Speichereffekt bei Batterien
Ein elektrischer Akkumulator, allgemein als Batterie bekannt, ist eine Quelle für Gleichstromenergie. Sie wandelt gespeicherte chemische Energie durch einen elektrochemischen Prozess in elektrische Energie um und stellt damit eine Quelle der elektromotorischen Kraft bereit, um Ströme in elektrischen und elektronischen Schaltungen fließen zu lassen. Eine typische Batterie besteht aus einer oder mehreren voltaischen Zellen.
Das grundlegende Prinzip in einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind. Der Elektrolyt ist eine Substanz, die ionisch leitfähig und elektrisch isoliert ist.
Der Memory-Effekt
Der Memory-Effekt, auch bekannt als Batterieeffekt, ist Nutzern von Nickel-Cadmium- (Ni-Cd) und Nickel-Metallhydrid- (NiMH) Batterien gut bekannt. Bei Ni-Cd- und NiMH-Batterien äußert sich der Memory-Effekt in einer reduzierten Arbeitspannung, die in den Entladekurven beobachtet wird, wenn die Batterien wiederholt geringe Entladetiefen über viele Zyklen erfahren; die Entladespannung scheint die Entladetiefe des vorherigen Zyklus zu „merken“. Dies führt zu einer Reduktion der praktischen Zellenkapazität bei einer festgelegten Abschaltspannung und/oder zu einer falschen Einschätzung des Ladezustands der Zelle.
Ein echter Memory-Effekt tritt nicht auf, wenn eine (oder mehrere) der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
Batterien erreichen eine vollständige Überladung.
Die Entladung ist nicht bei jedem Zyklus genau gleich, innerhalb von plus oder minus 3%.
Die Entladung erfolgt auf weniger als 1,0 Volt pro Zelle.
Der Memory-Effekt von NiMH-Batterien ist viel geringer als bei Nickel-Cadmium-Batterien. Die einfachste Methode, den Memory-Effekt loszuwerden, besteht darin, die Batterie auf 1 Volt pro Zelle (VPC) zu entladen und sie dann vollständig aufzuladen. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, bis die Batterie ihre maximale Energiekapazität wiederherstellt.
Lithium-Ionen-Batterien
Im Gegensatz zu Nickel-basierten Batterien wird angenommen, dass Lithium-Ionen-Batterien keinen Memory-Effekt aufweisen.
Weitere Eigenschaften von Batterien
Um die Fähigkeiten jeder Batterie zu vergleichen und zu verstehen, sind einige wichtige Parameter charakteristisch für jede Batterie, auch innerhalb eines Batterietyps. Diese Parameter dienen als Referenz, wenn eine Batterie benötigt wird und spezifische Qualitäten erforderlich sind, da Batterien in allen Arten von Geräten und für unendlich viele Zwecke verwendet werden.
Zellenspannung
Die Spannung elektrischer Batterien wird durch den Potentialunterschied der Materialien erzeugt, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden.
Abschaltspannung
Die Abschaltspannung ist die minimal zulässige Spannung. Sie definiert im Allgemeinen den „leeren“ Zustand der Batterie.
Kapazität
Die koulometrische Kapazität ist die gesamte verfügbare Amperestundenmenge, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom von 100% SOC (State of Charge) bis zur Abschaltspannung entladen wird.
C-Rate der Batterie
Die C-Rate der Batterie bezieht sich auf die Entladerate, die ausdrückt, wie schnell die Batterie entladen werden kann.
Selbstentladung
Batterien entladen sich allmählich selbst, auch wenn sie nicht angeschlossen sind und keinen Strom abgeben. Dies ist auf nicht stromerzeugende „Neben“-chemische
