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NiMH-Akkus: Einsatzgebiete, Bauformen, technische Eigenschaften, Hinweise zum Laden & mehr!

Ein Nickel-Metallhydrid-Akkumulator (kurz: NiMH-Akku) ist neben dem Lithium-Ionen-Akku (kurz: Li-Ion-Akku) die am weitesten verbreitete wiederaufladbare Batterie in Verbrauchergeräten. Aufgrund der EU-weiten Beschränkungen zur Verbreitung von Nickel-Cadmium-Batterien sind NiMH-Akkus weitestgehend konkurrenzlos.

 

Die hohe Energiekapazität und weitere positive Eigenschaften machen NiMH-Akkus in mehreren Einsatzbereichen unverzichtbar. Lernen Sie im Folgenden den Akkutypen samt Informationen zu Einsatzgebieten, Bauformen, technischen Eigenschaften und Hinweisen zur sachgemäßen Nutzung näher kennen.

Falls Sie Interesse an dem Kauf eines NiMH-Akkus haben sollten, finden Sie auf unserer Seite NiMH-Akku kaufen einen umfassenden Kaufratgeber und unser Sortiment zum Stöbern!

Einsatzgebiete für Nickel-Metallhydrid-Akkus

NiMH-Batterien kommen überall dort zum Einsatz, wo hohe Energiekapazität zum geringen Preis benötigt wird. Beispiele hierfür sind Taschenlampen, Spielzeuge, Leuchten, Softairwaffen, Elektrowerkzeuge und weitere Geräte.

 

Die NiMH-Zelle hat sich gegen den jahrelangen Konkurrenten, die Nickel-Cadmium-Akkus (kurz: NiCD-Akkus), weitestgehend durchgesetzt und ist somit in Verbrauchergeräten, die keine Batterien auf Lithium-Basis enthalten, die bevorzugte Wahl.

 

Für die Nutzung in einer Vielzahl an Geräten ist allerdings ebenjener Lithium-Ionen-Akku, der den NiMH-Akku als meistgenutzten Akkutypen verdrängt hat, vorgesehen. Lithium-Ionen-Akkus vereinen eine höhere Lebensdauer, mehr Leistung und kleinere Bauformen mit hoher Energiedichte, weswegen sie im Vergleich mit NiMH-Akkus schnell gefragter wurden. Moderne Digitalkameras beispielsweise sind ohne Lithium-Polymer-Akku kaum denkbar.

 

Nichtsdestotrotz sind NiMH-Batterien aufgrund ihres geringen Preises nach wie vor gefragt. Denn bei bereits vorhandenen Geräten oder dem Neukauf von Geräten mit NiMH-Akku besteht selten die Möglichkeit, den Energieträger einfach durch einen Lithium-Ionen-Akku zu ersetzen. Aus diesem Grund bleiben Nickel-Metallhydrid-Akkus weiterhin gefragt.

Größe und Kapazität des NiMH-Akkus

Die Größe und Kapazität sind bei jedem Typ anders. Die Unterteilung der NiMH-Akkus in verschiedene Kategorien erfolgt anhand deren Baugröße. Wenn Sie sich bei Herstellern oder auf unserer Website nach NiMH-Akkumulatoren umsehen, werden Sie bei Ihrer Suche auf folgende Einteilung stoßen:

 

  • Micro AAA / AAA Micro mit einem Durchmesser von 9,5-10,5 mm und einer Höhe von 43,3-44,5 mm
  • Mignon AA / AA Mignon mit einem Durchmesser von 13,5-14,5 mm und einer Höhe von 49,2-50,5 mm
  • Baby C / C Baby mit einem Durchmesser von 24,9-26,2 mm und einer Höhe von 48,6-50,0 mm
  • Mono D / D Mono mit einem Durchmesser von 32,3-34,2 mm und einer Höhe von 59,5-61,5 mm

 

Die Bauformen der Batterien entsprechen der Zylinderform. Die Größenschemata nach Micro, Mignon, Baby und Mono bzw. AAA, AA, C und D beinhaltet gängige Bezeichnungen, die auch für die Kategorisierung anderer Arten von Batterien und nicht nur beim NiMH-Akku genutzt werden.

 

Neben den genannten Typen und Bauformen existiert eine weitere Klassifizierung des NiMH-Akkus , die keinen eindeutigen Namen hat. Es ist eine Sonderausführung, die zum Austausch von NiCD-Zellen geschaffen wurde. Sie enthält eine Kapazität von 600 bis 900 mAh und soll mit den spezifischen Ladeschaltungen in einem Gerät, das auf NiCD-Basis hergestellt wurde, klarkommen.

Technische Eigenschaften von NiMH-Akkumulatoren

Die Spannung von Nickel-Metallhydrid-Akkus liegt nominal immer bei 1,2 Volt (V), die Entladeschlussspannung beträgt 1,0 V. Aufgrund der Nominalspannung (auch: Nennspannung), die genauso hoch wie die der NiCd-Akkus ist, ließen und lassen sich NiMH-Akkus als Ersatz für die mittlerweile verbotenen NiCd-Akkus in Geräten einsetzen.

