Lithium-Ionen-Akkus AA/LR6 mit 1,5 Volt im Test

Die Batterie- bzw. Akku-Bauform LR6 bzw. AA, oder auch Mignon bezeichnet, wird in vielen Outdoor-Navis, aber um so mehr in anderen Kleingeräten des Alltags verwendet, darunter Kinderspielzeug, Lichterketten und vieles mehr. Der Nutzer musste sich bisher vor allem die Frage stellen, verwende ich Einwegbatterien (Alkaline oder Lithium) oder nutze ich NiMH-Akkus. NiMH-Akkus sind weit verbreitet und mit unterschiedlichen Kapazitäten auf dem Markt verfügbar.

Einen sehr ausführlichen Vergleichstest pflegen wir seit Jahren unter: AA-Akku Vergleichstest

Mit den neuen 1,5 Volt starken Lithium-Ionen-Akkus kommt nun ein ganz neuer Akkutyp mit wesentlich anderen Merkmalen auf den Markt und bietet sich als Alternative an. Wir klären in diesem Test, ob es gelungen ist, mit dem neuen Akkutyp alle Vorteile der bisherigen Batterie- bzw. Akkutypen zu vereinigen.

Der Einsatz von NiMH-Akkus gegenüber Einwegbatterien hat neben vielen Vorteilen leider auch deutliche Nachteile. Die nachfolgende Auflistung zeigt eine bewusst reduzierte Übersicht der Vor- und Nachteile von Einwegbatterien bzw. NiMH-Akkus:

Einige der Nachteile von Einwegbatterien können durch die Verwendung von teuren Lithium-Einwegbatterien wett gemacht werden (geringe Kapazität, Kälte) und auch bei den herkömmlichen Akkus gibt es mit den Nickel-Zink-Akkus (siehe ausführlicher Test: NiZn-Akkus) Möglichkeiten, die Nachteile teilweise auszugleichen (geringe Spannung). Dennoch bleiben die wesentlichen Vor- und Nachteile von Einwegbatterien bestehen.

Einen Nachteil der aktuellen NiMH- sowie Nickel-Zink-Akkus möchten wir noch mal etwas näher erläutern bzw. hervorheben:

Frühzeitiger Akkutod durch Tiefentladung!

Der Grund, weshalb die Verwendung von Einwegbatterien noch derart verbreitet ist und Akkus gerne gemieden werden, ist die Erfahrung des Nutzers, dass die in der Anschaffung zunächst doch etwas teureren Akkus bereits nach kurzer Zeit defekt sind bzw. kaum noch Leistung (Kapazität) bringen. Damit wird dem NiMH-Akku eigentlich unrecht getan, denn bei guter Pflege und richtiger Behandlung beim Laden, Entladen und Lagern bringen es die meisten NiMH-Akkus locker auf 500, teilweise sogar 1000 Zyklen und können damit über viele viele Jahre verwendet werden.
In der Praxis jedoch endet das Akkuleben in der Regel so: Akkus ins Kinderspielzeug eingelegt > 1 Tag gespielt, bis Akku leer war > Akku nicht direkt wieder aufgeladen > Akku nach 6 Monaten ins Ladegerät > Akku defekt. Gleiches gilt für Lichterketten, Taschenlampen und viele weitere Geräte.
Die Ursache ist schnell geklärt: Viele Geräte schalten bei Unterspannung nicht ab und entladen die Akkus damit weit unter die erlaubten 1,0 Volt pro Zelle. Wird eine solche tiefentladene Zelle nicht umgehend wieder geladen, verliert diese rasch an Kapazität oder ist direkt zerstört.
In den meisten Geräten kommt mehr als eine Zelle zum Einsatz und damit ergibt sich ein weiteres Problem: Selbst wenn diese Geräte bei Unterspannung abschalten, so bezieht sich diese Unterspannung immer auf die Summe aller Zellen. Die schwächste Zelle wird damit oft unbemerkt immer wieder zu tief entladen, was diese Zelle immer schwächer macht und das Problem weiter verstärkt. Ergebnis sind auch hier defekte Zellen bereits nach wenigen Zyklen.

Fazit: Auch wenn NiMH-Akkus durchaus jahrelang problemlos verwendet werden könnten, in der Praxis ist die Lebenswertung oft kurz und lässt den Nutzer oft auf Einwegbatterien zurückgreifen.

Grundsätzliche Vorteile der 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus

Zunächst ist die Bezeichnung „1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akku“ etwas irreführend, denn Lithium-Ionen-Akkus haben grundsätzlich eine Spannung von ca. 3,7 Volt (Spannungsbereich je Ladezustand von 3,0 bis 4,2 Volt). Die technisch korrekte Bezeichnung wäre daher „Akku der Bauform LR6/AA mit einer geregelten Ausgangsspannung von 1,5 Volt und einem internen Lithium-Ionen-Akku„. Wir werden im weiteren Test einfachheitshalber von 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus sprechen.

Vorteil – stabile und hohe Ausgangsspannung

Die recht stabile Ausgangsspannung von 1,5 Volt wird durch einen kleinen eingebauten Spannungsregler aus den 3,7 Volt des internen Litium-Ionen-Akkus erzeugt. Die gegenüber NiMH-Akkus deutlich höhere Ausgangsspannung macht die 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus mit allen Geräten kompatibel, welche auf den Betrieb mit Einwegbatterien optimiert sind und bei denen die geringe Spannung des NiMH-Akkus Probleme macht z.B. Fernbedienungen, Funkgeräte und ähnliche Geräte. Durch die hohe Spannung kommt es bei vielen Geräten zu einer hohen Leistung z.B. sind viele Taschenlampen oder Lichterketten heller oder Motoren (Spielzeug, Küchengeräte) laufen schneller als mit NiMH-Akkus.

