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Die größten und kleinsten Akkus der Welt

Seinerzeit wurde nämlich entdeckt, dass die enthaltene Volta Säure zum Teil wieder aufladbar wird, wenn sie mit einer neuen Säule verbunden wird – überliefert ist, dass der erste Akku nur aus zwei Blechen mit Blei als Material bestand, die zusammengerollt wurden und über einen Anschluss miteinander verbunden waren. So kommt es, dass heute nahezu 70 Prozent des weltweit hergestellten Bleis in der Produktion von Akkus verwandt werden, da sie ideal als Speicher für Energie nutzbar zu machen sind. Wir möchten Ihnen in diesem Beitrag jeweils den kleinsten sowie größten Akku vorstellen, sowie die unterschiedlichen Akkutypen beschreiben.

Der kleinste Akkumulator

Amerikanische Forscher von der Rice University in Houston, Texas, haben der Fachwelt im Jahre 2011 einen Prototypen ihrer Entwicklung vorgestellt. Verantwortlich zeichnete Pulickel Ajayan, der über Jahre über die Wirkungsweisen und dämmenden Effekte von verwendeten Materialien forschte, sodass eine aus Nickel und Zinn bestehende Versuchsanleitung entstand, die mit mikroskopisch kleinen Nanodrähten verwunden wurde. Das Resultat ist ein Akku in Miniaturformat, in der Größe über tausend Mal kleiner als ein Blatt Papier, der zwar hinsichtlich seiner Ladekapazität massiv eingeschränkt ist, jedoch alle wesentlichen Merkmale und Komponenten enthält, die eine Speicherung von Energie möglich machen. Dabei wurden grundlegende Eigenschaften, wie die Kombination von Anode, Kathode und den notwendigen Trennschichten umgesetzt, die auf einem einzelnen Nanodraht mit einem Durchmesser von 150 Millionstel Millimeter liegen. Man bediente sich hierbei dem leitfähigen Elektrolyt namens Lithiumphosphorfluorid, die mit den vorgenannten Komponenten in Plexiglas verbunden wurde und so eine Funktionsfähigkeit schaffte. Das wirklich wegweisende an diesem Versuch ist, dass aufgrund der Anordnung der Nano-Akkus sowie der Verwendung von Polyanilin eine Möglichkeit geschaffen wurde, sogenannte Superkondensatoren zu verbauen und damit theoretisch die Gelegenheit gegeben ist, Akkus viel schneller als sonst zu laden.

Die Variante in Groß

Hier können wir getrost in Deutschland bleiben, denn die Evonik AG aus Essen ist derzeit dabei, den größten Akku auf Lithium-Keramik-Basis zu entwickeln. Damit soll es in naher Zukunft möglich sein, aus Wind sowie Sonne entstehende Energie in Strom umzuwandeln, im entsprechenden Größenrahmen zu speichern und wieder verfügbar zu machen. Gemäß Verlautbarungen des Unternehmens soll dies dahingehend möglich gemacht werden, indem aufgrund der verwendeten Materialien eine hohe Zykluslebensdauer erreicht wird. Dazu werden keramische Materialien verwandt, die mit hochmolekularen Ionenleitern verbunden werden, was den Größenmaßstab verringert und eine gleichzeitig hohe Kapazität verspricht. Interessant ist insbesondere, dass die Kostenseite mittlerweile so gesunken ist, womit ein kostengünstiger Markteintritt machbar wird. Man trennt die Gewinnung und den Verbrauch entsprechend, was zu Effizienzsteigerungen führt und zugleich Störungen hinsichtlich von Schwankungen im Stromnetz verringert. Das Kraftwerk in der im Saarland gelegenen Stadt Völklingen dient als Grundlage, sodass bereits ein Stromspeicher mit einer Nennleistung von einem Megawatt sowie einer Kapazität von nahezu 700 kWh entsteht. Alles in allem verspricht man sich davon auch eine bessere Integration von erneuerbaren Energien, die sonst höchst aufwendig und separat behandelt werden müssen.

In Verbrauchsgeräten eingebaute Akkus

Auch wenn es im Laufe der Jahre immer wieder Entwicklungen gab, die eine Vielzahl unterschiedlicher Akkutypen hervorbrachten, so haben sich im Grunde doch nur wenige wirklich durchgesetzt. Im Alltag begegnen uns vor allem der Blei-Akku in Fahrzeugen sowie die leistungsfähigen Lithium-Ionen-Akkus in Laptops und anderen technischen Kleingeräten.

  • Der Blei-Akku Diese Variante zählt zu den ältesten Akkus überhaupt, wird in Autos eingebaut und ist so konzipiert, dass sie einfach zu laden ist. Solche Akkus bestehen aus Blei und Schwefelsäure, was sich hinsichtlich des hohen Gewichts bemerkbar macht, aber auch einen kostengünstigen Gebrauch ermöglicht. Ein Vorteil ist jedoch die große Hochstromfähigkeit, was insbesondere dazu führt, dass Großmaschinen und dergleichen darauf setzen.
  • Der Lithium-Ionen-Akku Dieser Begriff mag Ihnen bekannt vorkommen, werden diese Akkus doch seit einigen Jahren übermäßig häufig in Laptops und Handys verbaut. Aufgrund des geringen Gewichts sowie des stark komprimierten Volumens, was zur höchsten Energiedichte aller erhältlichen Akkus führt, bietet sich ein Einbau in Kleingeräten geradezu an. Wichtig zu wissen ist, dass diese Akkus sehr empfindlich sind, insbesondere bei einem Über- oder Unterschreiten der Spannungsgrenzen. Es empfiehlt sich aus diesem Grunde ein sogenannter Balancer, der die im Bereich von Millivolt liegenden Differenzen bei sogenannten Ladeschlussspannungen kontrolliert.

Lithium-Ionen-Akkus sind die ideale Ausstattung für Laptops, denn ein Memory-Effekt ist praktisch nicht vorhanden und sorgt, gerade bei Ersatz-Akkus für alle Fälle, für eine langjährige Haltbarkeit und Stabilität. Mit der richtigen Pflege und Benutzung, die beispielsweise hohe Temperaturen vermeidet und damit den Akku schont, können in der Praxis vierstellige Ladezyklen erreicht werden.

Tags: Akkus
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