Kleine Kraftwerke

Lithium-Ionen-Akkus (Li-Ion) geben Elektrowerkzeugen seit vielen Jahren richtig Kraft. In der Werkstatt und auf der Baustelle haben sich die kleinen kraftvollen Energiespender schon lange etabliert. Immerhin schaffen sie mittlerweile mindestens die gleiche Leistung wie ihre "Netzkollegen“ und sind auf der Baustelle und in der Werkstatt leichter zu handhaben.

Die Li-Ion-Akkus bleiben in nächster Zeit weiterhin die effizientesten Energielieferanten für die Elektrowerkzeug-Branche, auch wenn international an Alternativen geforscht wird. Das betrifft allerdings vor allem den Themenbereich Elektromobilität. Die beiden heimischen Technischen Universitäten in Graz und Wien sind mit dabei: An der TU Graz hat man eine Möglichkeit gefunden, die Lebensdauer von Lithium-Sauerstoff-Batterien maßgeblich zu erhöhen. Bei der TU Wien wiederum forscht man daran, bessere Materialien (Elektrolyte) für die Akkus zu finden.

Die Elektrowerkzeug-Branche wird sich in nächster Zeit mehr darum kümmern, die bereits jetzt schon beeindruckende Vielfalt an Akku-fähigen Werkzeugen weiter zu steigern. Die befragten Experten einer Studie eines großen deutschen Werkzeugherstellers gehen davon aus, dass "die Zukunft den Akkuwerkzeugen gehört“, und sagen das Ende der kabel- und benzinbetriebenen Werkzeuge bis 2030 voraus.

Professionelle Holzhandwerker brauchen im täglichen, oft rauen Einsatz leistungsstarke und zuverlässig funktionierende Werkzeuge mit ordentlich "Saft“. Dabei müssen auch die Akkus "mitspielen“. Die Akku- bzw. Batteriekapazität wird in Ah oder Amperestunden angegeben. Die Messgröße zeigt an, wie viele Ampere der Akku bzw. die Batterie in einer Stunde liefern kann.

Die wirkliche Freude an der Arbeit mit den vom Netz losgelösten Geräten liegt heute bei Akkus mit 18 Volt und Akku-Kapazitäten von 5,2 bis 8,0 Ah (Amperestunden) sowie 12 Ah. In diesem Segment findet man aktuell die meisten Akku-Geräte für die professionellen Tischler*innen: Darunter nicht nur Bohrmaschinen, sondern auch durchzugstarke Kapp- und Gehrungssägen, Kreissägen und Oberfräsen. Die Geräte der 18-V-Klasse gelten als breit einsetzbare Allrounder.

Bei richtig schweren Einsätzen hilft die Liga der 36-, 40- oder 54-Volt-Klasse aus. Die Akku-Programme sind in sich kompatibel und flexibel: Wer sich an einen Hersteller "bindet“, kann die Akkus und Ladegeräte individuell kombinieren, bereits gekaufte Akkus passen auf andere Geräte desselben Herstellers. Kostengünstig kann man dann Werkzeuge in der Basis-Version – also ohne Akku und Ladegerät – dazu kaufen.

Trotz der Vorteile wie der hohen Energiedichte, dem nahezu hundertprozentigen Coulomb-Wirkungsgrad (d. h. fast der gesamte Strom kann dem Akku entnommen werden), einer geringen Selbstentladung sowie keinerlei Memory-Effekt hat der Li-Ion-Akku auch seine "Schattenseiten“: Akkus und Ladegeräte sind nicht ganz billig, die Rohstoffgewinnung (Lithium, Kobalt) ist "durchwachsen“, Entsorgung (Gefahrgut, Sondermüll) sowie Recycling sind "nicht unproblematisch“.

Der sorgfältige Umgang und die richtige Pflege der kleinen Kraftpakete sind entscheidend für ein langes und kraftvolles Leben. Das gilt während der Arbeit als auch für die Lagerung. Passt alles, so schaffen die Li-Ion-Akkus bis zu 1.200 Ladezyklen.

Durch den "Memory-Effekt“, früher bei Nickel-Cadmium-Akkus (NiCd) durch zu frühzeitiges Aufladen verursacht, verlor ein Akku sehr viel Leistung. Bei Li-Ionen-Akkus ist der Memory-Effekt nicht mehr feststellbar. Anwender*innen können daher den Akku jederzeit aufladen – unabhängig von seinem Ladezustand. Das Aufladen ist zu jedem Zeitpunkt bedenkenlos möglich, auch das kurze Zwischenladen in Arbeitspausen ist kein Problem.

Neue Li-Ion-Akkus werden meist mit einer Ladung von 30 Prozent ausgeliefert. Vor dem allerersten Einsatz sollten man sie auf 80 bis 100 Prozent aufladen. Für 80 Prozent Ladung dauert das zwischen einer halben und viereinhalb Stunden, womit der Akku bereits problemlos genutzt werden kann. Das Aufladen auf 100 Prozent dauert etwas länger.

Akkus mögen es, zwischen moderaten +5 bis +40 Grad Celsius "Körpertemperatur“ aufgeladen zu werden. Steigt die thermische Belastung drastisch an – etwa durch pralle Sonneneinstrahlung – leidet die Lebensdauer oder der Akku "verabschiedet“ sich komplett. Bei sehr starker Überhitzung kann er sogar platzen und giftige, leicht brennbare Gase verströmen. Ebenso ungemütlich wird es bei Nässe (Regen), Kälte oder gar Frost. Ein gefrorener Akku kann gar nicht aufgeladen werden. Daher empfehlen die Hersteller, auf den zugelassenen Temperaturbereich zu achten.

Die in den Akkupacks verbauten Lithium-Ionen-Rundzellen stammen von japanischen oder koreanischen Markenherstellern und sind in den Ladegeräten (Schnellladegeräte kühlen noch zusätzlich) vor Überhitzung durch Überladen geschützt. Dafür sorgt ein Batterie-Management-System, das jede einzelne im Akkupack verbaute Zelle per Sensor überwacht.

Erreicht ein Akku beim Aufladen seine volle Kapazität, wird der Ladevorgang beendet. Wird ein Akku nach einem längeren Arbeitseinsatz "zu warm“ ins Ladegerät gesteckt, startet der Ladevorgang erst, wenn die Temperatur stimmt. Akku und Ladegerät stehen weiter im stetigen Datenaustausch: Ist ein Ladezustand von etwa 80 Prozent erreicht, lädt das Ladegerät automatisch mit einem sehr geringen und schonenden Ladestrom bis zur vollen Kapazität weiter. Danach beendet das Ladegerät den Ladevorgang automatisch.

Werden die Akkus über längere Zeit nicht verwendet, sollten sie vom Gerät getrennt werden. Früher galt noch: Vor dem "Einlagern“ vollständig aufladen. Das war nötig, da alte Akkus sich stark selbst entluden, dadurch viel Kapazität verloren und eventuell sogar unbrauchbar wurden. Die aktuellen Li-Ion-Akkus weisen eine nur sehr geringe Selbstentladung auf, derzeit etwa ein bis drei Prozent pro Jahr. Es ist daher nicht notwendig, einen Akku vor der Lagerung vollständig aufzuladen. Ganz im Gegenteil: Es ist sogar schonender, den Akku teilentladen einzulagern. In diesem Zustand kann er bedenkenlos auch mehrere Monate ruhen und altert kaum. Wird der Akku nach längerer Zeit wieder "hervorgeholt“, sollte er erst kurz vor seinem Einsatz aufgeladen werden. Auch das schont die Kapazität und wirkt sich positiv auf die Lebensdauer aus. (yr)