AA R6, AAA R03 und andere wiederaufladbare Batterien, die in Ni-MH-Technologie hergestellt werden - Bewertung ihres Ladezustands vor dem Gebrauch. Wie sind Ladefortschrittsanzeigen in Ladegeräten zu interpretieren?

1. Die Spannung eines Ni-MH-Akkus ist während des Ladevorgangs deutlich höher als im Ruhe- oder Nutzungszustand. 

Wenn wir einen entladenen Ni-MH-Akku in ein Prozessorladegerät einbauen, insbesondere in eine typische AA- oder AAA-Batterie, übersteigt seine Spannung nach den ersten Sekunden - ganz zu Beginn des gesamten Ladevorgangs - oft 1,30 V (und manchmal sogar 1,40 V), insbesondere wenn er zuvor vollständig auf einen Wert unter 1,0 V entladen wurde.

Das Aufladen einer typischen AA-Ni-MH-Batterie  endet normalerweise, wenn sie eine Spannung von etwa 1,45 bis 1,55 V erreicht. Diese Spannung variiert in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur (hier ist der nicht offensichtliche Zusammenhang zu beachten, dass die Ladespannung umso höher ist, je niedriger die Temperatur ist), dem gewählten Ladestrom, dem Hersteller der Batterie, ihrem Verschleiß usw. - Die maximale Spannung, die von einer Ni-MH-Batterie erreicht wird, ist nicht konstant und kann jedes Mal unterschiedlich sein, auch bei der gleichen Batterie, sie wird in der Regel immer höher, wenn sie verwendet wird - typische Ladeverläufe einer neuen AA (R6) Ni-MH-Batterie werden in einem anderen Artikel beschrieben.

Demnach gehen Ladegeräte, die den Fortschritt des Ladevorgangs anzeigen (egal ob in grafischen Segmenten oder Prozentsätzen), davon aus, dass die Batterie bei einer Anfangsspannung von ca. 1,30V oder niedriger bei 0% geladen bleibt, während sie bei ca. 1,45% eine Ladung von ~90% erreicht. Hier gibt es jedoch ein Problem mit der Interpretation dieser Anzeigen durch die Benutzer - es ist ganz typisch, wenn wir zur Überprüfung oder als Folge eines Fehlers eine frisch geladene (z. B. am Vortag) Batterie in das Ladegerät einbauen und der Ladevorgang entgegen der Logik wie bei "Null" beginnt.

Diese Situation wird sehr gut durch die Spannungscharakteristik der Ni-MH-Batterie erklärt. Bei einem typischen Ni-MH-Akku, der mit 1,5 V aufgeladen wurde, kommt es zu einem schnellen, automatischen Spannungsabfall. Kurz nach der Entnahme aus dem Ladegerät fällt die Spannung auf etwa 1,4 V ab. Mit jeder Stunde nimmt sie zusätzlich ab und stabilisiert sich nur im Bereich von 1,30-1,35V - das ist ein völlig normales Phänomen für alle Ni-MH-Akkus. Leider verhält sich der Akku genau so, wo wir den Ladevorgang bei 20% Ladung gestoppt haben. Es zeigt auch eine polare Spannung über 1,30 V für viele Tage an.

Daher wird eine solche Batterie mit einer Spannung von 1,30 bis 1,35 V, die am Vortag vollständig geladen wurde, selbst beim Einbau in das fortschrittlichste Ladegerät  in der Regel als entladen behandelt. Wenn sich die Ladespannung des Akkus stabilisiert (in der Regel nach einigen Minuten), werden die Anzeigen für den Ladefortschritt des Ladegeräts schnell korrigiert und der wiederholte Ladevorgang endet - in der Regel nach dem "Laden" von zusätzlichen 100-300 mAh in einen solchen Akku.
Wenn Sie versuchen möchten, den Ladezustand des Ni-MH-Akkus direkt im Ladegerät abzuschätzen, sollten Sie die Anzeige erst nach min. 10 Minuten nach dem Ladevorgang, wenn sich die Ladespannung des Akkus zu stabilisieren beginnt. Gleichzeitig müssen wir stark entladene Batterien berücksichtigen, bei denen ein sehr schneller Spannungsanstieg in den ersten Sekunden des Ladevorgangs zu einem falschen Hinweis auf einen hohen Ladegrad führen kann.
Letztendlich wird es sich immer noch nicht um eine klare Information handeln, mit der wir beurteilen können, wie stark die Batterie, die im Ladegerät verbaut war, entladen wurde.