Vorteil – Schutz vor Tiefentladung

Der große Vorteil der verbauten Elektronik ist die Spannungsüberwachung mit automatischer Abschaltung bei Unterspannung. Im Klartext: Wenn der interne Lithium-Ionen-Akku leer ist, wird der Ausgang abgeschaltet und der Akku gibt keine weitere Energie ab und eine Tiefentladung wird verhindert. Doch der Riesenvorteil gegenüber NiMH-Akkus ist: Selbst wenn das Gerät keine Unterspannungsabschaltung hat (Kinderspielzeug, Lichterkette, Taschenlampe, uvm,) und eingeschaltet vergessen wird, die Akkus schalten sich selber ab und eine Tiefentladung wird zuverlässig vermieden. Auch wenn mehr als eine Zelle eingesetzt wird und die Zellen unterschiedliche Kapazitäten oder Ladezustände haben, und eine der Zellen leer ist, schaltet diese ab und schützt sich damit vor einer Tiefentladung.

Testergebnisse 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus AA Zusammenfassung

Nachdem zwei grundsätzliche Vorteile der Technik eines 1,5-Volt-Lithium-Akkus vorgestellt wurden, fasst die folgende Tabelle unsere Testergebnisse zusammen. Eine ausführliche Erklärung folgt im Anschluss unter der Tabelle.

	Kentli	Jugee	Etinesan	Blackube	Blackube
Kapazität Herstellerangabe	3000 mWh	3000 mWh	3000 mWh	2550 mWh	2250 mWh
Kapazität mWh bei 50 mA bei 500 mA bei 2000 mA	2838 mWh 2935 mWh 2328 mWh	2651 mWh 2835 mWh 2271 mWh	2427 mWh 2419 mWh 2135 mWh	2511 mWh 2440 mWh 2160 mWh (bei 2500mA)	2063 mWh 2008 mWh 1434 mWh (bei 1800mA)
Kapazität mAh bei 50 mA bei 500 mA bei 2000 mA	1909 mAh 1988 mAh 1595 mAh	1784 mAh 1923 mAh 1627 mAh	1632 mAh 1684 mAh 1422 mAh	1603 mAh 1589 mAh 1420 mAh (bei 2500mA)	1339 mAh 1317 mAh 1000 mAh (bei 1800mA)
Spannung* Volt bei 50 mA bei 500 mA bei 2000 mA	1,512V 1,506V 1,484V	1,493V 1,486V 1,476V	1,494V 1,490V 1,478V	1,565V 1,533V 1,522	1,508V 1,489V 1,436V (bei 1800mA)
Maximaler Strom dauerhaft in mA 5 Minuten in mA 5 Sekunden in mA	ca. 2400 mA ca. 2600 mA ca. 3000 mA	ca. 2250 mA ca. 2300 mA ca. 2300 mA	ca. 2200 mA ca. 2200 mA ca. 2200 mA	ca. 4000 mA ca. 4400 mA ca. 7000 mA	ca. 1800 mA ca. 2050 mA ca. 2900 mA
Kapazität bei Kälte bei -20 °C und 500 mA in mAh bei -20 °C und 500 mA in mWh	ca. 988 mA 1274 mWh (43,9 %)	ca. 996 mA 1088 mWh (37,6 %)	ca. 0 mA 0 mWh (0 %)	ca. 1130 mA 1731 mWh (68,6 %)	ca. 1001 mA 1490 mWh (74,7 %)
Anzahl Zyklen bis 80 % Kapazität bis 50 % Kapazität	1870 Zyklen bis 80 %	233 Zyklen bis 80 % 420 Zyklen bis 50 %	249 Zyklen bis 80 % 695 Zyklen bis 50 %	90 Zyklen bis 80 % 155 Zyklen bis 50 %	ToDo
Selbstentladung Ladung nach 14 Tagen in % Ladung nach 3 Monaten in % Ladung nach 1 Jahr in %	2767 mWh (94,3%) 2524 mWh (86,0%) 1714 mWh (58,4%)	2707 mWh (95,5%) 2078 mWh (73,3%) 0 mWh (0%)	2317 mWh (93,0%) 1419 mWh (59,9%) 464 mWh (18,5%)	2236 mWh (91,8%) 1688 mWh (69,7%) ToDo	1888 mWh (94,4%) 1598 mWh (79,3%) ToDo
Ladeparameter max. Ladestrom Ladespannung Lademethode Ladezeit	> ca. 2500mA 4,2 Volt CC-CV 1,5 bis 3,5 Stunden	515mA 5 Volt CV 2 bis 2,2 Stunden	520mA 5 Volt CV 1,8 bis 2,1 Stunden	485mA 5 Volt CV 1,6 bis 1,7 Stunden	485mA 5 Volt CV 1,5 bis 1,6 Stunden
Abmessung & Gewicht Länge x Breite in mm Gewicht in Gramm	50,15 x 14,32 mm 20,04 g	50,35 x 14,3 mm 20,02 g	50,2 x 14,35 mm 19,40 g	49,95 x 14,0 mm 17,6 g	49,90 x 14,2 mm 16,0 g
Preis & Bezugsquelle	> 10 EUR pro Akku über eBay	5-10 EUR pro Akku über eBay	5-10 EUR pro Akku über eBay	10 EUR pro Akku über Amazon	10 EUR pro Akku über Amazon

* Spannung zum Beginn der Entladung

Kapazität

Die Hersteller der 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus geben die Kapazität grundsätzlich in Milliwattstunden (mWh). Damit unterscheiden sich die Angaben gegenüber NiMH-Akkus, wo die Kapazität in aller Regel in Milliamperestunden (mAh) angegeben wird. Die präzisere Angabe ist grundsätzlich die Angabe in Milliwattstunden, denn die Angabe in Milliamperestunden sagt ohne genaue Angabe der Ausgangsspannung wenig aus. Beispiel:

