Die neue Akku Generation:
"easy to use"

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Die Akkus einer neuen Generation gelangen bereits geladen in den Verkauf und weisen eine markant geringe Selbstentladung auf. Das heisst, man kann diese getrost aufladen und dann liegen lassen bis man sie braucht. Dauert dies nicht länger als etwa 1 Jahr, so sollen sie (nach Angaben der Hersteller) immer noch fast die volle Leistung haben. Sie sollen dadurch (fast) so einfach zu handhaben sein wie Batterien, eben easy to use.

In der Sendung "Espresso" vom 15.10.2007 auf Radio DRS1 sind teure Marken-Batterien auch besser? habe ich die neue Generation von Akkus mit geringer Selbstentladung und geladener Lieferung erwähnt, leider ohne Marken und Bezugsquellen zu nennen. Dies soll hier als Erstes nachgeholt werden:

• VARTA ready2use (siehe Bild), in der Schweiz z.B. bei Interdiscount erhältlich. Link auf (kaum vorhandene) Herstellerinfos: ready2use.
• GP ReCyko, wird in der Schweiz von semi electronic vertrieben.
• Ansmann max e, in der Schweiz keine Bezugsquelle bekannt. Link auf Herstellerinfos: max e.
• SANYO eneloop, sollte in Mediamärkten erhältlich sein und ist auch im Versand bei Conrad erhältlich. Link auf Herstellerinfos: eneloop.
• Panasonic Infinium und UNiROSS Hybrio sind nach c't Volle Ladung in Deutschland erhältlich.
• accubattery von Swissbatteries im Direktversand von Sistech AG erhältlich (erst seit 2008).

Die ersten 4 (Varta, GP, Ansmann, Sanyo) haben wir eingehend för den Ktipp und als erste getestet. Die vollständigen Resultate werden hier ausförlich wiedergegeben.

Kurz gesagt: frisch aus dem Laden erreichen alle die beworbenen ca 75% bis 85% der Nennkapazität (mit Varta an der Spitze) und bei Volladung etwa die Nennkapazität. Nach einem Jahr sind zwar mehr als die versprochenen 10% verloren, aber alle sind bei weitem noch nicht leer (was bei den normalen Typen längstens der Fall wäre). Auch im Fototest haben alle gut abgeschnitten.

Einführung

Seit ca. Anfang Jahr (2007) wird von mehreren Firmen eine neue Generation von NiMH Akkus angeboten. Sie sollen sich dadurch auszeichnen dass sie bereits geladen ausgeliefert werden und dank kleiner Selbstentladung im geladenen Zustand lange lagerbar sind (1 Jahr und länger). Diese beiden neuen Eigenschaften vereinfachen die Anwendung, sie werden deshalb hier in Anlehnung an die von Varta verwendeten Bezeichnung „ready2use“ mit „easy to use“ bezeichnet. Als Nachteil gegenüber normalen Spitzenprodukten (mit bis zu 2700mAh) weisen die „easy to use“ Akkus eine kleinere Kapazität auf (2000 bis 2100 mAh). Einen sehr gute Zusammenstellung der Herstellerdaten und eine Beschreibung der technologischen Besonderheiten findet sich in [2], jedoch keinerlei Testresultate sind darin enthalten. Ziel dieses Tests ist es, die neuen Eigenschaften Lieferung geladen und kleine Selbstentladung sowie die Tauglichkeit im harten Einsatz in einer Digitalkamera mit dem Fototest erstmals neutral zu überprüfen.

Die wichtigsten Ergebnisse werden im Ktipp Nr.3 vom 13.2.2008 veröffentlicht.

Die Produkte vier bekannter Firmen, Varta, Sanyo, GP, Ansmann in der Standardgrösse AA ausgewählt und den folgenden Tests unterzogen:

1. Bestimmung der Neukapazität Co (ohne Aufladung frisch gekauft) und Vergleich mit der Nennkapazität Cn.
2. Bestimmung der Vollkapazität (nach 3 Konditionierungszyklen) und Vergleich mit der Nennkapazität.
3. Selbstentladung , Messung der verbleibenden Kapazität nach Volladung und anschliessender Lagerung im Laborofen (40C), im Raum bei (21C) und im Haushaltkühlschrank
4. Fototest zur Feststellung der Leistungsfähigkeit unter strengem praktischen Einsatz (Bestimmung der mit einer Volladung möglichen Anzahl Fotos in einer Olympus C3030 Kamera mit maximaler Blitzleistung und eingeschaltetem Monitor, alle 20 Sekunden eine Aufnahme).