 

Auch ist es möglich, NiMH-Akkus als Ersatz für Zink-Luft- und Alkaline-Batterien zu verwenden; hier gilt es, zu beachten, dass Zink-Luft- und Alkaline-Batterien eine höhere Spannung von 1,5 V pro Zelle haben. Die Nutzung von NiMH-Akkus in Geräten mit ehemals Zink-Luft- oder Alkaline-Batterien würde also zu einer geringeren Leistung beitragen.

Apropos Leistung: Die Spannung von 1,2 V pro NiMH-Zelle ist ungefähr dreimal kleiner als die eines konventionellen Lithium-Ionen-Akkus. Mit dieser Info zur Akkutechnik lässt sich begründen, wieso sich Geräte mit NiMH-Akkumulatoren nicht einfach so auf Li-Ion-Akkus umrüsten lassen: Die hohe Leistung der Li-Ion-Akkus würde die Geräte mit der Zeit schädigen.

Andersrum würden NiMH-Akkus in Geräten mit ursprünglich Li-Ion-Akkus zu einer wesentlich geringeren Leistung führen, weswegen betroffene Akkuwerkzeuge ihr Leistungsmaximum nicht ausschöpfen könnten und die Arbeit ineffizient verliefe.

Neben der Spannung ist die Energiekapazität eine bedeutende technische Eigenschaft. Die Energiedichte von NiMH-Akkus ist größer als die von NiCD-Akkus, jedoch ungefähr dreimal geringer als die der Li-Ion-Akkus. Die Dichte besagt, in wie viel Kilogramm (kg) einer Batterie sich wie viel Wattstunden (Wh) Energie speichern lassen. 

Mit einer unveränderlichen Dichte von 80 Wh/kg ist von vornherein festgelegt, wie viel Kapazität ein Nickel-Metallhydrid-Akkumulator überhaupt haben kann:

 

  • Micro AAA / AAA Micro mit einer Nennkapazität von bis zu bis zu 1.100 mAh (Milliamperestunden)
  • Mignon AA / AA Mignon mit einer Nennkapazität von 800 bis 2.850 mAh
  • Baby C / C Baby mit einer Nennkapazität von bis zu 6.000 mAh
  • Mono D / D Mono mit einer Nennkapazität von bis zu 12.000 mAh

 

Die tatsächliche Kapazität ist immer etwas geringer als die Nennkapazität. Da die Größe der Batterie die Eignung für Ihr Gerät definiert, haben Sie bei der Wahl eines NiMH-Akkus hinsichtlich der Kapazität kaum Spielraum. Sie können bei der Nutzung darauf achten, dass Sie Ihr Gerät möglichst sparsam verwenden und nicht unnötig einschalten, um den Zeitraum, bis Ihr NiMH-Akku entladen ist und sie diesen wieder nachladen müssen, möglichst kurz zu halten.

Nickel-Metallhydrid-Akkumulator - Aufbau und dessen Folgen: Grundlagen der Technik

  • Zwischen den beiden Polen eines NiMH-Akkus ist ein Separator, der mit einer Kalilauge gefüllt ist. Dieser Separator trennt Plus- und Minuspol voneinander und sorgt für die Leitung der Stroms.
  • Die negative Elektrode (auch: Anode), die bei der Nutzung bzw. Entladung der Minuspol ist, enthält eine Metalllegierung oder das Metallhydridpulver. Die positive Elektrode (auch: Kathode), die bei der Nutzung bzw. Entladung der Pluspol ist, setzt sich aus Nickelhydroxid (NiOH2) und Nickeloxihydrat (NiOH3) zusammen.
  • Durch einen Austausch der OH-Ionen, die durch den Separatoren zwischen den Polen fließen, wird im Rahmen der Summen-Reaktion und der Redox-Gleichung ein Stromfluss erzeugt

 

In der Batterie ist die negative Elektrode größer als die positive, um eine Oxidation des Wasserstoffs mit dem Metall zu verhindern. Die Elektronik und der Aufbau der Zelle wurden 1962 entwickelt und marktreif gemacht.

 

Durch den Aufbau und die angewandten chemischen Stoffe hat der NiMH-Akku einige besondere Eigenschaften, die ihn von anderen Akkutypen unterscheiden und gewisse Vorteile mit sich bringen.

#1: Kein Memory-Effekt

Einen Memory-Effekt wie bei den NiCD-Akkus gibt es bei den Nickel-Metallhydrid-Akkus nicht. Der Memory-Effekt kommt zustande, wenn ein Energieträger häufig teilentladen wird. Nach einigen Teilentladungen scheint sich der Energieträger an das jeweilige Energieniveau, auf das er entladen wurde, zu merken, sodass er nur noch bis zu diesem Energieniveau nachlädt. Dadurch geht Kapazität verloren.

