Lithium-Ionen-Akkus sind zum Standard in der weit gefassten Unterhaltungselektronik geworden. Aufgrund ihrer Vorteile, unter anderem einer hohen Energiedichte und dem Fehlen eines Memory-Effekts, sind sie die ideale Lösung für alle Arten von tragbaren Geräten, z. B. Laptops oder Mobiltelefone. Ihre Verwendung ist jedoch mit bestimmten Gefahren verbunden, weshalb einige Sicherheitsregeln eingehalten werden müssen.
Sicherheit
Der wichtigste Faktor für die korrekte Funktion eines Li-Ion-Akkus ist die Temperatur. Diese Akkus können undicht werden, Feuer fangen oder sogar explodieren, wenn sie zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Sie sollten daher nicht an Orten gelagert werden, die einer Erwärmung ausgesetzt sind, wie etwa in einem Auto an heißen Tagen oder in der Nähe von Heizkörpern, Öfen und Radiatoren. Kurzschluss oder Überstrom im Akku kann ebenfalls zu dauerhaften Schäden führen und eine Brandgefahr darstellen. Außerdem sollte man den Akku nicht eigenmächtig öffnen oder mechanischen Beschädigungen aussetzen. Es ist auch notwendig, geeignete Lade- und Entladeparameter einzuhalten, da sonst der Akku beschädigt oder seine Lebensdauer verkürzt werden kann. Die Verwendung von speziellen Schutzschaltungen (PCM) wird empfohlen, da sie den Akku vor Überladung, übermäßiger Entladung und zu hohem Strom schützen. Akkus mit diesem Schutz, die gemäß den obigen Sicherheitsregeln verwendet werden, stellen keine Gefahr dar.
Laden
Lithium-Ionen-Akkus sollten in einem bestimmten Spannungsbereich betrieben werden – sie sind nicht resistent gegen Überladung oder zu tiefes Entladen. Daraus ergeben sich Anforderungen an Spannung und Stromstärke der Ladegeräte. Das Laden der Zellen sollte zweistufig erfolgen: 1) CC (Konstantstrom) - Laden mit einem für die jeweilige Zelle angegebenen konstanten Strom, bis die maximale Spannung erreicht ist. Der empfohlene und maximale Ladestrom sollte vom Hersteller angegeben werden. 2) CV (Konstantspannung) - Halten der konstanten Ladespannung (gewöhnlich 4,2 V pro Zelle), bis der Strom unter einen vorgegebenen Wert fällt (zwischen 2 % und 10 % des Ladestroms der ersten Stufe). Die Wahl des Ladestroms sollte sich an den Angaben im Datenblatt des jeweiligen Akkus orientieren. Ein höherer Strom ermöglicht schnelleres Laden, verkürzt jedoch die Lebensdauer und kann übermäßige Erwärmung verursachen. Zudem ist bei in Reihe geschalteten Zellpaketen eine Balancerschaltung notwendig, die dafür sorgt, dass die einzelnen Zellen dieselbe Spannung haben.
Tipps zur Nutzung
Li-Ion-Zellen sollten nicht unter etwa 2,5 V entladen werden, da irreversible chemische Reaktionen und dauerhafte Schäden auftreten können. Das langfristige Lagern entladener Akkus verkürzt ihre Lebensdauer, deshalb sollten sie oft und möglichst schnell nach der Entladung geladen und nachgeladen werden. Bei längeren Nutzungsunterbrechungen sollte man sie auf die Nennspannung entladen (etwa 40 % der maximalen Kapazität), um die Lebensdauer zu verlängern. Auch die Lagerbedingungen, inklusive Temperatur und Feuchtigkeit, sind wichtig.
Entsorgung
Wie bei anderen Akkutypen und Batterien unterliegen Li-Ion-Akkus einem speziellen Entsorgungsprozess. Sie dürfen keinesfalls mit dem Hausmüll entsorgt werden. Die enthaltenen Stoffe werden recycelt, wodurch Umweltverschmutzung vermieden wird und Materialien wiederverwendet werden können. Gebrauchte oder beschädigte Akkus sollten nach dem Ausbauen vor allem sachgemäß gesichert werden. Die Zellen müssen vor Beschädigungen und die Kontakte vor Kurzschlüssen geschützt werden. Anschließend sind die Akkus zu Entsorgungsstellen oder Sammelstellen für gebrauchte Akkus zu bringen, von wo aus sie recycelt werden.