Zusammenfassung

1. Die Neukapazität entspricht bei allen Produkten den von den Firmen angegebenen Werten im Bereich von 75% (eneloop) bis gut 80% der Nennkapazität.
2. Die Vollkapazitäten entsprechen sehr gut den Nennkapazitäten, ReCyko liegt sogar deutlich darüber.
3. Bei der Selbstentladung werden ausgehend von Volladung die versprochenen Werte von keiner Marke erreicht. Nach 6 Monaten haben alle ca 15 bis 20% verloren, nach weiteren 6 Monaten haben eneloop und ReCyko nochmals ca 5% verloren (es verbleiben noch ca. 80% der Vollkapazität), ready2use und max e dagegen verlieren nochmals ca 10% (auf ca 70% der Vollkapazität). Geht man jedoch von der Neukapazität aus, so liegt der Verlust innerhalb eines Jahres bei den versprochenen 10%.
4. Im Fototest beweisen alle Akkus eine grosse Leistungsfähigkeit und stehen normalen Spitzenprodukten nur im Verhältnis der geringeren Kapazität nach.

Ratschläge für den Anwender

Bei der grossen Vielfalt von Produkten steht der Anwender immer wieder vor der Frage, „was soll ich denn wofür wählen und wie behandeln?“. Ein Patentrezept dafür gibt es leider nicht, die folgenden Ratschläge sollen die Anwendung jedoch erleichtern helfen:

• Allgemein sind die neuen „easy to use“ Akkus empfehlenswert. Sie sind leistungsfähig (auch in Digitalkameras), und der Anwender hat die Sicherheit, dass sie auch nach langem Nichtgebrauch oder Lagerung sofort einsatzbereit sind. Die dauernde Frage, „reicht es noch oder muss ich nachladen“ entfällt. In der Schweiz sind „ready2use“ von Varta am besten erhältlich, bei Interdiscount und Fachhändlern. Nach den anderen muss man leider zur Zeit noch suchen. Laden sie diese Akkus nur auf, wenn das Gerät mit „battery low“ die Notwendigkeit dazu anzeigt (zum Weiterfahren setzen Sie einfach den betriebsbereiten Reserve Akkusatz ein, als „easy to use“ ist er auch nach längerem Nichtgebrauch noch genügend geladen!).
• Normale Markenakkus sind dann angezeigt, wenn wirklich höchste Leistung verlangt wird, - falls sie vor dem gelegentlichen Einsatz (richtig) aufgeladen werden können. Die Erfahrung zeigt leider, dass günstigere Noname-Produkte oft nicht die erwünschte Qualität aufweisen und der aufgedruckte Kapazitätswert eher aus der Werbeabteilung als aus der Fabrik stammt. Auch von Markenprodukten wird die (hohe) aufgedruckte Kapazität nicht immer erreicht. Vorbildlich ist hier die „Varta professional 2700“ sie verfügt auch über eine etwas höhere Entladespannung und verhilft Geräten mit (zu) hoch angesetzter „Akku leer“ Abschaltung zu besserer Leistung. Mit Vorteil laden Sie diese Akkus vor jedem Einsatz auf.
• Alkali Batterien sind dann angezeigt, wenn ein Gerät mit kleinem Stromverbrauch über Jahre ohne Batteriewechsel funktionieren soll (Uhr, Fernbedienung) oder eine jahrelange Lagerung notwendig ist. Der geringere Anschaffungspreis kann auch ein Argument sein. Dabei sind teure Produkte nicht um so viel besser wie der Preis vermuten lässt [3] Wenn die Möglichkeit zum Laden von Akkus fehlt, sind Batterien unumgänglich. „Energizer ultimate Lithium“ (die einzige 1.5V Lithium Batterie) ist in jeder Beziehung unübertroffen, - leider auch im sehr hohen Preis. Kohle-Zink Batterien sollte man nur noch einsetzen, wenn der weitaus günstigste Preis alles entscheidet.