 

Bei NiMH-Akkumulatoren gibt es diesen Memory-Effekt nicht. Stattdessen tritt ein Kapazitätsverlust durch den Batterieträgheitseffekt ein. Die Batterie wird träge, sofern sie dauerhaft aufgeladen ist und ohne Nutzung längere Zeit gelagert wird.

 

Durch spezielle Ladegeräte zur Beseitigung des Trägheitseffektes können NiMH-Akkumulatoren allerdings wieder auf ihre ursprüngliche Kapazität gebracht werden - eine Behebung des Kapazitätsverlustes, der beim NiCd-Akku nicht möglich ist.

#2: Kein Cadmium, besser für die Umwelt

Dadurch, dass in NiMH-Akkus nicht das giftige Cadmium der NiCd-Akkus verwendet wird, sind NiMH-Akkus bei der Entsorgung weniger schädlich für die Umwelt. Dies ist auch der Grund, weswegen NiMH-Akkus nach wie vor erlaubt sind, während die NiCD-Zellen verboten sind und nicht mehr verkauft werden dürfen. Anstelle des Cadmiums kommt bei NiMH-Akkus an der Anode Metallhydridpulver zum Einsatz.

Wie lade ich einen NiMH-Akku richtig?

Das Ladeverfahren erfolgt im Idealfall unter einer Umgebungstemperatur von 15 bis 30 °C. Von einer häufigen Nutzung der Schnellladeverfahren ist abzusehen. Vor der ersten Verwendung soll der Akkumulator nach Möglichkeit besonders langsam aufgeladen werden.

 

Zum Laden sollten Sie ausschließlich spezielle Ladegeräte verwenden, denn diese sind auf die Spannungsbereiche der NiMH-Akkus ausgerichtet.

Wann ist ein NiMH-Akku leer?

Die Experten und Hersteller sind sich uneins. Es wird empfohlen, den Akkumulator im Betrieb nicht unter 0,8 V Spannung zu entladen. Noch besser ist es, bei den nominalen 1,2 V Spannung zu bleiben. Wird beim Entladen dieser Punkt erreicht, dann ist der Akku zu laden.

 

Je häufiger Sie es vermeiden, NiMH-Zellen komplett zu entladen und nach der Nutzung regelmäßig nachladen, umso besser ist es für die Langlebigkeit der Elektronik.

Wann ist ein Ni-MH-Akku voll?

Ein Ni-MH-Akku ist voll, sobald das Ladegerät dies anzeigt. Sie sollten dann mit dem Laden aufhören, weil NiMH-Akkus im Gegensatz zu NiCd-Akkus bei einer Überladung schnell zu Schaden kommen können.

 

Eine weitere Besonderheit bei der Ladung von NiMH-Akkus: Die volle Kapazität haben Ni-MH-Akkus nicht direkt nach dem Kauf. Erst, nachdem Sie den Akku nach dem Kauf 3-4 Mal aufgeladen haben, erreicht er seine volle Kapazität.

FAQ

Welche Akkus sind besser Li-Ion oder NiMH?

Unter allen Akkus ist der Li-Ionen-Akku die am häufigsten vorkommende und beste Akkutechnik. Der Lithium-Ionen-Akkumulator weist eine fortgeschrittene Akku-Technologie auf, die nicht nur eine hohe Leistungsdichte zur Folge hat. Der Herstellungsprozess sowie die Entsorgung von Lithium-Batterien und -Akkus sind wesentlich weniger umweltschädlich als bei anderen Energieträgern.

 

Ein herausragender weiterer Vorteil sind die hohen Spannungswerte, die dazu führen, dass der Lithium-Ionen-Akkumulator bevorzugt in Anwendungen mit einem hohen Energiebedarf eingesetzt wird. So sind z. B. immer mehr Werkzeugakkus Lithium-Ionen-Akkus und nicht NiMH-Akkus.

Was ist besser NiCd oder NiMH?

NiMH-Akkus sind besser und im Gegensatz zu NiCd-Akkus ist der Handel auf dem allgemeinen Markt erlaubt. Der triftigste Grund für die häufigere Nutzung von NiMH-Zellen ist ein europäisches Übereinkommen, das den Handel und die Verbreitung von Nickel-Cadmium-Akkumulatoren in der EU nur noch unter strengen Auflagen erlaubt. Folglich kommt die NiCd-Zelle kaum noch zum Einsatz.

 

Grund für das europäische Übereinkommen sind umwelttechnische Aspekte: Das giftige Cadmium stellt eine Gefahr und Belastung für die Umwelt dar, was durch Batterien wie die NiMH-Akkus mit dem weniger schädlichen Metallhydridpulver umgangen werden kann. Weitere Vorteile der NiMH-Akkus im Vergleich zu NiCD-Zellen sind die höhere Energiedichte und der ausbleibende Memory-Effekt.

Tags: nimh akku

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