Praktisch alle heutigen kommerziellen Batterien, ob in Elektroautos, Handys oder Tablets, sind Lithium-Ionen-Akkus. Die weltweiten Vorräte an leicht abbaubarem Lithium sind aber begrenzt; andere Materialbestandteile dieser Batterie werden bereits jetzt knapp. Zudem enthalten die Lithium-Ionen-Batterien brennbares Lösungsmittel und gehen deswegen ab und zu in Flammen auf – wie kürzlich im Apple-Shop in Zürich.Dieser Typ Batterie führt immer wieder zu Rückrufaktionen, wie der des Samsung Galaxy Note 7 oder 2006 dem Rückruf von acht Millionen Sony-Laptop-Akkus. Die Batterie verzögerte zudem 2012 den Produktionsstart des Chevrolet Volt und des Opel Ampera, wie die Empa in EmpaQuarterly schreibt.
Ein Batterietyp, der statt Lösungsmittel einfach Wasser als ionenleitende Flüssigkeit verwendet, wäre daher eine elegante Batterievariante. Als Ionen kann man dann Natrium statt Lithium einsetzen. Natrium ist leicht verfügbar, aus Meersalz und Salzminen. Alle anderen Grundstoffe für diese Batterie sind ebenfalls in grossen Mengen verfügbar.Bei diesem Typ Batterie, der sich noch im Entwicklungsstadium befindet, tut sich allerdings ein neues Problem auf: Wasser hält nur Spannungsdifferenzen von maximal 1,23 Volt aus, bei höheren Spannungen zersetzt es sich. Eine handelsübliche Lithium-Ionen-Batteriezelle liefert rund 3,7 Volt - also dreimal mehr.
Ruben-Simon Kühnel und David Reber von der EMPA konnten dieses Problem aber 2017 umgehen. Sie benutzten für die Batterie statt Wasser eine extrem konzentrierte Lösung einer speziellen Natriumverbindung, nämlich Natrium-bis(flurosulfonyl)imid, kurz NaFSI. Von dieser Substanz lassen sich in einem Liter Wasser mehr als sieben Kilogramm auflösen.Die dickflüssige Lösung hält Spannungsdifferenzen von bis zu 2,6 Volt aus. Damit, so meinen die Forscher, liesse sich eine Batterie auf Wasserbasis bauen. Und sie haben es ausprobiert: Versuche mit Natrium-Titan- und Natrium-Vanadium-Elektroden zeigten vielversprechende Ergebnisse - Batteriebauteile der "Wasserbatterie" überstanden im Labor bereits erfolgreich eine Reihe von Lade- und Entladezyklen.
Die Energielieferanten für Smartphones und andere mobile Geräte werden unter verschiedenen Namen wie Powerbank, Powerpack, Externer Akku oder auch Zusatzakku verkauft. Unabhängig von der Bezeichnung steckt aber in allen Geräten im Wesentlichen das Gleiche: Ein kleinerer oder größerer Akku, der über ein Ladekabel an der Steckdose aufgeladen wird und seine Energie dann an mobile Geräte abgeben kann. Für die haben die Powerbanks den üblichen USB-Anschluss, über den Smartphones, Tablets oder auch viele moderne Kameras dann geladen werden können. "Einige große Powerbanks haben noch eine USB-C-Buchse. Über die kann man auch Notebooks aufladen", erklärt Sven Schulz von Computerbild. Viele der Zusatzakkus sind zudem mit einer einfachen Anzeige für den Ladestand des Akkus versehen: In der Regel zeigen dann drei bis fünf kleine LEDs an, wie voll oder leer die Powerbank ist. "Das reicht auch: Vor dem Urlaub checkt man dann, ob die Anzeige voll auf Anschlag steht und wenn nicht, lädt man die Powerbank nochmal", sagt unser Experte.
Powerpacks sind immer ein Kompromiss aus Größe, Gewicht und Leistung. Kleinere Zusatzakkus im Feuerzeugformat kosten um die zehn Euro, wiegen deutlich unter hundert Gramm und passen zur Not auch in die Hosentasche. Die Leichtgewichte bestehen in der Regel aus Ladeelektronik und nur einer Zelle und kommen mit einer Kapazität von um die 3.000 Milli-Ampere-Stunden (mAh). Das reicht in der Regel, um ein Smartphone einmal komplett zu laden. Nur wenige Euro teurer sind die günstigsten mittleren Powerpacks. Sie liefern den Herstellern zufolge um die 5.000 mAh, wiegen dafür zwischen 100 und 200 Gramm und sind auch etwas größer. Echte Schwergewichte sind dann die mobilen Zusatzakkus mit mehr als 10.000 mAh. Sie wiegen ab 200 Gramm aufwärts und kosten mindestens 20 Euro. Damit lassen sich dann Smartphones und auch Tablets gleich mehrfach wieder aufladen. Mit den kräftigen Powerbanks kann sogar der Akku von Notebooks wieder gefüllt werden. Allerdings müssen die großen Geräte auch deutlich länger an die Steckdose bis sie voll sind. Zehn Stunden und mehr sind die Regel.
