Die neue Akku Generation:
"easy to use"

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Die Akkus einer neuen Generation gelangen bereits geladen in den Verkauf und weisen eine markant geringe Selbstentladung auf. Das heisst, man kann diese getrost aufladen und dann liegen lassen bis man sie braucht. Dauert dies nicht länger als etwa 1 Jahr, so sollen sie (nach Angaben der Hersteller) immer noch fast die volle Leistung haben. Sie sollen dadurch (fast) so einfach zu handhaben sein wie Batterien, eben easy to use.

In der Sendung "Espresso" vom 15.10.2007 auf Radio DRS1 sind teure Marken-Batterien auch besser? habe ich die neue Generation von Akkus mit geringer Selbstentladung und geladener Lieferung erwähnt, leider ohne Marken und Bezugsquellen zu nennen. Dies soll hier als Erstes nachgeholt werden:

Die ersten 4 (Varta, GP, Ansmann, Sanyo) haben wir eingehend för den Ktipp und als erste getestet. Die vollständigen Resultate werden hier ausförlich wiedergegeben.

Kurz gesagt: frisch aus dem Laden erreichen alle die beworbenen ca 75% bis 85% der Nennkapazität (mit Varta an der Spitze) und bei Volladung etwa die Nennkapazität. Nach einem Jahr sind zwar mehr als die versprochenen 10% verloren, aber alle sind bei weitem noch nicht leer (was bei den normalen Typen längstens der Fall wäre). Auch im Fototest haben alle gut abgeschnitten.

Einführung

Seit ca. Anfang Jahr (2007) wird von mehreren Firmen eine neue Generation von NiMH Akkus angeboten. Sie sollen sich dadurch auszeichnen dass sie bereits geladen ausgeliefert werden und dank kleiner Selbstentladung im geladenen Zustand lange lagerbar sind (1 Jahr und länger). Diese beiden neuen Eigenschaften vereinfachen die Anwendung, sie werden deshalb hier in Anlehnung an die von Varta verwendeten Bezeichnung „ready2use“ mit „easy to use“ bezeichnet. Als Nachteil gegenüber normalen Spitzenprodukten (mit bis zu 2700mAh) weisen die „easy to use“ Akkus eine kleinere Kapazität auf (2000 bis 2100 mAh). Einen sehr gute Zusammenstellung der Herstellerdaten und eine Beschreibung der technologischen Besonderheiten findet sich in [2], jedoch keinerlei Testresultate sind darin enthalten. Ziel dieses Tests ist es, die neuen Eigenschaften Lieferung geladen und kleine Selbstentladung sowie die Tauglichkeit im harten Einsatz in einer Digitalkamera mit dem Fototest erstmals neutral zu überprüfen.

Die wichtigsten Ergebnisse werden im Ktipp Nr.3 vom 13.2.2008 veröffentlicht.

Die Produkte vier bekannter Firmen, Varta, Sanyo, GP, Ansmann in der Standardgrösse AA ausgewählt und den folgenden Tests unterzogen:

  1. Bestimmung der Neukapazität Co (ohne Aufladung frisch gekauft) und Vergleich mit der Nennkapazität Cn.
  2. Bestimmung der Vollkapazität (nach 3 Konditionierungszyklen) und Vergleich mit der Nennkapazität.
  3. Selbstentladung , Messung der verbleibenden Kapazität nach Volladung und anschliessender Lagerung im Laborofen (40C), im Raum bei (21C) und im Haushaltkühlschrank
  4. Fototest zur Feststellung der Leistungsfähigkeit unter strengem praktischen Einsatz (Bestimmung der mit einer Volladung möglichen Anzahl Fotos in einer Olympus C3030 Kamera mit maximaler Blitzleistung und eingeschaltetem Monitor, alle 20 Sekunden eine Aufnahme).

Zusammenfassung

  1. Die Neukapazität entspricht bei allen Produkten den von den Firmen angegebenen Werten im Bereich von 75% (eneloop) bis gut 80% der Nennkapazität.
  2. Die Vollkapazitäten entsprechen sehr gut den Nennkapazitäten, ReCyko liegt sogar deutlich darüber.
  3. Bei der Selbstentladung werden ausgehend von Volladung die versprochenen Werte von keiner Marke erreicht. Nach 6 Monaten haben alle ca 15 bis 20% verloren, nach weiteren 6 Monaten haben eneloop und ReCyko nochmals ca 5% verloren (es verbleiben noch ca. 80% der Vollkapazität), ready2use und max e dagegen verlieren nochmals ca 10% (auf ca 70% der Vollkapazität). Geht man jedoch von der Neukapazität aus, so liegt der Verlust innerhalb eines Jahres bei den versprochenen 10%.
  4. Im Fototest beweisen alle Akkus eine grosse Leistungsfähigkeit und stehen normalen Spitzenprodukten nur im Verhältnis der geringeren Kapazität nach.