Persönliche Bemerkungen

• Die grosse Überraschung des Tests waren die ReCyko Akkus von GP. Sie stehen den anderen Produkten in nichts nach, im Gegenteil. Dies erstaunt, da bis jetzt GP häufig enttäuscht hat. Weil GP vollständig aus China stammt, ist jedoch nicht auszuschliessen, dass Entwicklung und Herstellung nicht den hohen europäischen und japanischen Standards (Umweltschutz) entsprechen.
• Es kann mit gutem Grund angenommen werden, dass die neuen Akkus in der Lebensdauer Anzahl Lade- Entladezyklen) den normalen nicht nachstehen sondern im Gegenteil diese dank des robusteren Aufbaus (Separator!) sogar übertreffen. Hinweise zur Lebensdauer von Akkus findet man in [5].
• Zweifellos könnte Sanyo seine Eneloops auch mit der etwas höheren Kapazität der anderen Produkte herstellen und etwas mehr geladen ausliefern. Als sorgfältiger Hersteller bekannt, hat man offensichtlich erst einmal eine vorsichtige Auslegung gewählt, - was sich durchaus positiv auf die Lebensdauer auswirken kann. Als einzige Firma liefert Sanyo die Akkus in einer zwar nicht sehr eleganten aber dafür sehr nützlichen wiederverschliessbaren Plastikbox aus. Das wäre den Mitbewerbern wärmstens zur Nachahmung zu empfehlen, da man Akkus nicht wie Batterien einmal aus der Verpackung nimmt, braucht und dann richtig entsorgt, sondern immer wieder aufbewahrt, - in der mitgelieferten Box.
• Seit Juli 2007 verwende ich mit meinen Digitalkameras „ready2use" Akkus (eine Kamera mit Spezialakku würde ich niemals kaufen und niemandem empfehlen, Ersatzakkus sind wie bei Handys masslos öberteuert und versuchen Sie einmal in den Ferien wo es am wichtigsten ist, einen passenden Typ zu bekommen, dabei mss es nicht einmal in Ogouadougu sein, - AA Batterien finden Sie dagegen in der hintersten Ecke unseres Planeten!).
• Die geringere Kapazität gegenüber normalen Akkus wird mehrfach kompensiert durch die Gewissheit, immer geladene Akkus zur Verfügung zu haben. Die lästige Frage vor jedem Einsatz „sind die Akkus noch genügend geladen" und das noch rasch Nachladen entfällt. Wenn sie leer werden, steht das Reservepack geladen bereit.
• Der Einsatz aller getesteten „easy to use" Akkus an Stelle normaler Akkus kann ohne Vorbehalt empfohlen werden. Die geringere Kapazität fällt meistens kaum ins Gewicht, die geringere Selbstentladung gibt dagegen immer grössere Sicherheit dass die Akkus im entscheidenden Moment nicht entladen sind.

Der Test

Produkte und Kapazitäten

Die Produkteauswahl beschränkt sich auf in der Schweiz etablierte und bekannte Marken. In Deutschland bestehen weitere entsprechende Angebote von Panasonic (Infinium), Uniross (Hybrio), AccuLoop. Alle 3 sind im Versand bei ELV erhältlich. Seit 2008 sind accubattery mit 2100mAh bei Swissbatteries im Direktversand von Sistech AG erhältlich.

Alle Entladungen wurden wie bei Akkus allgemein üblich 5 stündig ausgeführt. Das heisst, der konstante Entladestrom wird so bemessen, dass die Entladung bei Nennkapazität (Cn) in 5 Stunden erfolgen würde (I = Cn / 5h). Als Entlade-Schlussspannung wird immer 0.8V verwendet. Die Erfahrung zeigt, dass bei heutigen leistungsfähigen Akkus eine langsamere Entladung mit kleinerem Strom die Testzeit verlängert aber zu keinen wesentlich anderen Resultaten führt. Nur die Spannung liegt bei 5 stündiger Entladung wegen des grösseren Abfalls am Innenwiderstand etwas tiefer. Dies wird jedoch durch die tiefe gew¨hlte Schlusspannung von 0.8V kompensiert.

