Akku-Ladegeräte, Teil 1

Nickel-Kadmium-Akkus

Oft steht man vor dieser Aufgabe: Man hat einen Akku, aber kein passendes Ladegerät dazu. Aber das muss kein Problem sein, denn die Vorschriften zum Laden eines Akkus sind sehr klar.

Ein Beispiel: Ein kleiner NiCd-Akku hat eine Spannung von 1,2 V und eine Kapazität von 600 mAh, er kann also eine Stunde lang einen Strom von 600 mA liefern, oder zwei Stunden lang 300 mA oder sechs Stunden lang 100 mA usw. Theoretisch muss man beim Laden genau die gleiche Ladung wieder zuführen, also z.B. 60 mA zehn Stunden lang. Praktisch ist die erforderliche Ladung jedoch etwas größer. Wenn man 14 Stunden lang mit 60 mA lädt, ist der Akku voll. Die Stromstärke von nur 60 mA ist auch bei einer leichten Überladung relativ ungefährlich. Entsprechend sollte man einen Akku mit der Kapazität 1,2 Ah mit 120 mA laden, einen 10 Ah-Typ mit 1 A usw. Auf manchen Akkus steht das sogar drauf.

Aber wie stellt man die Ladestromstärke ein? Man könnte natürlich eine komplizierte Schaltung aufbauen. Aber eine einfache Glühlampe tut es oft auch. Man braucht nur ein Netzteil, das eine Spannung oberhalb der Akkuspannung abgibt. Ein NiCd-Akku erreicht gegen Ende der Ladung ca. 1,5 V gegenüber eine Nennspannung von 1,2 V. Für einen dreizelligen Akku mit 3,6 V braucht man also mindestens ein Netzteil mit 4,5 V. Die Glühlampe stellt einen Vorwiderstand dar und begrenzt den Ladestrom.

In der Beispielschaltung wurde eine Glühlampe mir den Daten 6V/0,1A verwendet, um einen Akku mit 3,6V/500mAh zu laden. Wenn an dieser Lampe eine kleinere Spannung als 6 V anliegt, sinkt der Strom nicht im gleichen Maße, weil der Glühdraht dann weniger heiß und damit niederohmiger ist. Die Lampe sorgt also für eine gewisse Stromstabilisierung. Am Ende steigt die Ladespannung bis auf 4,5 V (1,5 V pro Zelle), die Lampe erhält dann ebenfalls 4,5 V. Man kann hier ganz grob von einem Ladestrom von 100 mA ausgehen. Der Akku sollte also nach sieben Stunden geladen sein, wenn er vorher ganz leer war. Aber oft weiß man das nicht so genau. Dann hilft folgende Beobachtung: Wenn der Akku warm wird, beginnt das Überladen.

Achtung: Akkus dürfen bei Laden niemals heiß werden!

Tipp: Wiederbelebung alter NiCd-Akkus

NiCd-Akkus müssen regelmäßig geladen und entladen werden, damit sie eine lange Lebensdauer erreichen. Günstig ist es, wenn ein Akku erst geladen wird, wenn er fast vollständig leer ist. Man sollte aber eine Tiefentladung vermeiden. Wenn eine Akkuzelle im Betrieb unter 0,9 V abfällt, muss neu geladen werden.

Bei alten NiCd-Akkus, die lange vergessen herumlagen, stellt man manchmal einen inneren Kurzschluss fest. Mit normalen Mitteln lässt sich keine Ladung mehr zuführen. Aber manchmal hilft ein Trick: Für einen kurzen Moment wird eine extrem hohe Stromstärke von z.B. 5 A durch den Akku geschickt und damit der Kurzschluss beseitigt. Dazu kann man ein Labornetzgerät oder z.B. auch einen größeren Akku verwenden. Manchmal hilft auch die Schockladung über einen großen Kondensator von 10000 µF oder mehr, der auf eine Spannung von 10-30 V geladen wurde. Der Kondensator wird einmal oder mehrfach über den defekten Akku entladen und beseitigt so den inneren Kurzschluss. Danach kann mit normalem Ladestrom geladen werden. Den Erfolg erkennt man jedenfalls daran, dass die Akkuspannung nun auch bei kleinem Ladestrom steigt.

Dazu noch ein Tipp von W. Schmidt:

Zur Wiederbelebung ist es sinnvoll einen neu geladenen Akku parallel zu schalten. Dabei ist sichergestellt, dass die Ladespannung nicht zu hoch wird.