• NiMH-Akku: 2000 mAh entspricht bei einer durchschnittlichen Ausgangsspannung von 1,25 Volt gleich 2500 mWh
• 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akku: 3000 mWh entsprechen bei einer durchschnittlichen Ausgangsspannung von 1,5 Volt gleich 2000 mAh

Anhand dieser einfachen Rechnung sieht man, warum die Hersteller von 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus lieber in Milliwattstunden rechnen. Obwohl beide Produkte 2000 mAh liefern, hat der 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akku aufgrund der höheren Spannung mit 3000 mWh ganze 500 mWh mehr Energie. Da auch die mittlere Spannung von NiMH-Akkus abweicht, ist beim Kapazitätsvergleich die Angabe Milliwattstunden (mWh) immer zu bevorzugen!

Keiner der fünf Akkus im Test erreichte in unserem Test die Herstellerangabe. Die nutzbare Energie hängt von einigen Parametern ab. Neben der Temperatur (alle Kapazitätstests wurden bei +20 °C gemacht) ist vor allem die Höhe des Entladestroms entscheidend für die nutzbare Kapazität.

	Kentli PH 3000 Der Kentli 3000 erreicht mit 2935 mWh (am 1,5-Volt-Ausgang) die höchste Kapazität und kommt der Herstellerangabe bereits sehr nahe. Die Kapazität ist damit deutlich höher als bei sog. LSD NiMH-Akkus (low-self-discharge). Die Bestmarken sog. High-Cap-NiMH-Akkus von bis zu 3350 mWh werden allerdings deutlich verfehlt. Die höchste Kapazität wird bei ca. 400 mA Entladestrom erreicht. Die Streuung lag mit 1,7 % gerade noch im akzeptablen Bereich. Beim Kentli kann die Energie auch direkt am 3,7 Volt Ausgang abgenommen werden. Da hierdie zusätzliche Spannungswandlung entfällt, ist die nutzbare Kapazität ca. 8 Prozent höher. Nimm also also die Kapazität am 3,7 Volt Ausgang als Basis für eine Bewertung, erreicht der Kentli PH 3000 die Herstellerangabe problemlos.
	Jugee 3000 Der Jugee 3000 muss sich mit 2827 mWh dem Kentli 3000 nur knapp geschlagen geben. Der Zusammenhang zwischen Kapazität und Entladestrom ist mit dem Kentli 3000 vergleichbar. Der Jugee JG5S 3000 hat eine recht hohe Streuung von 2,4 %, die sich über alle Tests zieht.
	Etinesan 3000 Der Etinesan 3000 liegt mit nur 2479 mWh deutlich zurück. Die Kapazität entspricht aber dennoch dem typischen Wert eines LSD-NiMH-Akkus (low-self-discharge). Die Kapazität liegt allerdings über 15 Prozent unter der Herstellerangabe! Die Streuung ist auch beim Etinesan 3000 ein Problem und liegt mit 2,6 % deutlich zu hoch.
	Blackube 1700 Der Blackube 1700 wird vom Hersteller mit einer Kapazität von 2550mWh beworben. In unserem Test lag die durchschnittliche Kapazität (bei 500mA Entladestrom) bei nur 2440 mWh. Bei nur 50mA Entladestrom hingegen lag die durchschnittliche Kapazität der Akkus immerhin bei 2511mWh. Die Streuung lag in unserem Test mit 1,8 % in einem gerade noch im akzeptablen Bereich. Bei sehr hohen Strömen ca. 2300mA erreicht der Blackube 1700 die Kapazität des Kentli 3000. Da der Kentli 300 maximale 2400mA schafft, lässt sich die Kapazität bei noch höheren Strömen nicht mehr vergleichen. Allerdings erreicht der Blackube selbst bei 4000mA noch gute 1,62 Wattstunden. Allerdings wird der Akku bei diesen hohen Strömen sehr heiß und die hohe Belastung verkürzt die Lebenserwartung deutlich.
	Blackube 1500 Der Blackube 1500 wird vom Hersteller mit einer Kapazität von 2250mWh beworben. In unserem Test lag die durchschnittliche Kapazität (bei 500mA Entladestrom) bei nur 2008mWh. Auch bei 50mA Entladestrom war die Kapazität mit 2063mWh nur minimal höher. Die Streuung lag in unserem Test mit 2,4 % deutlich über dem Blackube 1700 und kann durchaus als zu hoch eingestuft werden. Die Kapazität bricht bei hohen Strömen deutlich ein. Der maximale Dauerstrom liegt ohnehin nur bei 1800mA und die Kapazität bei diesem Strom reduziert sich bereits auf nur 1434mWh. Die Kapazität liegt damit über 10 Prozent unter der Herstellerangabe.

