Eine weitere große Studie zur Leistung von Batterien und Akkus? - Achte auf die 7 Todsünden, die von Testern begangen werden. Wann ist ein Test aussagekräftig/wertvoll? Schau dir unseren Leitfaden an.

Meiner Meinung nach ergibt sich das oben genannte Problem keineswegs direkt aus der „Sponsoring” von Tests oder dem Versuch, deren Ergebnisse zu beeinflussen. In den meisten Fällen sind eindeutig die Übersehen und Fehler der Tester und Rezensenten schuld.

Wir weisen regelmäßig auf wiederholte Fehler hin, die leicht die Glaubwürdigkeit der meisten im Internet gefundenen Tests untergraben können.

1. Stark zufällige Testbedingungen → fehlende Wiederholbarkeit der Ergebnisse

Vergleichbare, wiederholbare Testbedingungen sind wohl der wichtigste Ausgangspunkt für die Durchführung jeglicher Vergleichsstudien. Leider hat der häufigste Fehler, den Testpersonen machen, seine Wurzeln in diesen Grundlagen.

So verfügt beispielsweise ein typischer Tester für AA/AAA Alkalibatterien LR6/LR03 oft über ein fortschrittliches „Gerät” - eine präzise elektronische Last, bei der man mit großer Genauigkeit den Entladestrom/Entladeleistung einstellen oder einen beliebigen Lastwiderstand simulieren kann. Die betreffenden, getesteten Batterien werden in einen Halter eingelegt, der Halter wird mit der Last verbunden und die Messung wird durchgeführt.

Hier tritt ein nicht offensichtliches Problem auf – typische Halter für Batterien sind für sehr niedrige Lasten ausgelegt. Bei Anlegen von Lasten von 300 mA und mehr sind die Spannungsabfälle an Federn, Kontakten und schließlich an den dünnen Messleitungen so groß (manchmal im Zehntelvolt-Bereich), dass die prozentualen Unterschiede in der erzielten Betriebszeit / gemessenen Kapazität zweistellige Werte erreichen können. In solchen Konfigurationen ist es selbst sehr schwierig, die gleichen Ergebnisse bei wiederholten Tests derselben Batterie zu erzielen. Bei Messfehlern von 10% und mehr verliert der Vergleich der Ergebnisse jeglichen Sinn.

Die Lösung dieses Problems besteht darin, einen Hochstromhalter zu verwenden und vier Messleitungen (separate Bahnen zur Messung von Spannung und Strom) zuzuführen, wobei der Punkt zur Spannungsmessung möglichst nah an den Polen der getesteten Batterie platziert wird. Wie oft habt ihr das in einer solchen Konfiguration mit 4 Messleitungen gesehen? Wahrscheinlich wie ich – selten oder vielleicht gar nicht.

In einem typischen populären Test kann selbst die beste, präziseste elektronische Last nicht helfen, wenn wir nicht auf eine bestimmte Spannungsmessung direkt von der Batterie/Akkumulator achten. In einem typischen Testszenario für AA/AAA-Zellen sorgt ein günstiges Markenladegerät mit Entlade- und Kapazitätsmessfunktion für wiederholbarere Testbedingungen.

4. Fehlende Informationen über das Alter der getesteten Akkus

Leider fehlt den Testern oft das grundlegende Wissen über die Produkte, die sie testen.

Selbst der qualitativ hochwertigste Spezialist, Elektroniker, der über die geeignete Ausrüstung zur Durchführung von Tests verfügt und weiß, wie man eine möglichst niedrige Messunsicherheit sicherstellt, wird den Test nicht korrekt durchführen, wenn er nicht auf Produkte achtet, die in einem ähnlichen Zeitraum hergestellt wurden.

Die zulässige, dauerhafte Degradation neuer, unbenutzter Ni-MH-Akkus kann bereits nach 12 Monaten nach der ursprünglichen vollständigen Aufladung bis zu 30% betragen. Natürlich altert kein Markenakku so schnell, aber insbesondere die leistungsstärksten Akkus altern deutlich, unabhängig davon, wie intensiv sie genutzt werden.

Ähnlich ist es bei Alkalibatterien, die je nach Lagerbedingungen jährlich 3 bis 10% ihrer Kapazität verlieren können, und deren Spannungscharakteristik sich verschlechtert (solche Zellen erreichen eine niedrigere Spannung und geben weniger Energie ab).