Ratschläge für den Anwender

Bei der grossen Vielfalt von Produkten steht der Anwender immer wieder vor der Frage, „was soll ich denn wofür wählen und wie behandeln?“. Ein Patentrezept dafür gibt es leider nicht, die folgenden Ratschläge sollen die Anwendung jedoch erleichtern helfen:

Persönliche Bemerkungen

Der Test

Produkte und Kapazitäten

Die Produkteauswahl beschränkt sich auf in der Schweiz etablierte und bekannte Marken. In Deutschland bestehen weitere entsprechende Angebote von Panasonic (Infinium), Uniross (Hybrio), AccuLoop. Alle 3 sind im Versand bei ELV erhältlich. Seit 2008 sind accubattery mit 2100mAh bei Swissbatteries im Direktversand von Sistech AG erhältlich.

Alle Entladungen wurden wie bei Akkus allgemein üblich 5 stündig ausgeführt. Das heisst, der konstante Entladestrom wird so bemessen, dass die Entladung bei Nennkapazität (Cn) in 5 Stunden erfolgen würde (I = Cn / 5h). Als Entlade-Schlussspannung wird immer 0.8V verwendet. Die Erfahrung zeigt, dass bei heutigen leistungsfähigen Akkus eine langsamere Entladung mit kleinerem Strom die Testzeit verlängert aber zu keinen wesentlich anderen Resultaten führt. Nur die Spannung liegt bei 5 stündiger Entladung wegen des grösseren Abfalls am Innenwiderstand etwas tiefer. Dies wird jedoch durch die tiefe gew¨hlte Schlusspannung von 0.8V kompensiert.

Die folgende Tabelle zeigt die 4 ausgewählten Produkte mit ihrer vom Hersteller angegebenen Nennkapazität Cn , der gemessenen Neu- (Co) und Vollkapazität (Cv) jeweils in mAh. In den letzten drei Kolonnen folgen die damit berechneten Kapazitäts – Verhältnisse („relative Kapazitäten“) jeweils in %. Von allen Marken wurden je 4 Exemplare getestet Ausreisser (Abweichung > 3%) wurden in den Resultaten nicht berücksichtigt..

Marke Typ Cn Co Cv   Co/Cn     Cv/Cn     Co/Cv  
Varta   ready2use   2100 1744 2122 83% 101% 82%
GP ReCyko 2050 1659 2171 81% 106% 76%
Sanyo eneloop 2000 1476 1982 74% 99% 74%
  Ansmann     max e   2100    1716    2064   82% 98% 83%

Da nur ganz wenige Firmen effektiv „easy to use“ Akkus entwickeln und herstellen (das gleiche gilt notabene auch für normale Akkus), dürfte es darunter auch OEM-Produkte (Eigenmarken) haben (auch unter den getesteten 4).

Selbstentladung

Für den Selbstentladungstest wurden die Akkus voll geladen und anschliessend in einem Laborofen bei 40C während 1, 2 und 4 Monaten gelagert. Dies entspricht einer Lagerung bei Raumtemperatur (20C) während der 4-fachen Dauer, also 4, 8 und 16 Monaten. Die Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Vorgänge verdoppelt sich jeweils bei 10C Temperaturerhöhung (RGT-Regel). Nur so ist ein Test der Selbstentladung innerhalb nützlicher Frist überhaupt möglich. Bei Lagerung im Kühlschrank (nicht Tiefkühler!) beträgt die Selbstentladung weniger als die Hälfte gegenüber Raumtemperatur. Das folgende Diagramm gibt einen raschen überblick über die Testresultate, die nachfolgende Tabelle zeigt die numerischen Werte.


Die Selbstentladung aller NiMH-Akkus ist umso grösser je mehr Ladung sie noch speichern. Das heisst, bei Lagerung mit voller Ladung entladen sie sich am Anfang (1 bis 4 Monate) relativ stark, bei weiterer Lagerung jedoch markant weniger.

Für jeden der 4 „easy to use“ Akkus sind von links nach rechts die Vollkapazität und die Neukapazität relativ zur Nennkapazität (Cv/Cn, Co/Cn je in %), die Neukapazität relativ zur Vollkapazität (Co/Cv) und darauf folgend die mit voller Ladung nach 0, 1, 2 und 4 Monaten Lagerung bei 40C im Ofen gemessenen Kapazitäten aufgezeichnet.

Die folgende Tabelle enthält die Messergebnisse. Alle Kapazitätsmessungen erfolgten wieder mit 5-stündiger Entladung (I=Cn/5h). Die angegebenen Zeiten in Monaten gelten für Lagerung bei Raumtemperatur. Diese sind hochgerechnet aus der durchgeführten Lagerung im Laborofen bei 40C. Diese Zeiten (wieder in Monaten) sind jeweils in Klammern beigefügt.