Laufzeit von Geräten in der Praxis

Für die praktische Anwendung stellt man sich natürlich die Frage: Bedeutet mehr Kapazität grundsätzlich auch eine längere Laufzeit der verwendeten Geräte? Grundsätzlich ist die Frage erst mal mit JA zu beantworten. Allerdings gilt das nur für Geräte, die eine konstante Energieaufnahme haben z.B. ein Outdoor-GPS. Viele Verbraucher aber haben nur eine konstante Stromaufnahme bzw. sinkt die Stromaufnahme sogar bei geringeren Spannungen. Die aufgenommene Menge an Energie hängt dann davon ab, wie hoch die Spannung des Akkus bzw. der Batterie ist. Bei den meisten Taschenlampen führt eine höhere Spannung zu mehr Helligkeit, bei vielen Geräten mit Motor zu höherer Leistung bzw. Drehzahl. Ist die Spannung nun wie bei den 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus konstant bei 1,5 Volt und nimmt nicht wie bei NiMH-Akkus oder Batterien mit der Entladung langsam ab, bedeutet das auch, dass z.B. eine Taschenlampe oder eine Lichterkette dauerhaft hell leuchtet und nicht wie bei einem NiMH-Akku oder Batterien mit der Zeit immer dunkler wird. Das mag zunächst ein Vorteil sein, hat aber teilweise gravierende Auswirkungen auf die Laufzeit der Geräte. In der Praxis ist daher bei vielen Anwendungen eine deutlich kürzere Laufzeit gegenüber Akkus oder Batterien zu beobachten. Dafür leuchtet es schön hell. Kentli bietet mit dem Akku PK5 noch eine spezielle Variante an, welche den Spannungsabfall eines NiMH-Akkus bzw. einer Batterie nachvollzieht. Den PK5 haben wir allerdings nicht getestet.

Die nachfolgenden Bilder wurden mit der gleichen Belichtung aufgenommen und zweigen deutlich den Unterschied zwischen 1,5 Volt und 1,3 Volt (voller NiMH-Akku). Eine volle Alkaline Einwegbatterie entspricht dem linken Bild, nimmt allerdings in der Helligkeit nach und nach ab.

Spannung

Die Besonderheit der 1,5-Volt-Lithium-Ionen-Akkus ist die konstante Ausgangsspannung von 1,5 Volt, welche unabhängig vom Ladezustand des Akkus zur Verfügung steht. Ein Nachteil der konstanten Spannung: Die Akku- bzw. Batteriestandsanzeige der meisten Verbraucher zeigt dauerhaft 100 Prozent an und es gibt keine Möglichkeit, den Ladezustand zu überwachen. Um dem Nutzer die Möglichkeit zu geben, einen leeren Akku vor der plötzlichen Abschaltung eines Gerätes zu erkennen, reduzieren alle drei Akkus kurz vor der Abschaltung die Spannung deutlich. Dieser Sprung löst dann bei vielen Geräten bereits einen Akku- bzw. Batteriealarm aus. Bei Taschenlampen oder Motoren spürt man direkt die reduzierte Helligkeit bzw. Drehzahl.

Das Diagramm zeigt die typische Entladespannung sowie Kapazität der unterschiedlichen Akku-/Batterietypen (AA). Dabei ergeben sich bei unterschiedlichen Entladeströmen teilweise deutliche Abweichungen. Mehr Details dazu auch in unserem AA-Akku Vergleichstest …

Ladezustand prüfen

Der Kentli PH5 3000mWh bietet gegenüber den beiden anderen Konkurrenten die Möglichkeit, mit einem speziellen kleinen Spannungsmesser (siehe Bild rechts) die Spannung des internen Lithium-Ionen Akkus zu messen. Damit ergibt sich eine sehr gute Möglichkeit, den Ladezustand des Akkus zu ermitteln. Die Ermittlung des Ladezustandes ist sowohl bei NiMH-Akkus als auch bei den div. Batterietypen immer schwierig bis unmöglich da die Spannung nur bedingt mit dem Ladezustand korreliert.  Anders bei Lithium-Ionen Akkus, wo sich aus der Spannung gut auf den Ladezustand schließen lässt. Die einfache Ermittlung des Ladezustandes über das Prüfgerät ist ein wesentlicher Vorteil des Kentli Akkus und hilft im täglichen Gebrauch leere von vollen Akkus zu unterscheiden.

Leistung

Die Ausgangsleistung der 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus ist durch den internen Spannungswandler begrenzt. Damit unterschieden sich die Akkus deutlich von NiMH-Akkus, NiZn-Akkus und sämtlichen Batterien. Normalerweise haben Akkus und Batterien einen bestimmten Innenwiderstand und die Ausgangsspannung sinkt mit höheren Strömen. Bei den 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus hingegen schaltet die Elektronik ab einem gewissen Strom komplett ab um den internen Lithium-Ionen Akku vor Überlastung und Schäden zu schützen.

Mit Ausnahme des Blackube 1500 erreichen alle 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus im Test erreichen mind. 2200mA im Dauerbetrieb. Diese Leistung ist, verbunden mit der hohen Ausgangsspannung für nahezu alle Anwendungen mehr als ausreichend. Eine normale Alkaline AA-Batterie ist kaum in der Lage 2200mA dauerhaft zu liefern ohne das die Spannung bereits nach wenigen Minuten auf unter 1 Volt sind. Damit sind die 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus auf jeden Fall für alle Geräte geeignet, die auch mit normalen Alkaline Einwegbatterien verwendet werden können. NiMH-Akkus hingegen können je nach Bauart und Type durchaus auch deutlich höhere Ströme verkraften. Allerdings bricht auch bei NiMH-Akkus die eh schon deutlich geringere Spannung unter Last schnell ein. Der Blackube 1700 kann jedoch einen Dauerstrom von 4000mA vertragen und bringt für wenige Sekunden sogar gut 7000mA Leistung. Selbst bei 4000mA hält der Blackube 1700 eine Spannung von 1,5 Volt und bietet damit weit mehr Leistung als jeder NiMH-Akku. Bei der Kapazität muss sich der Blackube dann zumindest bei 4000mA gegenüber einen hochstromfähigen NiMH-Akku dann doch geschlagen geben. Ein Panasonic eneloop bringt bei 4000mA Entladestrom ca. 1,9 Wattstunden, der Blackube 1700 „nur“ noch 1,6 Wattstunden.

Diese Leistung liegt bereits locker im Bereich von NiMH-Akkus. Ströme darüber hinaus können in der Bauform AA nur von speziellen hochstromfähigen NiMH-Akkus erbracht werden (z.B. im Modellflug).

