Ratgeber
Lithium-Polymer-Akkus, kurz LiPo Akkus genannt, sind wiederaufladbare elektrische Energiespeicher. Von der Zellchemie her betrachtet, ähneln sie Lithium-Ionen-Akkus. Das heißt, ihre negative Elektrode besteht aus Graphit, die positive Elektrode aus Lithium, genauer einem Lithium-Metalloxid, woraus die Namensgebung hergeleitet ist.
Im Gegensatz zu Lithium-Ionen-Zellen, die meist eine prismatische Bauform besitzen und wegen ihres flüssigen Elektrolyten stets eine feste Gehäuseummantelung benötigen, haben Lithium-Polymer-Akkus Elektrolyten auf Polymerbasis.
Diese gelartigen Elektrolyt-Folien erlauben ein hohes Maß an Freiheit beim mechanischen Aufbau der Einzelzellen und damit besonders gut anpassbare Formen. Besonders flache oder dem jeweiligen Gerätegehäuse individuell angepasste Formfaktoren ermöglichen eine sehr gute Integrierbarkeit und Platzausnutzung. Ein eigenes Gehäuse ist für LiPo-Akkus nicht zwingend notwendig.
LiPo Akkus funktionieren grundsätzlich genauso wie andere Akkus. Es handelt sich um elektrochemische Energiewandler, die die Spannungsdifferenz zweier unterschiedlicher Elemente in einem Elektrolyten nutzen. Die bei der Entladung stattfindende Oxidation und Reduktion der Elektroden wird durch den anschließenden Ladevorgang am Ladegerät wieder umgekehrt, der LiPo Akku kann damit – je nach Behandlung und Einsatzbedingungen – einige hundert Lade- und Entladezyklen absolvieren, bis er schließlich ersetzt werden muss.
LiPo Akkus sind als Einzelzellen und Akkupacks verfügbar. Je nach benötigter Versorgungsspannung werden in Akkupacks mehrere Zellen in Reihe geschaltet. Das Modell einer Parallelschaltung zur Erhöhung der Kapazität ist dagegen eher selten, zumal Lithium-Polymer-Akkus in beinahe allen benötigten Kapazitäten hergestellt werden.
Speziell für den Modellbau ist eine Vielzahl an Akkus verfügbar, für Sender, Empfänger und den Antrieb des eigentlichen Modells. Akkupacks beinhalten entweder einen eingebauten Balancer, eine Elektronik, die für eine gleichmäßige Ladungsverteilung der einzelnen Zellen sorgt, oder – im Falle vieler Modellbau-Akkus – spezielle Balancer-Anschlüsse zur korrekten Ladung.
Lithium-Polymer-Akkus sind sowohl im sogenannten Hardcase verfügbar, also einem Gehäuse um die Zellen, als auch ohne einen solchen zusätzlichen Schutz. Akkus für platz- und gewichtsoptimierte Applikationen, beispielsweise in Mobiltelefonen, sind meist lediglich mit einer isolierenden Kunststofffolie umhüllt. Neben integrierten Steckkontakten am Akku selbst sind kurze Anschlussleitungen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Steckverbindungen gebräuchlich.
Neben den elektrischen Daten wie Nennspannung, Kapazität und Strombelastbarkeit sind der zulässige Temperaturbereich und die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse zu beachten. Soll ein defekter Akku ersetzt werden, spielt die mechanische Kompatibilität, also die Abmessungen, eine wichtige Rolle. Außerdem müssen die elektrischen Steckverbinder zueinander passen und die Anschlussleitungen des Akkus lang genug sein. Niemals darf ein Akku verwendet werden, dessen Zellspannung nicht exakt zur Ladeelektronik passt.
