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KategorienWissenswertSmartphones, Laptops & Co.: Alles rund um ihre Akkus und was du tun kannst, um sie länger zu nutzen

Egal ob Smartphones, Laptops oder Elektrofahrzeuge: Lithium-Ionen-Akkus sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Sie können große Mengen an Energie speichern, bergen aber aufgrund der enthaltenen Rohstoffe wie Lithium, Kupfer, Kobalt und Graphit häufig auch ökologische und soziale Risiken. Darüber hinaus können sie sich bei Schäden oder unsachgemäßer Verwendung selbst entzünden. Die korrekte Nutzung und eine fachgerechte Entsorgung der Lithium-Ionen-Akkus ist daher besonders wichtig. Wir beantworten 8 Fragen rund um diese Energiespeicher.

1. Wo kommen Lithium-Ionen-Akkus zum Einsatz?

Lithium-Ionen-Akkus oder Li-Ion-Akkus sind eine Art von wieder aufladbaren Batterien, die in vielen Bereichen Verwendung finden, am häufigsten jedoch in der Elektronikindustrie. Sie liefern tragbaren Strom und versorgen elektronische Geräte wie Smartphones, Kameras, Laptops und Tablets mit Energie. Li-Ion-Batterien werden auch zur Energieversorgung von medizinischen Geräten, Elektrofahrzeugen und Elektrowerkzeugen sowie bei Photovoltaikanlagen verwendet. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte speichern sie bei vergleichsweise geringem Gewicht viel Energie und sind deshalb auch in mobilen Geräten so beliebt.

Wusstest du, dass es Schätzungen zu Folge mehr Mobiltelefone gibt, als Menschen auf der Welt? Die meisten werden von einer Lithium-Batterie betrieben.

2. Wie funktionieren sie?

Ein Akku besteht aus zwei Elektroden, der Kathode und der Anode. Beim Aufladen eines Akkus wird elektrische Energie zugeführt, die im Akku einen chemischen Prozess in Gang setzt, sodass die Anode Elektronen abgibt, die zur Kathode wandern. Bei Nutzung in einem Gerät durch die Konsumentin bzw. den Konsumenten wird der Akku langsam wieder entladen und der chemische Prozess läuft in umgekehrter Richtung ab (Ionen wandern nun von der Kathode zur Anode), so dass die gespeicherte Energie in Form von elektrischer Energie wieder freigesetzt wird. Mit der Zeit (durch Ladezyklen, aber auch während der Lagerung) verliert der Akku allerdings an Ladeleistung.

3. Woraus werden sie hergestellt?

Ein Lithium-Ionen-Akku setzt sich aus vielen Einzelzellen zusammen: Neben Graphit oder anderen Metallen wie Nickel, Mangan oder Kobalt wird auch das namensgebende Leichtmetall Lithium für Akkus benötigt. Lithium kommt in der Natur in Form von Salzwasser vor und wird aus unterirdischen Salzseen gefördert – vielfach im südamerikanischen Raum. Der Abbau von Lithium kann die Trinkwassersicherheit der Menschen vor Ort gefährden, weil der Grundwasserspiegel durch die Gewinnung sinkt, zudem viel Wasser in der Aufbereitung verwendet wird und auch Schwermetalle in die Umwelt gelangen können. Eine Möglichkeit die Einhaltung von Umwelt- und sozialen Standards beim Abbau von Lithium zu fördern und transparenter zu machen, wäre eine Zertifizierung – diese existiert bislang noch nicht. Die internationale Industrie plant allerdings ein eigenes Siegel für fair hergestellte Batterien im Rahmen der Global Battery Alliance.

4. Was kannst du tun, damit die Akkus länger halten?

  • Lithium-Ionen-Akkus sollten nur mit dem für das Modell entsprechenden (orginalen) Ladekabel aufgeladen werden, um ein optimales Laden zu ermöglichen und Schäden zu vermeiden.
  • Um die Lebensdauer zu erhöhen, sollten sie weder vollständig ge- noch entladen werden. Als ideal gilt ein Ladezustand von 30 bis 70 %.
  • Nach der Aufladung solltest du das Ladegerät vom Netz trennen, um eine unnötige Wärmeeinwirkung zu vermeiden.
  • Akkus sollten vor großer Hitze, großer Kälte, Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen (Stöße, Runterfallen) geschützt werden.
  • Zudem solltest du die Elektronikgeräte beim Aufladen nicht unbeaufsichtigt lassen.
  • Mehr Informationen und Tipps für den richtigen Umgang mit Lithium-Ionen-Akkus und -Batterien gibt’s bei „topprodukte“ und auf der Website der Informations-Kampagne „Hermit leer“.
Im Schnitt hält ein Smartphone Akku 500-1.000 Ladungen aus. Die Initiative „topprodukte“ von klimaaktiv zeigt, mit welchen Tipps die Lebensdauer der Akkus verlängert werden kann.