     Akku                    4 Monate   (1 bei 40 C)     8 Monate   (2 bei 40 C)    16 Monate   (4 bei 40 C)  
       
Typ Cn Cs   Cs/Cv     Cs/Cn Cs   Cs/Cv    Cs/Cn Cs   Cs/Cv    Cs/Cn  
  ready2use   2100   1762   83% 84%   1654   78% 79%   1430   75% 68%
  ready2use   2050 1800 83% 88% 1738 80% 80% 1638 75% 68%
  ready2use   2000 1689 85% 84% 1633 82% 82% 1546 78% 77%
  ready2use   2100 1679 81% 80% 1599 77% 76% 1332 65% 63%

Von jeder Marke und für jede Zeitdauer wurden jeweils 2 Exemplare getestet. Ausreisser (Abweichung > 3%) wurden in den Resultaten nicht berücksichtigt.

Die Selbstentladung normaler NiMH Akkus wurde in [6] untersucht. Sie beträgt bei Raumtemperatur ca 10% pro Monat.

Verlauf der Entladespannung

Sanyo verspricht für eneloop eine während der Entladung etwas höhere Spannung als bei normalen NiNH Akkus. Das folgende Diagramm zeigt den gemessenen Verlauf der Spannung während der Entladung mit IC/5 (400 bis 420mA) nach 4 Monaten Lagerung im Ofen bei 40C:


Eneloop und ReCyko weisen wie im Abschnitt Selbstentladung dokumentiert noch eine höhere Kapazität auf, zudem liegt die Spannung gerinfügig höher. Die Spannung des zum Vergleich mitlaufenden normalen Akkus (Sony 2500) liegt dagegen tiefer als alle 4 easy to use Typen. Das Versprechen von Sanyo gilt für alle 4 Typen, GP hat noch einen kleinen Vorsprung.

Das nächste Diagramm zeigt den Verlauf der Entladespannung nach Volladung.


Die „easy to use“ Akkus „eneloop“, „ready2use“ und „max e“ weisen eine etwas höhere Spannung auf, die normalen Varta (professional) 2700) und Sony 2500 bilden die obere und untere Grenze. Da „ready2use“ und „max e“ identisch verlaufen (wie schon bisher festgestellt), liegt der Schluss nahe, dass beide aus der gleichen Fabrik stammen. Es ist ein offenes Geheimnis, dass es weltweit nur etwa 3 unabhängige Hersteller gibt, wer jedoch wen beliefert will niemand verraten.

Fototest

Im Fototest wird jeweils mit einem voll geladenen Akkusatz (4 Stück) in der Digitalkamera Olympus C3030 über Timer und Fernbedienung alle 20 Sekunden eine Aufnahme mit maximaler Blitzleistung bei eingeschaltetem Monitor ausgelöst bis sich die Kamera wegen leerer Akkus automatisch ausschaltet. Die erreichte Anzahl Aufnahmen (mit Auflösung SQ2) ist das Resultat. In der folgenden Tabelle sind zum Vergleich noch die normalen Akkus Varta Professional angefügt.

Marke Typ   Cn [mAh]     Fotos  
Varta   ready2use   2100 480
GP ReCyko 2050 482
Sanyo eneloop 2000 459
  Ansmann     max e   2100    462  
Varta   Professional   2700 622

Die Resultate sind durchwegs sehr gut, erreichen aber wegen der kleineren Kapazität nicht die Werte normaler Akkus, liegen aber deutlich über den mit Alkalibatterien erreichbaren Werten. Während alle Akkus nach dem Fototest praktisch vollständig entladen sind, verbleibt in Alkalibatterien noch viel Kapazität übrig, - damit könnte ein einfacheres Gerät noch für geraume Zeit betrieben werden.

Achtung: Da der Fototest unter geänderten Bedingungen stattfindet, sind die Resultate nicht direkt mit früheren (auch im Internet publizierten) vergleichbar.

Literatur, Referenzen

  1. Test-Leitfaden für einen praxisgerechten Test von NiMH Akkumulatoren; SANYO Component Europe GmbH, Mobile energy Division, Stahlgruberring 4, D81829 München.
  2. Volle Ladung, Mickelmetallhydrid-Akkus mit reduzierter Selbstentladung; C’t 2007 Heft 22, Seite 170 –172.
  3. Batterietest: Wieviel besser sind teurere vs. billigere?; Schweizer Radio DRS1, Espresso 15.10.2007.
  4. Akkus mit längerem Atem; Das Wesentliche aus diesem Test; Ktipp Nr. 3 13.Februar 2008.
  5. Kraftprotze und Schwächlinge; Ktipp Nr 18, 1.November 2006; Seite 19-21
  6. Easy to use; Auszüge aus dem vorliegenden Test; im Internet auf Zinnikers Batterie und Akku Seiten, http://www2.ife.ee.ethz.ch/~zinniker/batak/easy2use/index.html
  7. Spitze: Varta-Photo-Akku; Ktipp Nr. 19 15.November 2006.

Weitere Informationen


Last Revision 29.7.2011
(c) Copyright by Dr.Rolf Zinniker 2008-11

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