Wie schadet extreme Hitze oder Kälte der Lebensdauer eines Akkus?

Extreme Temperaturen – sowohl Hitze als auch Kälte – sind der größte Feind moderner Lithium-Ionen-Akkus (wie sie in Smartphones, Laptops oder Elektroautos verbaut sind). Sie beeinflussen die chemischen Prozesse im Inneren des Akkus massiv.

Hier ist eine detaillierte Erklärung, was bei extremen Temperaturen passiert:

1. Extreme Hitze (Der „stille Killer“)

Hitze ist für Akkus deutlich schädlicher als Kälte, da sie zu permanenten, irreversiblen Schäden führt. Ein Akku fühlt sich bei Temperaturen zwischen 15 °C und 25 °C am wohlsten. Ab etwa 35 °C beginnt der kritische Bereich.

• Beschleunigte chemische Reaktion: Ein Akku speichert Energie durch chemische Prozesse. Hitze beschleunigt diese Reaktionen. Das klingt erst einmal gut (mehr Leistung), führt aber dazu, dass der Akku korrodiert und die chemischen Bestandteile viel schneller zerfallen.
• Zersetzung des Elektrolyten: Die Flüssigkeit im Inneren (Elektrolyt), die den Transport der Lithium-Ionen ermöglicht, kann sich bei großer Hitze zersetzen. Dabei entstehen Gase, die dazu führen, dass sich der Akku aufbläht.
• Abbau der Passivierungsschicht (SEI): Im Inneren des Akkus gibt es eine Schutzschicht auf den Elektroden. Hitze greift diese Schicht an. Wenn das System versucht, diese Schicht wieder aufzubauen, verbraucht das aktives Lithium – die Kapazität des Akkus sinkt dauerhaft.
• Thermal Runaway (Thermischer Durchgang): Im Extremfall (meist über 60-70 °C oder bei Defekten) kann es zu einer Kettenreaktion kommen, bei der der Akku seine gesamte Energie schlagartig freigibt und in Brand gerät.

2. Extreme Kälte (Die „Leistungsbremse“)

Kälte schädigt den Akku meist nicht sofort dauerhaft, schränkt aber die aktuelle Leistungsfähigkeit massiv ein und birgt Gefahren beim Laden.

• Träge Ionen: Bei Kälte wird der Elektrolyt zähflüssiger. Die Lithium-Ionen können sich nur noch mühsam zwischen den Polen bewegen. Die Folge: Der Innenwiderstand steigt.
• Spannungseinbruch: Da die Ionen so langsam sind, bricht die Spannung unter Last schnell zusammen. Das ist der Grund, warum sich ein Smartphone im Winter bei 20 % Restladung plötzlich ausschaltet – die Elektronik denkt, der Akku sei leer, weil die Spannung zu niedrig ist.
• Die große Gefahr: Laden bei Frost (Lithium-Plating): Das ist der gefährlichste Punkt bei Kälte. Wenn man einen Akku bei Temperaturen unter 0 °C lädt, können die Ionen nicht schnell genug in die Anode (den Minuspol) eindringen. Stattdessen lagern sie sich als metallisches Lithium an der Oberfläche ab.
  • Dies verringert die Kapazität dauerhaft.
  • Es können sich spitze Kristalle (Dendriten) bilden, die die Trennschicht (Separator) im Akku durchstoßen und zu einem Kurzschluss führen können.

Zusammenfassung: Was passiert langfristig?

5 Tipps für eine längere Lebensdauer:

1. Schatten suchen: Lassen Sie Ihr Handy oder Laptop im Sommer niemals im Auto oder in der prallen Sonne liegen.
2. Laden bei Zimmertemperatur: Laden Sie Geräte erst auf, wenn sie sich nach einem Aufenthalt in der Kälte wieder aufgewärmt haben.
3. Vorkonditionierung (E-Autos): Nutzen Sie im Winter die Funktion, den Akku vor dem Laden vorzuheizen.
4. Keine Höchstleistung bei Kälte: Wenn das Smartphone eiskalt ist, vermeiden Sie grafikintensive Spiele oder 4K-Videoaufnahmen, bis es etwas wärmer ist.
5. Ladezustand bei Lagerung: Wenn Sie ein Gerät länger nicht benutzen, lagern Sie es bei ca. 50 % Ladung an einem kühlen (aber frostfreien) Ort (ca. 10-15 °C).