Unser Praxistipp: Verwenden eines hochwertigen Ladegeräts
Um eine lange Lebensdauer und durchgängig hohe Leistung des Akkus zu gewährleisten, sollte ein gutes Ladegerät zum Einsatz kommen. LiPo Akkus reagieren sehr sensibel auf Überladung und Tiefentladung. Ihre Kapazität kann bereits nach einem einzigen Überladevorgang merklich dezimiert werden. Daher muss die Ladeelektronik in der Lage sein, den Akku präzise mit den spezifizierten Parametern zu laden und zu überwachen.
Werden die Akkus nicht benutzt, so sollten sie niemals ganz oder fast ganz entladen gelagert werden. Eine Unterschreitung der zulässigen Entladeschlussspannung durch die stets unvermeidliche Selbstentladung würde den Akku unbrauchbar machen. Ideal ist eine Lagerung in einem kühlen, trockenen Raum zwischen etwa 40 bis 60% der Kapazität und oberhalb einer Spannung von 3,6 Volt pro Zelle.
Wie lange hält ein LiPo Akku?
Zu differenzieren ist zwischen dem alterungsbedingten Verschleiß, der immer auftritt und kaum zu beeinflussen ist, und der maximal möglichen Zyklenzahl. Die Anzahl der zu erreichenden Ladezyklen hängt von mehreren Faktoren ab. Die Qualität des LiPo-Ladegeräts ist entscheidend für eine lange Lebensdauer, ebenso wie die Vermeidung von Tiefentladungen oder das Laden- und Entladen bei zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen. Über zulässige Lade- und Entladeströme, den Temperatur-Einsatzbereich und weitere Spezifikationen gibt das jeweilige Datenblatt Auskunft. Realistisch sind bei sachgerechter Behandlung mehrere hundert vollständige Ladezyklen.
Haben LiPo Akkus einen Memory-Effekt?
Im Gegensatz zu den mittlerweile praktisch vom Markt verschwundenen NiCd-Akkus weisen LiPo Akkus keinen Memory-Effekt auf. Ebenso gibt es keinen Batterieträgheitseffekt, wie er bei NiMH-Akkus auftreten kann.
Welche Spannung hat ein LiPo Akku?
Lithium-Polymer-Einzelzellen weisen eine Spannung von 3,7 Volt auf. Akkupacks aus mehreren Einzelzellen sind entsprechend abgestuft verfügbar, beispielsweise mit 7,4 V, 11,1 V, 14,8 V und so weiter.
Warum lässt sich mein Lithium-Polymer-Akku plötzlich nicht mehr aufladen?
LiPo Akkus und Akkupacks besitzen in der Regel eine interne elektronische Schutzschaltung. Lässt sich der Akku nicht mehr laden, beziehungsweise signalisiert das Ladegerät einen Fehler, so ist der LiPo Akku defekt und muss ersetzt werden.
Können LiPo Akkus im Hausmüll entsorgt werden?
Lithium-Polymer-Akkus beinhalten neben Lithium auch andere Substanzen, die eine fachgerechte Entsorgung erfordern, sie dürfen keinesfalls in den Hausmüll gegeben werden. Wertstoffhöfe und viele Geschäfte halten hierfür spezielle Batteriesammelboxen bereit.
Lithium-Polymer-Akkus haben eine hohe Energiedichte und reagieren empfindlich auf Einflüsse elektrischer, thermischer und mechanischer Natur. Beschädigungen oder Überlastungen können zur Überhitzung oder gar zum (kaum mit herkömmlichen Mitteln löschbaren) Brand führen. Achten Sie darauf, dass der Akku die erforderlichen Strom- und Temperaturbereiche abdeckt und die Gehäusebauart robust genug für den geplanten Einsatzzweck ist.
Akkus mit integrierter Schutzschaltung sind zu bevorzugen, sie bieten eine höhere Sicherheit. Von besonders billig angebotenen Akkus und Akkupacks unklarer Herkunft sollte man besser Abstand nehmen, sie können nicht nur potenziell gefährlich sein, sondern bieten meist auch nur eine geringe Lebensdauer und dazu selten die versprochene Kapazität.