Weniger technisch gesprochen ist die Leistung der 1,5 Volt Lithium-Ionen Akkus hoch, Taschenlampe leuchten heller und Motoren laufen kräftiger. Anwendungen die an die Leistungsgrenze der Akkus gehen gibt es im Alltag praktisch nicht.

Kapazität und Spannung bei Kälte

Kälte und Frost sind immer eine Herrausforderung für Akkus und Batterien, denn in der Kälte steigt der Innenwiderstand und die Spannung sinkt. Die besten von uns bisher getesteten NIMH-Akkus erreichen bei -20°C immerhin noch gut 80 Prozent Kapazität gegenüber dem Wert bei +20°. Doch die mittlere Entladespannung sinkt bei Kälte auch bei den besten NiMH-Akkus von ca. 1,25 auf ca. 1,15 Volt und liegt damit schon sehr weit unter 1,5 Volt, der von vielen Geräten erwarteten Spannung für AA-Batterien.

Entladekurve 1,5 Volt AA-Lithium Akkus bei extrem kalten Temperaturen vs. Raumtemperatur

Das Diagramm verdeutlicht ie großen Unterschiede in der verfügbaren Kapazität bei unterschiedlichen Temperaturen.

Der beiden Blackube Akkus sind erstaunlich unempfindlich gegenüber extremer Kälte und sind daher den meisten NiMH-Akkus überlegen. Die Spannung bleibt im Gegensatz zu NiMH-Akkus auch bei extrem kalten Bedingungen hoch und ermöglicht daher den Betrieb der meisten Verbraucher. Hohe Ströme sind jedoch weder beim Backube noch bei einem NiMH-Akku möglich. Doch die meisten NiMH-Akkus erreichen bei -20°C auch nur einen Bruchteil Ihrer Kapazität, siehe dazu: NiMH-Akkus im Vergleichstest

Akkus laden

Haben wir uns bisher in diesem Artikel nur auf das Entladen der Akkus bezogen, geht es in diesem Abschnitt darum, wie die 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus wieder aufgeladen werden. Standard NiMH-Akkus werden mit einem konstanten Strom geladen. Da Lithium-Ionen-Akkus hingegen werden nach dem sog. CC-CV Prinzip geladen. CC steht hierbei für Constant-Current (konstanter Strom) und CV für Constant-Voltage (konstante Spannung). Es wird also zunächst mit einem konstanten und begrenzten Strom geladen bis eine bestimmte Spannung erreicht wird und dann wird die Spannung entsprechend begrenzt und der Strom reduziert. Normale AA-Akku-Lader für NiMH-Akkus können daher mit den 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus nicht verwendet werden. Alle Hersteller bieten daher eigene Ladegeräte an, welche auch untereinander nicht unbedingt kompatibel sind.

Nun stellt sich die Frage, wie lange dauert es, bis die Akkus wieder vollständig aufgeladen sind. Die Ladezeit ist vom verwendeten Ladegerät bzw. Ladestrom abhängig. Wir haben die unterschiedlichen Ladezeiten in einem Diagramm zusammengefasst. Die durchgezogenen Linien wurden mit dem Neware Battery Tester gemessen, die gestrichelten Linien mit den Ladegeräten der jeweiligen Hersteller. Die Messung der Kapazität erfolgte in diesem Fall inkl. des Verbrauches der Ladegeräte selber.

Ladezeiten und Ladekapazität 1,5 Volt AA Lithium Akkus

Das Diagramm zeigt folgendes:

• Die Zeiten für eine vollständige Ladung liegt bei den meisten Akkus zwischen 1,5 und 2 Stunden. Deutlich länger benötigen die Kentli Akkus mit den original Ladegeräten. Am schnellsten Laden die Blackube Akkus. Es gibt durchaus schnellladefähige NIMH-AA Akkus, die in einer Stunde voll geladen werden können (im Bereich Modellbau auch noch schneller). Handelsübliche NiMH-AA-Lader benötigen allerdings durchaus 3-6 Stunden.
• Betrachtet man die Zeit, welche benötigt wird um 80% der Energie zu laden, reduzieren sich die Zeiten dramatisch. So wird z.B. der Kentli PH5 mit 2000mA Ladestrom in ca. 30 Minuten zu 80% geladen. Das ist beeindruckend schnell und von NiMH-Akkus kaum erreichbar.
• Die Ladegeräte von Kentli laden deutlich langsamer als technisch möglich. Die 80% werden erst nach ca. 2 Stunden erreicht.
• Etinesan und Blackube benötigt ca. 1 Stunden 10 Minuten für die 80% Ladung.
• Jugee läd zwar nicht langsamer als Etinesan benötigt aber durch die größere Kapazität 1 Stunden 20 Minuten bis 80% erreicht sind
• Obwohl die Kentli PH5 die größte Kapazität haben, wird für die Ladung deutlich weniger Energie benötigt. Die Ursache liegt darin, dass der Lithium-Ionen Akku direkt per CC-CV geladen wird und nicht wie bei Jugee und Etinesan noch eine Spannungswandlung von 5Volt auf die Ladespannung erfolgen muss sowie Energie für die Lade-LED verbraucht wird.
• Hohe Ladeströme sind weniger effizient und benötigen mehr Energie. Siehe nachfolgende Tabelle…

Wirkungsgrad

Unter Wirkungsgrad versteht man den Unterschied zwischen der Energiemenge, welche in einen Akku geladen wird und der Energiemenge, welche wieder entnommen werden kann. In der nachfolgenden Tabelle gibt die Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Lademethode für eine 500mA Entladung an:

Der Wirkungsgrad der Kentli PH5 liegt deutlich höher, da beim Laden keine zusätzliche Spannungswandlung nötig ist. Wir statt des 1,5 Volt Ausgangs direkt über den 3,5 Volt Lithium-Ionen Akku entladen, liegt der Wirkungsgrad bei 93 Prozent, da in diesem Fall weder beim Laden noch beim Entladen eine Spannungswandlung nötig ist.

