Warum verlieren Akkus im Laufe der Zeit an Kapazität?

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Das Nachlassen der Akkukapazität (man nennt das auch Degradation) ist ein natürlicher chemischer und physikalischer Prozess. Bei den heute üblichen Lithium-Ionen-Akkus (in Handys, Laptops, E-Autos) spielen vor allem vier Faktoren eine Rolle:

1. Chemische Veränderungen (Verschleiß der "Baustoffe")

Stell dir den Akku wie zwei Hotels vor (die Anode und die Kathode), zwischen denen Gäste (Lithium-Ionen) hin- und herwandern.

  • Passivierungsschicht (SEI): Bei jedem Ladevorgang bildet sich an der Anode eine dünne Schicht aus zersetztem Elektrolyt und Lithium. Diese Schicht ist anfangs wichtig, um den Akku zu schützen, aber sie wird mit der Zeit immer dicker. Dabei wird „aktives“ Lithium dauerhaft gebunden und steht nicht mehr für den Stromfluss zur Verfügung.
  • Elektrolyt-Zersetzung: Die Flüssigkeit im Inneren, durch die die Ionen schwimmen, zersetzt sich durch chemische Nebenreaktionen langsam. Der "Weg" für die Ionen wird dadurch mühsamer.

2. Mechanischer Stress (Risse im Material)

Wenn Lithium-Ionen in die Elektroden ein- oder auswandern, dehnen sich diese Materialien physikalisch aus und ziehen sich wieder zusammen (wie ein Schwamm, der Wasser aufsaugt).

  • Durch dieses ständige „Atmen“ entstehen auf mikroskopischer Ebene winzige Risse.
  • Teile des Elektrodenmaterials verlieren dadurch den Kontakt zum restlichen Akku und können keinen Strom mehr speichern.

3. "Lithium-Plating" (Verklumpen)

Besonders beim Schnellladen oder bei Kälte kann es passieren, dass die Lithium-Ionen nicht schnell genug in die Anode "hineinschlüpfen" können. Stattdessen lagern sie sich als metallisches Lithium an der Oberfläche ab. Dieses Lithium ist dann „verloren“ und bildet im schlimmsten Fall spitze Strukturen (Dendriten), die den Akku sogar kurzschließen können.

4. Kalendarische Alterung

Akkus altern auch, wenn sie gar nicht benutzt werden. Das liegt an der instabilen Chemie. Hohe Temperaturen beschleunigen diesen Prozess massiv. Ein voll aufgeladener Akku, der in der prallen Sonne liegt, altert in wenigen Tagen so stark wie sonst in Monaten.

Was beschleunigt den Kapazitätsverlust?

Es gibt ein paar "Akkukiller", die man vermeiden sollte:

  1. Extreme Ladestände: Den Akku ständig auf 100 % zu halten oder ihn auf 0 % tiefzuentladen, stresst die Chemie am meisten.
  2. Hitze: Über 35-40 Grad Celsius laufen die schädlichen chemischen Nebenreaktionen viel schneller ab.
  3. Ständiges Schnellladen: Die hohen Ströme sorgen für Hitze und mechanischen Stress.

Zusammenfassend:

Ein Akku verliert an Kapazität, weil mit der Zeit immer weniger freie Lithium-Ionen zur Verfügung stehen und die Struktur der Elektroden durch die ständige Bewegung und chemische Nebenreaktionen "zerbröselt".

Tipp für eine lange Lebensdauer: Halte den Ladestand nach Möglichkeit zwischen 20 % und 80 % und vermeide extreme Hitze.

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