5. Brandgefahr: Warum können sie sich entzünden?

Trotz der weiten Verbreitung und energieeffizienten Speicherung ist der Lithium-Ionen-Akku nicht perfekt; er kann bei unsachgemäßer Herstellung, Verwendung oder Lagerung ein Sicherheitsrisiko darstellen. Lithium ist ein sehr reaktionsfreudiges und leicht brennbares Metall – so können Akkus bei Beeinträchtigung, strukturelle Schäden erleiden und das darin enthaltene Elektrolyt in Brand geraten. Wenn Li-Ion-Batterien zu schnell aufgeladen werden, besteht außerdem die Gefahr, dass sie aufgrund eines Kurzschluss in Brand geraten.

Auf diese Sicherheitshinweise solltest du achten:

  • Ein aufgeblähter Akku ist ein Hinweis auf eine Beschädigung (und es besteht die Gefahr, dass sich der Akku selbst entzündet). Dann solltest du den verformten Akku aus dem Gerät nehmen und umgehend – am besten mit abgeklebten Polen – zu einer der vielen Sammelstellen (z.B. im Handel) bringen.
  • Akkus sollten nicht im Außenbereich, feuchten Räumen und Orten mit hohen Temperaturen (z.B. hinter der Windschutzscheibe im Auto) gelagert und geladen werden. Das gilt auch für E-Scooter oder E-Bikes, die im Schatten geparkt werden sollten.
  • Fängt ein Akku trotz aller Vorsicht doch mal Feuer, solltest du die Feuerwehr rufen. Bis dahin ist Wasser das Mittel der Wahl – auch wenn das beim Akku direkt nicht viel bringt, kann es zumindest dabei helfen, umliegende Gegenstände vor dem Feuer zu schützen. Außerdem solltest du der Feuerwehr Bescheid geben, um welche Art von Brand es sich handelt, da Lithium-Ionen-Akkus giftige Substanzen freisetzen können. Zur Info: es gibt auch spezielle Feuerlöscher für Lithium-Akkus, sogenannte AVD Löscher, deren enthaltenes Gel oder Silikat kühlen, aushärten und dem Feuer Sauerstoff entziehen. Ersticken mittels Decken, Sand oder anderen Löschmitteln funktioniert aufgrund der chemischen Prozesse leider nicht.

6.  Wie sollte man sie entsorgen?

Für Entsorgungsunternehmen sind Lithium-Ionen-Akkus aufgrund ihrer Brandgefahr ein Sicherheitsrisiko – immer wieder kommt es zu Bränden zum Beispiel beim Transport in Müllfahrzeugen. Deshalb sollte ein beschädigter Akku nicht zu Hause gelagert oder einfach im Restmüll entsorgt werden, sondern muss fachgerecht über die Problemstoffsammelstellen entsorgt werden. Lithium-Ionen-Akkus sind eine High-Tech-Anwendung – sie bestehen aus vielen wertvollen Komponenten wie Nickel oder Kobalt, die durch Aufbereitung aufgespalten werden können. Der Recyclingprozess ist allerdings derzeit noch relativ aufwendig und deshalb noch mit hohen Kosten verbunden, so dass sich Reycling zwar aus Umweltsicht, aber (noch) nicht aus finanzieller Sicht lohnt.

Im Rahmen der Kampagne „Hermit leer“ werden wichtige Informationen und Tipps zur richtigen Nutzung Entsorgung von Lithium-Ionen-Akkus und -Batterien bereitgestellt.

7. Wie werden sie in Zukunft genutzt werden?

Obwohl die Lithium-Ionen-Batterie bereits mehr als 50 Jahre alt ist, erweitert die Wissenschaft ständig die Grenzen der aktuellen Lithium-Ionen-Technologie, indem sie mit neuen Möglichkeiten der Kombination von Elektrolyten, Anoden und Kathoden experimentieren, um eine Batterie zu schaffen, die energieeffizienter, kostengünstiger und sicherer ist als ihre derzeitige Form.

8. Wer hat den Energiespeicher eigentlich erfunden?

Die Entwicklung des Lithium-Ionen-Akkus begann in den 1970ern – an deren Erfindung waren drei Wissenschaftler von drei Kontinente maßgeblich beteiligt: Stanley Whittingham (GB), John Goodenough (USA) und Akira Yoshino (Japan). 1985 entwickelte letzter auf Basis der Forschungen seiner Vorgänger die erste kommerziell einsetzbare Lithium-Ionen-Batterie. Alle drei wurden 2019 für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Technologie mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Quellen und nähere Infos:

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