Selbstentladung

Alle Akkus unterliegen einer gewissen Selbstentladung. Das bedeutet, die nutzbare Kapazität nimmt ab dem Zeitpunkt an dem ein Akku vom Ladestrom getrennt wurde kontinuierlich ab. Bei NiMH-Akkus sind es besonders die Akkus mit hoher Kapazität, welche auch unter einer hohen Selbstentladung leiden. Die Akkus mit der höchsten Kapazität in unserem NiMH-Akku Vergleichstest sind z.B. bereits nach gut 6 Monaten vollständig selbst entladen. Aus diesem Grund wurden spezielle NiMH-Akkus entwickelt, welche unter dem Beriff LSD (low-self-discharge) Akku vertrieben werden. Diese Akkus haben etwas weniger Kapazität, behalten aber selbst nach 2 Jahren noch bis zu 80% der ursprünglichen Kapazität. Die Selbstentladung ist wesentlich von der Temperatur abhängig. Je höher die Temperatur, desdo höher aus die Selbstentladung. Für unseren Test verwenden wir daher einen Temperierschrank, welche die Temperatur bei exakt +20°C regelt.

Die Tests zur Selbstentladung sind noch nicht ganz abgeschlossen, dieser Teil des Tests wird daher fortlaufend aktualisiert. Doch bereits jetzt zeigen sich deutliche Unterschiede und auch ein erster Nachteil der 1,5 Volt Lithium-Akkutechnik. Die Selbstentladung liegt deutlich höher als bei den besten LSD-NiMH-Akkus. Während bei LSD-NiMH-Akkus die Selbstentladung mit der Zeit eher verlangsamt wird, scheint es bei den 1,5 Volt Lithium-Akkus eher einen linearen Zusammenhang zu geben. Da die Selbstentladung über das hinausgeht, was man von einem Lithium-Ionen Akku typischerweise erwarten würde, scheint die im Akku verbaute Elektronik eine minimal Stromaufnahme zu haben und somit die Entladung zu beschleunigen, was vor allem beim Jugee gut zur linearen Abnahme der Kapazität passt.

Dennoch hat zumindest der Kentli PH5 Akku auch nach einem Jahr nur unwesentlich weniger Kapazität als der beste von uns getestete LSD-NiMH-Akkus, was kein schlechtes Ergebnis ist. Es bleibt aber zu befürchten, dass die Werte nach 2 Jahren deutlich weiter auseinanderliegen. So ganz in der Schublade vergessen sollte man daher auch die 1,5 Volt Lithium-Ionen Akkus nicht, da sonst ebenfalls eine schädliche Tiefentladung droht.

Für Fernbedienungen, Feuermelder oder andere Verbraucher mit minimalem Energieverbrauch sind die 1,5 Volt Lithium-Ionen Akkus daher nur bedingt geeignet, was aber auch für die meisten NiMH-Akkus gilt (wegen zu geringer Spannung und Selbstentladung). In solchen Verbrauchern haben Einwegbatterien durchaus noch eine Berechtigung.

Zyklen und Lebenserwartung

Alle Akkus altern mit der Zeit sowie vor allem durch Lade-/Entladevorgänge sog. Zyklen. Wieviel Zyklen ein Akku erreichen kann ist von sehr vielen Faktoren abhängig. Die wichtigsten Faktoren sind Lade-/Entladeströme sowie die Tiefe der Zyklen. In der Regel sind 100% Zyklen, also das vollständige Lade-/Entladen am schädlichsten für den Akku, vor allem bei Lithium-Ionen Akkus. Wir haben die 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus einem Zyklentest unterzogen, welcher sich in der Belastung an dem orientiert, was wir auch den NiMH-Akkus in unserem Vergleichstest zugemutet haben. Konkret bedeutet das, wir haben 100% Zyklen verwendet und eine Ladeleistung von:

• ca. 2,5 Watt für Jugee und Etinesan (5V bei ca. 500mA)
• ca. 1,0 bis 1,5 Watt für Kentli PH5 (3,0-4,2V bei 350mA)

Die NiMH-Akkus hatten wir mit 1000mA geladen, was bei einer Spannung zwischen 1,0 und 1,5 Volt ebenfalls den 1,0 bis 1,5 Watt entspricht, welche wir dem Kentli PH5 zugemutet haben. Die Jugee und Etinesan Akkus wurden etwas schneller geladen, da durch die 5 Volt Konstantspannungsladung keine Möglichkeit besteht den Strom zu begrenzen.

Die Zyklenfestigkeit des Kentli PH5 Akkus ist beindruckend. Auch wenn der Test noch nicht abgeschlossen ist, eine Kapazität von 90 Prozent nach 700 Zyklen ist sensationell und wird von keinem uns bekannten NiMH-Akku erreicht. Wir sind gespannt, ob der weitere Kapazitätsverlust so linear weitergeht, was eine überragende Lebenserwartung wäre.

Der Jugee JG5G verliert nach 400 Zyklen immerhin schon 50 Prozent seiner Kapazität, was aber im Vergleich zu NiMH-Akkus vergleichbarer Kapazität immer noch ein sehr guter Wert ist.

Der Etinesan 3000mWh erreicht zwar eine sehr hohe Anzahl an Zyklen ohne kompletten Funktionsverlust, die Kapazität hat sich aber nach ca. 700 Zyklen halbiert. Dennoch kann der Akku als sehr zyklenfest beschrieben werden, vor allem in Anbetracht der hohen Ladeleistung.

