigt oder zumindest verbessert werden konnten, sind einige der „Schattenseiten“ der Lithium-Ionen-Akkus noch immer Thema.

• Brandgefahr: Lithium ist sehr reaktionsfreudig – beschädigte Akkus können überhitzen, sodass eine Brandgefahr von ihnen ausgeht.
• Temperaturempfindlichkeit: Sowohl bei niedrigen Temperaturen unter +5 Grad als auch bei hohen Temperaturen von mehr als +35 Grad Celsius reagieren viele Lithium-Batterien empfindlich. Vermeiden Sie entsprechend hohe oder niedrige Temperaturen!
• Geringe Umweltverträglichkeit bei der Rohstoffgewinnung: Die Gewinnung der verbauten Rohstoffe wie Kobalt, Aluminium und Lithium ist umweltschädlich: Sie verursacht einen hohen Wasserverbrauch, Verschmutzungen durch Giftstoffe und tiefgreifende Eingriffe in Landschaften und Ökosysteme. In vielen Abbau-Regionen finden die Arbeiten zudem unter ausbeuterischen Bedingungen statt. Es wird an einer Optimierung der Abbauverfahrengearbeitet.
• Entsorgung und Recycling:  Die hochreaktiven Bauteile der Akkus machen die Technologie zu Sondermüll, der entsprechend entsorgt werden muss. Derzeit existiert kein etabliertes Recyclingverfahren, um alle enthaltenen Rohstoffe schadstoffarm und in hoher Qualität wiederzugewinnen.

Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus überwiegen

Trotz der zum Teil nicht unerheblichen Nachteile von Lithium-Batterien überwiegen die Vorteile der fortschrittlichen Technologie. Um die Akkus zukünftig flächendeckend für Elektro-Autos nutzbar zu machen, arbeiten Hersteller und Wissenschaftler bereits erfolgreich an der Optimierung der Batterien. Davon profitieren schlussendlich auch die Fahrzeuge der Intralogistik sowie Nutzer von Mobilgeräten und Elektro-Werkzeugen. Mit der richtigen Lagerung von Lithium-Ionen-Batterien können viele der Nachteile – wie etwa die der Tiefentladung oder Temperaturempfindlichkeit – zudem gut ausgeglichen werden.

Der richtige Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus

Das im Akku verbaute Lithium ist sehr reaktionsfreudig. Bei defekten Akkus kann es durch eindringendes Wasser oder bereits durch eine zu hohe Raumluftfeuchtigkeit zur Überhitzung kommen, durch die eine Brandentwicklung begünstigt wird. Auch eine zu hohe Umgebungstemperatur fördert die Instabilität der Akkus. Aus diesem Grund sind Lithium-Ionen-Akkus vom Gesetzgeber als Gefahrgut eingestuft, weshalb bestimmte Richtlinien zu beachten sind, wenn Sie derlei Gefahrgut transportieren. Für den Transport und das Laden der Lithium-Ionen-Batterien müssen etwa geeignete Lager- und Ladeeinrichtungen bereitstehen, z. B. in Form von Akku-Sicherheitsschränken. Darüber hinaus müssen bestimmte Sicherheitsvorschriften zum betrieblichen Brandschutz eingehalten werden. Für die Lagerung von Lithium-Ionen-Akkus wird außerdem geraten, den aktuellen Sicherheitsempfehlungen zu folgen.

Hinsichtlich Entsorgung und Recycling von Lithium-Ionen-Akkus sind die Vorschriften aus den Entsorgungsgesetzen zu berücksichtigen. Ein großflächig standardisierter Recyclingprozess für Lithium-Ionen-Akkus, besonders für Kleinladungsträger, existiert noch nicht. Hier bieten die Rücknahmepflicht der Hersteller und Verkaufsstellen sowie Rücknahmesysteme wie INOBAT, BATREC oder REMONDIS geeignete Entsorgungsoptionen für Betriebe, die Lithium-Ionen-Akkus nutzen. Bei korrekter Handhabung können Lithium-Ionen-Akkus sicher im Betrieb eingesetzt werden. Je nach Hersteller, Akkumodell und chemischer Zusammensetzung können sie eine hohe Lebensdauer mit mehreren Hundert bis Tausend Ladezyklen erreichen. Für Lithium-Ionen-Akkus der Firma Jungheinrich werden beispielsweise 800 bis maximal 3000 mögliche Ladezyklen angegeben.

FAQ zu Lithium-Ionen-Akkus

Bildquellen:
© gettyimages.de – MF3d