Die folgende Tabelle zeigt die 4 ausgewählten Produkte mit ihrer vom Hersteller angegebenen Nennkapazität Cn , der gemessenen Neu- (Co) und Vollkapazität (Cv) jeweils in mAh. In den letzten drei Kolonnen folgen die damit berechneten Kapazitäts – Verhältnisse („relative Kapazitäten“) jeweils in %. Von allen Marken wurden je 4 Exemplare getestet Ausreisser (Abweichung > 3%) wurden in den Resultaten nicht berücksichtigt..

• Varta, GP und Ansmann versprechen beim Kauf eine Ladung von gut 80%, Sanyo von 75%. Diese Werte werden von allen eingehalten (drittletzte Kolonne).
• Bei voller Ladung wird von allen Akkus die Nennkapazität praktisch erreicht, GP liegt sogar deutlich darüber (zweitletzte Kolonne).

Da nur ganz wenige Firmen effektiv „easy to use“ Akkus entwickeln und herstellen (das gleiche gilt notabene auch für normale Akkus), dürfte es darunter auch OEM-Produkte (Eigenmarken) haben (auch unter den getesteten 4).

Selbstentladung

Für den Selbstentladungstest wurden die Akkus voll geladen und anschliessend in einem Laborofen bei 40C während 1, 2 und 4 Monaten gelagert. Dies entspricht einer Lagerung bei Raumtemperatur (20C) während der 4-fachen Dauer, also 4, 8 und 16 Monaten. Die Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Vorgänge verdoppelt sich jeweils bei 10C Temperaturerhöhung (RGT-Regel). Nur so ist ein Test der Selbstentladung innerhalb nützlicher Frist überhaupt möglich. Bei Lagerung im Kühlschrank (nicht Tiefkühler!) beträgt die Selbstentladung weniger als die Hälfte gegenüber Raumtemperatur. Das folgende Diagramm gibt einen raschen überblick über die Testresultate, die nachfolgende Tabelle zeigt die numerischen Werte.

Die Selbstentladung aller NiMH-Akkus ist umso grösser je mehr Ladung sie noch speichern. Das heisst, bei Lagerung mit voller Ladung entladen sie sich am Anfang (1 bis 4 Monate) relativ stark, bei weiterer Lagerung jedoch markant weniger.

Für jeden der 4 „easy to use“ Akkus sind von links nach rechts die Vollkapazität und die Neukapazität relativ zur Nennkapazität (Cv/Cn, Co/Cn je in %), die Neukapazität relativ zur Vollkapazität (Co/Cv) und darauf folgend die mit voller Ladung nach 0, 1, 2 und 4 Monaten Lagerung bei 40C im Ofen gemessenen Kapazitäten aufgezeichnet.

• Am Anfang (nach 0 Monaten) sind alle Akkus voll geladen, die Kapazität beträgt 100% der Vollkapazität.
• Nach 1 Monat haben alle ca 15% (eneloop) bis knapp 20% (max e) der Kapazität verloren,
• Der weitere Verlauf (2 bis 4 Monate) zeigt einen deutlichen Unterschied zwischen eneloop / Recyko einerseits und ready2use / max e andererseits: Eneloop und ReCyko verlieren zwischen 1 und 4 Monaten nur noch weitere ca. 7.5%, ready2use und max e mit ca. 16% rund die doppelte Kapazität.
• Nach 1 Jahr Lagerung bei Raumtemperatur müssten eneloop und Recyko noch ca. 80%, ready2use und max e noch gut 70% Vollkapazität aufweisen. Das ist zwar weniger als von den Firmen versprochen wird, aber alle sind immer noch sofort einsatzbereit (mit etwas reduzierter Kapazität). Geht man jedoch von der Neukapazität (Co) aus, so gehen davon im Jahr kaum 10% verloren.

Die folgende Tabelle enthält die Messergebnisse. Alle Kapazitätsmessungen erfolgten wieder mit 5-stündiger Entladung (I=Cn/5h). Die angegebenen Zeiten in Monaten gelten für Lagerung bei Raumtemperatur. Diese sind hochgerechnet aus der durchgeführten Lagerung im Laborofen bei 40C. Diese Zeiten (wieder in Monaten) sind jeweils in Klammern beigefügt.

Von jeder Marke und für jede Zeitdauer wurden jeweils 2 Exemplare getestet. Ausreisser (Abweichung > 3%) wurden in den Resultaten nicht berücksichtigt.

Die Selbstentladung normaler NiMH Akkus wurde in [6] untersucht. Sie beträgt bei Raumtemperatur ca 10% pro Monat.