6. Testverfahren – oder besser gesagt deren Fehlen

Durch das Durchsehen der meisten Tests kann man den Eindruck gewinnen, dass der Autor der Meinung war, er verfüge über das ideale Equipment für den Test von Batterien/Akkus und es stünde nichts im Wege, um einen solchen Test durchzuführen.

Das Ergebnis vieler solcher Tests ist z.B. das Fehlen jeglicher Verfahren zur Formierung von Ni-MH-Akkus oder die Verwendung eines ungeeigneten Ladegeräts usw.

Ni-MH-Akkus können je nach Alter, Kapazität und Hersteller mehrere Zyklen vollständiger Aufladung und Entladung benötigen, um korrekt geformt zu werden.

Die Zielcharakteristik, das Spannungsniveau während der Entladung entwickelt sich im Laufe der Zeit bei Ni-MH-Akkus – daher scheint es ein absolutes Minimum zu sein, mindestens einige Überladungen des Akkus durchzuführen, damit dies irgendeinen vergleichbaren Wert hat.

Für neue Akkus (nicht Lagerbestände) erlauben die Normen Messungen während der ersten 5 Zyklen.

In einigen beliebten Tests werden Akkus nur einmal oder zweimal aufgeladen. Sie werden mit Geräten aufgeladen, die wenig über die Richtigkeit der Aufladung der darin installierten Akkus aussagen.

Der Prozess der ordnungsgemäßen Aufladung von Ni-MH-Akkus ist entscheidend für weitere Tests, selbst in einem typischen Nutzungstest, bei dem der jeweilige Rezensent/Tester nur über ein automatisches Ladegerät verfügt. Leider haben wir eine große Unsicherheit, ob alle Akkus gleich behandelt werden und ob sie korrekt aufgeladen wurden. Besonders wenn der Prozess nicht mehrfach wiederholt wird.

Bei Fehlen eines entsprechend guten Ladegeräts ist es bei Ni-MH-Zellen eine faire Lösung, die Akkus gemäß der Norm PN/EN/IEC 61951:2 „manuell“ aufzuladen, wobei ein mehrfach entladener Akku auf 1,0 V über 16 Stunden mit einem konstanten Strom aufgeladen wird, der 10% seiner Kapazität entspricht.

Der Testprozess für z.B. Alkalibatterien LR6/LR03 ist theoretisch einfacher – obwohl wir dort normalerweise Tests mit Lasten von 300 mA-500 mA sehen, zudem in fragwürdiger Qualität von Haltern, über die wir in Punkt 1 geschrieben haben. Das sind Bedingungen, unter denen eine solche Batterie keine Chance hat, ihre nominale Kapazität zu erreichen – die Ergebnisse werden hier immer viel niedriger und manchmal unvorhersehbar sein. Ein solcher Test wird keine eindeutige Information über die Qualität einer bestimmten Batterie liefern. Leider gibt es viel weniger Tests mit Lasten von z.B. 30-50 mA, was schade ist.

Der Testprozess für Li-ion-Akkus 3,6/3,7 V sollte ebenfalls mit einem guten Ladegerät beginnen, das jedem Akku identische Testbedingungen bietet, am besten eines, bei dem die maximale Ladespannung im Bereich von 4,18-4,22 V liegt.

Beim Entladen solcher Akkus ist es sinnvoll, die Tests mit höheren Stromwerten wie z.B. 3A/5A/10A und sogar 20A im Falle von Hochstromakkus durchzuführen – hier ist es noch wichtiger, eine sehr sichere Verbindung des Akkus mit der Last und eine nicht unterbrochene Spannungsmessung so nah wie möglich an den Kontakten der Zelle zu gewährleisten.

7. Kapazitätsmessung – das einzige richtige Maß für die Leistung eines Akkus oder einer Batterie?

Die überwiegende Mehrheit der Tests, mit denen wir es zu tun haben, basiert auf einer synthetischen Kapazitätsmessung. Wir lassen hier Situationen außer Acht, in denen die Annahmen solcher Messungen schlecht gewählt sind oder in denen Kapazitätswerte mit der Ladung verglichen werden (wie die korrekte Kapazitätsmessung in einem anderen Beitrag beschrieben wird) – leider gibt es selbst dort, wo der gesamte Test korrekt durchgeführt wurde, Raum für einen großen Messfehler.