Der Blackube 1700 verliert bereits nach nur 90 Zyklen ca. 20% seiner Kapazität und erreicht insgesamt gerade so 200 Zykle. Damit ist der Akku schlechter als NiMH High-Cap Akkus, welche zwar eine hohe Kapazität aber eben auch eine sehr begrenzte Lebenserwartung haben. Laut Hersteller ist hohe Lade-/Entladeleiststung in unserem Test für die geringe Zyklenanzahl verantwortlich. Allerdings sind die Bedingungen für alle Akkus gleich und vor allem die Ladeleistung wird vom Hersteller selbst durch die 5-Volt Ladung entsprechend über den maximalen Ladestrom festgelegt. Ein normaler USB-Ausgang oder ein USB-Netzteil liefern problemlos 500mA und somit erreicht der Akku auch im Praxisbetrieb immer die mit unserem Test vergleichbare Ladeleistung. Da die geringe Zyklen Belastbarkeit uns etwas erschreckt hat, haben wir einen zweiten Zyklentest mit reduzierter Lade-/Entladeleistung gestartet. Um die Ladeleistung zu reduzieren, muss allerdings der Ladestrom begrenzt werden, was nur mit speziellen Ladegeräten und nicht mit Standard USB-Ladeoptionen möglich ist. Der Test läuft nocht, Ergebnisse hier in Kürze…

Sicherheit

Immer wieder liest man von Lithium-Ionen Akkus, die in Laptops oder Smartphones explodieren oder zumindest in Brand geraten.
Sind 1,5 Volt Lithium-Akkus gefährlicher als Einwegbatterien oder NiMH-Akkus?

Dank der Schutzelektronik ist der 1,5 Volt Lithium-Akku in der Bauform AA/LR6 gut gegen Kurzschluss gesichert, denn mehr als 2-3 Ampere lässt die Elektronik nicht und schaltet ab.

Anders beim NiMH oder auch NiZn-Akku. Der Strom wird nur vom Innenwiderstand der Zelle begrenzt und kann durchaus eine Stärke erreichen, die einen dünnen Draht verglühen lässt. Ein sorglos in die Handtasche geworfener NiMH oder gar NiZn-Akkukann daher bei Kurzschluss leichter einen Brand zu verursachen als die hier getesteten 1,5 Volt Lithium-Ionen Akkus. Alkaline Einwegbatterien haben einen sehr hohen Innenwiderstand und sind daher kaum in der Lage den für einen Brand nötigen hohen Kurzschluss-Strom zu liefern.

Etwas anders sieht es bei der Stabilität der Akku-Zelle an sich aus. NiMH-Akkus gelten als sehr sicher und sind nicht bekannt dafür, bei mechanischer Beschädigung oder Tiefentladung durchzugehen.

Lithium hingehen ist ein sehr reaktives Element. Bei mechanischer Beschädigung kann sich im schlimmsten Fall die gespeicherte Engerie schlagartig entladen und der Akku in Brand gesetzt werden. Auch sehr alte oder tiefentladene Lithium-Ionen Akkus stellen eine gewisse Gefahr dar.

Doch gilt das auch für die kleinen Lithium-Ionen Akkus in den 1,5 Volt Batterien hier im Test?

Bei unserem Zyklentest ist ein Jugee 3000 nach Zyklus 844 im wahrsten Sinne des Wortes „abgeraucht“ (siehe Bild). Die Spuren am Akku zeugen von einer extrem hohen Hitzentwicklung, die durchaus zu einem Brand hätte führen können, wenn brennbares Material in der unmittelbaren Umgebung gewesen wäre!
Dieses Beispiel zeigt, das auch kleine Lithium-Ionen Akkus durchaus ein gewisses Gefahrenpotenzial in sich tragen. Im konkreten Beispiel muss man allerdings dazusagen, dass der Akku durch den Zyklentest einer Belastung ausgesetzt war, wie Sie im normalen Alltag selten  vorkommen. Der Akku hatte nur noch eine Restkapazität von weniger als 20% und wäre unter normalen Umständen längst als „verschlissen“ ausgetauscht worden. Die vom Hersteller angebotenen Ladegeräte hätten diesen Akku mit hoher Wahrscheinlichkeit gar nicht mehr geladen und als defekt erkannt, lange bevor der Akku sich „rauchend“ verabschiedet hätte. In aller Regel, so auch in diesem Beispiel, passieren diese Art von „heißen Zerstörungen“ beim Lade– und nicht beim Entladevorgang. Ältere Lithium-Ionen Akkus sollten daher wenn möglich unter Aufsicht geladen werden.

Abmessungen und Gewicht

Ein weiterer Grund warum bei bestimmten Geräten der Einsatz von NiMH-Akkus hoher Kapazität Probleme verursacht sind die Abmessungen. Alle NiMH-Hochkapazitätsakkus haben durchschnittlich etwas mehr Breite und teilweise auch Länge als Standard Alkaline Einweg-Batterien. Leider gibt es immer wieder Geräte, bei denen daher NiMH-Akkus mit geringfügig größeren Abmessungen bereits nicht mehr passen.

Gewicht

Bei NiMH-Akkus gibt es eine simple Grundregel, welche nahzu immer passt: je schwerer der Akku um so größer seine Kapazität…
Diese Regel scheint bedingt auch für 1,5 Volt Lithium-Ionen AA-Akkus zu passen. Das Gewicht der Akkus liegt jedoch insgesamt deutlich unter dem von NiMH-Akkus, welche zwischen 22 und 31 Gramm wiegen. Das Gewicht von Alkaline Batterien hingegen liegt bei ca. 25 Gramm und bei Lithium-Einwegbatterien bei ca. 15 Gramm.