Beim Kauf einer Powerbank sind Laien von den vielen Angaben in der Beschreibung oft überfordert: Neben Preis, Kapazität (mAh) und Gewicht stehen dort oft noch Angaben wie "Output 2.1 A für schnelles Aufladen", "Quick Charge" oder "Power Delivery". Diese Technikdetails zeigen vereinfacht gesagt an, ob die Powerbank Smartphones auch schneller als am USB-Ausgang üblich laden kann und ob sie auch gut genug für Laptops ist. "Klassisch kommt über die USB-Buchse ein Ampere", sagt Sven Schulz. Stärkere Zusatzakkus könnten mit 2,1 oder 2,4 zumindest die Smartphones schneller befüllen, die diese Technik auch unterstützen. "Wenn man Tablets laden will, sind die 2,1 oder 2,4 Ampere auch wichtig", sagt der Computerbild-Experte. Bietet die Powerbank Quick Charge, werden Smartphones ebenfalls schneller geladen, wenn das Handy die Technik auch unterstützt. Power Delivery wiederum ist wichtig, wenn der Zusatzakku oft auch Notebooks laden soll. Die werden dann über ein spezielles USB-C-Kabel schneller befüllt.
Nicht auf Herstellerangaben verlassen
Ein grundsätzliches Problem bei vielen Powerbanks ist immer noch die Differenz zwischen den Herstellerangaben zur Kapazität und der in der Praxis tatsächlich gelieferten Strommenge. In der Regel liefern die Zusatzakkus deutlich weniger Energie als von den Herstellern angegeben. In Tests bleiben im Extremfall bis zu 46 Prozent Leistung auf der Strecke. Das liegt daran, dass sie Hersteller immer nur die Kapazität der verbauten Akku-Zellen angeben und die bei mehreren Zellen eben addieren. "Die Akku-Zellen haben in der Regel eine Spannung von 3,7 oder 3,8 Volt und wenn man per USB da Strom raus zieht, dann braucht man eigentlich 5 Volt. Das muss umgewandelt werden und dabei geht immer auch Kapazität verloren", sagt Sven Schulz.
Das ist beruhigend: Nutzer der Powerbanks müssen keine Angst haben, den Akku ihres geliebten Smartphones zu überladen. Das hat dafür einen Überladeschutz, der dann auch nicht mehr Strom ins Gerät lässt. Auch die Powerbanks selbst können nicht "zu voll" gemacht werden. Nutzer müssen also auch nicht sofort das Kabel entfernen, wenn die LEDs auf "voll" stehen. "Auch da gilt: Die Akkus laden bis sie voll sind. Dann gehen sie automatisch in den Erhaltungsmodus. Und was wir als 100 Prozent sehen, ist auch ganz oft nicht die komplette Leistung des Akkus", sagt Sven Schulz. Es gebe immer noch einen Puffer nach oben. AuchSelbstentladung ist bei aktuellen Zusatzakkus kein großes Thema. Selbst über Wochen verlieren die Energiespeicher meist nur ein bis zwei Prozent ihrer Ladung. "Wenn man die halt monatelang im Schrank liegen lässt, dann können die in der Kapazität nachlassen. Aber so ein moderner Akku hält eigentlich relativ lange", sagt unser Experte.
Markengerät, Gerät von Zubehörherstellern oder No-Name-Powerbank aus Fernost?
Grundsätzlich können Käufer der kleinen Energielieferanten nicht viel falsch machen. Auch Geräte von eher unbekannten Herstellern laden den Akku des Smartphones problemlos auf. "Ich würde trotzdem von den Geräten vom Krabbelmarkt oder aus China abraten: Einmal kann man da bei Problemen nur schwer Garantie anmelden und zweitens hat man da oft ein Monster von Powerbank. Drin ist aber nur ein ganz kleiner Akku", warnt Sven Schulz. Richtig teure Powerbanks von Handyherstellern müssten es aber auch nicht sein. "Die sind oft nicht so viel besser wie sie teurer sind", sagt unser Experte. Er rät zu Zusatzakkus von Zubehöranbieten wie Anker oder auch Amazon. Die seien vergleichsweise günstig aber auch technisch gut.
Das Surface Book 2 von Microsoft ist eigentlich ein tolles Detachable: Neben der höheren Leistung und lautlosen Kühlung gefällt uns die gestiegene Akkulaufzeit. Einige Kleinigkeiten hätten allerdings besser umgesetzt werden können.Im Februar 2016 veröffentlichte Microsoft ein einzigartiges Detachable, also ein Notebook mit abnehmbarem Display. Im Test des Surface Book schrieben wir, es sei tatsächlich schon fast der ultimative Laptop, als der es von Redmond beworben wurde. Nun ist das Surface Book 2 verfügbar, wenngleich in Deutschland nur die 13,5 Zoll große Variante. Wir haben das Topmodell getestet und sind abgesehen von einigen Details der Ansicht, dass das Surface Book 2 noch besser ist als sein Vorgänger.
Livre d'Or
Contact