Ein Beispiel sind z.B. Kapazitätsmessungen von Batterien, Akkus mit verschiedenen Geräten und deren späterer eins-zu-eins Vergleich in der endgültigen Zusammenstellung.

Selbst bei identischen vorgegebenen Testbedingungen können die Unterschiede in den Kapazitätsergebnissen 10-20% zwischen verschiedenen Ladegeräten/elektronischen Lasten überschreiten. Selbst wenn alle eine so hohe Präzision aufweisen, können sie sich in der Art der Spannungsmessung unter Last oder in der Art der Last (statisch/impulsartig, über die Zeit gemittelt) unterscheiden. Bei Verwendung verschiedener Messgeräte können wir durchschnittliche mAh-Werte aus der Entladung ziehen und z.B. darauf achten, dass jeder Akku in jedem Ladegerät/jeder Last getestet wird.

Idealerweise sollten wir zu einem solchen synthetischen Test einen praktischen Test hinzufügen – z.B. die Anzahl der Blitze eines Blitzlichts oder die Betriebszeit eines Spielzeugs. Einige Tester sind weiter gegangen – sie haben zuvor eingefrorene Akkus getestet. Solche Tests sind jedoch sehr zeitaufwendig und leider ist es derzeit schwierig, solche Projekte zu finden.

Wenn wir keine Zeit mit mühsamen praktischen Tests verlieren wollen, gibt es andere synthetische Werte, die während der Kapazitätstests gemessen werden können oder deren Überprüfung viel weniger Zeit in Anspruch nimmt.

Der Innenwiderstand – gibt Auskunft über die Stromfähigkeiten einer bestimmten Zelle – Zellen mit niedrigerem Widerstand sind viel zuverlässiger und versprechen eine längere Nutzung.

Die Energie in mWh/Wh. Die Kapazität sagt uns nicht viel über die tatsächliche Energiemenge aus, die von einer bestimmten Zelle abgegeben wird. Wir wissen nicht, bei welcher Ausgangsspannung sie erreicht wurde – und so können eine Batterie oder ein Akku die gleiche Kapazität haben, wobei eine der Zellen während des gesamten Prozesses etwa 10-20% höhere Spannung aufrechterhält. Eine solche Zelle mit höherer Ausgangsspannung wird genau um diese 10-20% höhere Ergebnisse bei der Messung der Energie in mWh/Wh erzielen.

Idealerweise sollten wir überprüfen, wie die Beziehung zwischen der gemessenen Kapazität/Energie und der Ausgangsspannung aussieht – dies ermöglicht eine genaue Schätzung, welche Zelle auch für untypische Anwendungen besser geeignet ist.

Wie könnte die Präsentation solcher Ergebnisse aussehen – sehen Sie einen unserer Tests zu Zellen in der Größe 9V.

Zusammenfassung

Vielen Dank, dass Sie bis zum Ende dieses langen Beitrags durchgehalten haben 😊

Er behandelt immer noch nicht das Thema möglicher Übersehen, Fehler und Fallen beim Testen von Batterien und Akkus.

Wenn man diese 7 grundlegendsten Fehler kennt, kann man sich um eine Art Ranking bemühen – „Die schlechtesten Tests von Batterien und Akkus” – es ist sehr wahrscheinlich, dass dort beliebte Tests mit einem Ergebnis von 6/7 oder vielleicht sogar 7/7 zu finden sind.

Leider fühlen sich bekannte Redaktionen, Portale oder YouTuber sehr selten verpflichtet, Fehler zu korrigieren oder sich sogar dazu zu bekennen.

Wenn wir selbst Batterien und Akkus überprüfen/testen wollen und nicht ein Vermögen für Tests in akkreditierten Laboren ausgeben möchten, sollten wir die oben besprochenen grundlegenden Fehler vermeiden.

Als Unternehmen mit 33 Jahren Erfahrung auf dem Markt, spezialisiert auf Batterien und Akkus, stehen wir gerne mit fachlicher und produktbezogener Unterstützung in solchen Vorhaben zur Verfügung – interessierte Personen laden wir zur Kontaktaufnahme ein.

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