2. Die Ruhespannung der Ni-MH-Batterie und die darin verbleibende Kapazität.

Wir wissen bereits, dass Ni-MH-Akkus aufgrund großer Diskrepanzen und unvorhersehbarem Spannungsverhalten während des Ladevorgangs auch bei spezialisierten Prozessorladegeräten Probleme bei der Bestimmung des Ladefortschritts verursachen. Nicht anders ist es, wenn wir den Ladegrad vor der Nutzung beurteilen wollen.

Wir können davon ausgehen, dass eine Batterie mit einer Ruhespannung , die einige Tage nach dem Entfernen aus dem Ladegerät über 1,35 V gemessen wird, praktisch vollständig geladen ist.
Ruhespannung im Bereich von 1,25V-1,30V ist leider in gewisser Weise eine Lotterie. Abhängig von der Art und dem technischen Zustand der Batterie, der Zeit, die seit dem Aufladen vergangen ist, der Zeit und den Bedingungen der Lagerung usw. Das kann immer noch deutlich über 50% Ladung bedeuten und der Akku steht kurz vor der Entladung! Leider lässt sich dies in keiner Weise allein anhand der Spannung an der Batterie beurteilen.

Einige Batterietester messen die Spannung unter Last – dann "sitzt" die Spannung sehr schnell auf vollständig entladenen Batterien. In ihrem Fall gibt es jedoch immer noch regelmäßige Situationen, in denen die Anzeige des Testers zu optimistisch ist und 30-50 % Ladung für eine vollständig entladene Batterie anzeigt.

Das einzige, was fast sicher ist, ist, dass sowohl AA-Batterien als auch AAA-Batterien mit einer Ruhespannung von weniger als 1,25 V geladen werden müssen - in ihrem Fall besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie kurz vor der Entladung stehen.

3. Schlussfolgerungen, Ratschläge.

Zusammenfassend lässt sich sagen , dass wir bei Ni-MH-Akkus nicht in der Lage sein werden, den aktuellen Ladezustand schnell und genau zu überprüfen, und die Prozentangaben oder grafischen Anzeigen in den Ladegeräten zeigen nur den ungefähren Fortschritt eines bestimmten Ladevorgangs an.
 
Der einzige sichere Weg, die aktuelle Ladung eines Ni-MH-Akkus zu beurteilen, besteht darin, ihn zu entladen (die everActive Ladegeräte NC-1000 Plus, NC-3000 und UC-4000 verfügen über den entsprechenden Modus). Leider wird dies für einen typischen Benutzer keine Lösung sein, da es sich in der Regel um eine schnelle Einschätzung handelt, ob ein bestimmter Akku noch verwendet werden kann oder bereits aufgeladen werden muss.

In Beantwortung zahlreicher Fragen unserer Leser und Kunden empfehle ich das Aufladen von Batterien mit einer Anfangsspannung von 1,25 V und niedriger, während wir bei Batterien mit einer Ruhespannung von etwa 1,28 V und höher, wenn wir wissen, dass die Batterien zuvor vollständig geladen waren, mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgehen können, dass sie noch eine hohe Restkapazität haben und nicht unbedingt nachgeladen werden müssen.

Der Spannungsbereich von 1,26 V-1,27 V ist am schwierigsten auszuwerten.  In dieser Hinsicht wissen wir in der Regel nicht, ob der Akku 20 % oder vielleicht 70 % seiner verfügbaren Kapazität hat, und daher ist es auch besser, solche Batterien vor dem Gebrauch aufzuladen, um unangenehme Überraschungen zu vermeiden.
Gleiches gilt für neue, frisch gekaufte Batterien (auch wenn es sich um Batterien der neuen Generation handelt, die mit einer Spannung von 1,26V oder höher einsatzbereit sind (LSD / Ready to Use). 

Auch bei neuen Marken- und AAA-Batterien (R6 und R03) empfehlen wir, sie trotz der Versicherung des Herstellers, dass sie einsatzbereit sind, vor dem ersten Gebrauch vollständig aufzuladen - in ihrem Fall können wir nie sicher sein, wann (wie lange her) sie aufgeladen wurden, und wir wissen nicht, ob sie noch gleich sind - mit der gleichen Erstladung.

Autor: Michał Seredziński

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