Abmessungen

Die Abmessungen der getesteten Akkus unterscheiden sich deutlich. Die beiden Blackube Akkus, besonders der Blackube 1700 sind erstaunlich kompakt und passen damit auch in knapp bemessene Batteriehalter. Die anderen Akkus liegen im Vergleich zu gängigen NiMH-Akkus eher im Mittelfeld und sind bereits etwas wuchtiger als Alkaline Batterien. Dennoch sind die Abmessungen innerhalb der Toleranz und die Akkus bereiten in den meisten Geräten keine Platzprobleme.

Fazit und Zusammenfassung (noch ohne Blackube Akkus)

Sind 1,5 Volt Lithium-Akkus die Zukunft und die besseren AA/LR6 Akkus? Der ausführliche Test zeigt, dass es keine einfache Antwort geben kann und spezielle Anwendungen teilweise auch spezielle Akkus- bzw. Batterietypen benötigen. Unter dem Strich jedoch ist vor allem der Kentli PH5 Akku in den allermeisten Disziplinen ein überlegenes Produkt und daher ein guter Ersatz für Einwegbatterien und NiMH-Akkus gleichermaßen. Wer auf Batterien verzichten möchte und keine Lust hat NiMH-Akkus die Pflege zukommen zu lassen, welche für eine gute Lebenserwartung zwingend nötig ist, sollte auf 1,5V Lithium-Ionen AA/LR6 Akkus ausweichen. Der größte Vorteil der 1,5V Lithium-Ionen AA/LR6 Akkus ist, dass Sie gegen missbräuchliche Nutzung weitgehend geschützt sind und daher das erreichen, was man von einem Akku gegenüber Einweg-Batterien erwartet, eine lange Lebenserwartung. Der Vorteil der hohen und konstanten Spannung von 1,5 Volt (und der damit verbundenen hohen Energieabgabe) ist gleichzeitig auch Nachteil, wenn es darum geht bei bestimmten Verbrauchern (z.B. LED Lichterketten) lange Laufzeiten zu erreichen. Die Lichterkette brennt zwar dauerhaft schön hell, aber dafür eben deutlich kürzer als mit einer Batterie oder einem NiMH-Akku, dessen Spannung langsam sinkt und die LED dunkler und sparsamer macht.

Beim Thema Selbstentladung sind LSD-NiMH-Akkus deutlich besser, wobei es hier bei den 1,5V Lithium-Ionen AA/LR6 Akkus deutliche Unterschiede gibt. Auch beim Thema Kapazität bei sehr kalten Temperaturen gibt es NiMH-Akkus mit besseren Werten, wobei auch hier große Unterschiede zwischen den drei getesteten 1,5V Lithium-Ionen AA/LR6 Akkus bestehen.

Der Kentli PH5 3000mWh Akku war den beiden anderen Konkurrenten in alle Disziplinen überlegen und kann von uns daher besonders empfohlen werden. Der Kentli PH5 3000mWh ist schon sehr nahe am perfekten AA-Akku und kann NiMH-Akkus sowie Batterien in den allermeisten Anwendungen sehr gut ersetzen. Leider ist der Akku auch der teuerste und damit können Preisüberlegungen durchaus auch dazu führen, dass man sich für Jugee oder Etinesan entscheidet und Abstriche bei Kälte und in Bezug auf die Zyklenbelastbarkeit in Kauf nimmt.

Preis und Bezugsquelle

Du hast Dich nach dem Lesen des Artikels gefreut nun endlich die ultimative Lösung für Deine Batterie- bzw. Akkuprobleme gefunden zu haben? Schön, aber nun kommt das größte Problem: die Akkus sind extrem teuer und darüber hinaus in Deutschland nur schwer zu beziehen!

Kentli PH5 3000

Eine mögliche Quelle ist eBay: jetzt bei eBay.de nach Kentli PH5 3000 suchen…
Die Preise bei eBay bewegen sich grob um 15 EUR pro Akku wenn diese aus Frankreich angeliefert werden. Wer bereits ist, sich aus Übersee beliefern zu lassen bekommt die Akkus für deutlich unter 10 EUR pro Akku.

Kentli PH5 3000 inkl. Ladegerät sind die einzigen Akkus die aktuell (Stand 10/2018) auch bei Amazon Deutschland erhältlich sind. Inkl. Ladegerät kosten 4 Kentli AA-Akkus

Eine gute Alternative zu den oben genannten Quellen ist AliExpress.com wo die Akkus und Ladegeräte in div. Shops angeboten werden unter anderem direkt vom Hersteller der Kentli Akkus. Die günstigsten Preise liegen bei gut 5 EUR was zwar immer noch viel ist, abervom Preis-/Leistungsverhätlnis durchaus in Ordnung geht. Wir haben alle Akkus über diese Quelle bezogen, die Lieferzeiten können extrem lang sein (bis zu 90 Tage), es kann zur Verzollung kommen und in mind. einem Fall hat uns die Lieferung gar nicht erreicht und eine Rückzahlung vom Verkäufer wurde abgelehnt.

Jugee 3000

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Die Preise bewegen sich zwischen 5 und 10 EUR pro Akku, abhängig von der bestellten Anzahl. Aktuell (Stand 10/2018) gibt es nur Lieferungen aus Übersee.

Etinesan 3000

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Die Preise bewegen sich zwischen 5 und 10 EUR pro Akku, abhängig von der bestellten Anzahl. Aktuell (Stand 10/2018) gibt es nur Lieferungen aus Übersee.

Um einen Haushalt von Einwegbatterien oder einem NiMH Akkubestand auf 1,5 Volt Lithium-Ionen Akkus umzustellen muss man leider aktuell noch tief in die Tasche greifen und zusätzlich umständliche Bestell- und Lieferwege in Kauf nehmen. Die Vorteile im Alltag sind allerdings derart hoch, dass wir die Nutzung diese Technologie nahezu wirklich empfehlen können.