Verlauf der Entladespannung

Sanyo verspricht für eneloop eine während der Entladung etwas höhere Spannung als bei normalen NiNH Akkus. Das folgende Diagramm zeigt den gemessenen Verlauf der Spannung während der Entladung mit IC/5 (400 bis 420mA) nach 4 Monaten Lagerung im Ofen bei 40C:

Eneloop und ReCyko weisen wie im Abschnitt Selbstentladung dokumentiert noch eine höhere Kapazität auf, zudem liegt die Spannung gerinfügig höher. Die Spannung des zum Vergleich mitlaufenden normalen Akkus (Sony 2500) liegt dagegen tiefer als alle 4 easy to use Typen. Das Versprechen von Sanyo gilt für alle 4 Typen, GP hat noch einen kleinen Vorsprung.

Das nächste Diagramm zeigt den Verlauf der Entladespannung nach Volladung.

Die „easy to use“ Akkus „eneloop“, „ready2use“ und „max e“ weisen eine etwas höhere Spannung auf, die normalen Varta (professional) 2700) und Sony 2500 bilden die obere und untere Grenze. Da „ready2use“ und „max e“ identisch verlaufen (wie schon bisher festgestellt), liegt der Schluss nahe, dass beide aus der gleichen Fabrik stammen. Es ist ein offenes Geheimnis, dass es weltweit nur etwa 3 unabhängige Hersteller gibt, wer jedoch wen beliefert will niemand verraten.

Fototest

Im Fototest wird jeweils mit einem voll geladenen Akkusatz (4 Stück) in der Digitalkamera Olympus C3030 über Timer und Fernbedienung alle 20 Sekunden eine Aufnahme mit maximaler Blitzleistung bei eingeschaltetem Monitor ausgelöst bis sich die Kamera wegen leerer Akkus automatisch ausschaltet. Die erreichte Anzahl Aufnahmen (mit Auflösung SQ2) ist das Resultat. In der folgenden Tabelle sind zum Vergleich noch die normalen Akkus Varta Professional angefügt.

Die Resultate sind durchwegs sehr gut, erreichen aber wegen der kleineren Kapazität nicht die Werte normaler Akkus, liegen aber deutlich über den mit Alkalibatterien erreichbaren Werten. Während alle Akkus nach dem Fototest praktisch vollständig entladen sind, verbleibt in Alkalibatterien noch viel Kapazität übrig, - damit könnte ein einfacheres Gerät noch für geraume Zeit betrieben werden.

Achtung: Da der Fototest unter geänderten Bedingungen stattfindet, sind die Resultate nicht direkt mit früheren (auch im Internet publizierten) vergleichbar.

Literatur, Referenzen

1. Test-Leitfaden für einen praxisgerechten Test von NiMH Akkumulatoren; SANYO Component Europe GmbH, Mobile energy Division, Stahlgruberring 4, D81829 München.
2. Volle Ladung, Mickelmetallhydrid-Akkus mit reduzierter Selbstentladung; C’t 2007 Heft 22, Seite 170 –172.
3. Batterietest: Wieviel besser sind teurere vs. billigere?; Schweizer Radio DRS1, Espresso 15.10.2007.
4. Akkus mit längerem Atem; Das Wesentliche aus diesem Test; Ktipp Nr. 3 13.Februar 2008.
5. Kraftprotze und Schwächlinge; Ktipp Nr 18, 1.November 2006; Seite 19-21
6. Easy to use; Auszüge aus dem vorliegenden Test; im Internet auf Zinnikers Batterie und Akku Seiten, http://www2.ife.ee.ethz.ch/~zinniker/batak/easy2use/index.html
7. Spitze: Varta-Photo-Akku; Ktipp Nr. 19 15.November 2006.

Weitere Informationen

• Beitrag in der Computer Zeitschrift Heise c't 2007 Heft 22 Seite 170-172. Beschreibt und interpretiert die Produkte nach Hersteller Angaben, keinerlei Testresultate aber durchaus lesenswert zur allgemeinen Information.
• Hersteller Informationen zu SANYO eneloop.
• Hersteller Informationen zu Ansmann max e.
• Hersteller Informationen zu GP Recyko.
• Hersteller Informationen zu Varta ready2use.